科学创新 |高尿酸血症肾病新突破，黄芩苷可有效抑制尿酸盐诱导的细胞焦亡

高尿酸血症肾病（hyperuricemic nephropathy，HN）是高尿酸血症的严重并发症，其主要病理特征是身体中的尿酸水平异常升高，临床表现有突发血尿、少尿或无尿、水肿、痛风等。

在这种病情中，尿酸盐结晶（MSU）沉积在肾脏引起肾脏细胞的炎症反应，导致细胞死亡。这种新的程序性细胞死亡方式被称为焦亡，是机体一种重要的天然免疫反应，在抗击感染中发挥重要作用。

黄芩苷（BA）是从中药黄芩根部提取出的天然黄酮类化合物，具有广泛的抗氧化和抗炎药理活性。

本月，武汉轻工大学徐凌云教授课题组在《Chem Biol Drug Des.》发表题为“Baicalin inhibits monosodium urate crystal-­induced pyroptosis in renal tubular epithelial cell line through Panx-­1/P2X7 pathways: Molecular docking, molecular dynamics,and in vitro experiments"（第一作者：付琬婷）的研究成果，显示了黄芩苷对尿酸盐晶体诱导的肾小管上皮细胞焦亡有显著的抑制作用，凸显其在治疗高尿酸血症肾病中的潜在价值。

研究团队用尿酸盐结晶诱发肾小管上皮细胞的炎症和焦亡，模拟高尿酸血症肾病中由于尿酸过高导致的炎症和细胞损伤，然后用黄芩苷处理这些细胞，同时通过双染色、乳酸脱氢酶（LDH）测定和电子显微镜观察细胞变化，发现黄芩苷能有效保护细胞膜免受尿酸盐结晶诱导的损伤。

此外，研究人员评估焦亡相关基因Panx-1和P2X7在经黄芩苷处理前后的mRNA和蛋白水平上的表达情况，并通过SOPTOP激光共聚焦扫描显微镜观察了关键蛋白质（GSDMD-N）在细胞膜上的分布和聚集情况。

共聚焦显微镜下的GSDMD蛋白聚集情况：白色箭头表示GSDMD-N（绿色荧光）；蓝色为细胞核

实验结果显示，在尿酸盐结晶诱导下的细胞膜上有明显的密集荧光点，表明GSDMD-N蛋白质在细胞膜上聚集；而在黄芩苷20 μm和40μm的剂量下，荧光点数量逐步降低，表明蛋白质聚集减少；而在高剂量（80 μm）的黄芩苷组中，几乎看不到明显的荧光点，与正常组相似，这表明黄芩苷对细胞膜上GSDMD-N蛋白质的聚集有良好的抑制效果。

与普通倒置荧光显微镜相比，SOPTOP激光共聚焦扫描显微镜能够将元件位移造成的干扰降低，在保证荧光信号采集效率的同时，提高对非焦面信号的过滤，改善图像的信噪比和轴向分辨率。

利用Z-Stack成像功能，可获取不同深度的图像，帮助研究人员定位蛋白在细胞内的确切位置和聚集状态。

论文信息：

Fu W, Liu Z, Wang Y, Li X, Yu X, Li Y, Yu Z, Qiu Y, Mei Z, Xu L. Baicalin inhibits monosodium urate crystal-induced pyroptosis in renal tubular epithelial cell line through Panx-1/P2X7 pathways: Molecular docking, molecular dynamics, and in vitro experiments. Chem Biol Drug Des. 2024 Apr;103(4):e14522.

doi: 10.1111/cbdd.14522. PMID: 38580458.