A Specnuezhenida alivia a nefropatia diabética em camundongos db/db, associada à melhora da função renal, integridade da barreira intestinal e redução da inflamação e do estresse oxidativo.
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Artigo de investigação
A Specnuezhenida alivia a nefropatia diabética em camundongos db/db, associada à melhora da função renal, integridade da barreira intestinal e redução da inflamação e do estresse oxidativo.
A patogênese da nefropatia diabética (DN) é multifatorial, envolvendo inflamação, estresse oxidativo e o eixo intestino-rim. A Specnuezhenida é o principal componente ativo do Ligustri Lucidi Fructus e apresenta atividades antineoplásicas, antioxidantes e anti-inflamatórias. No entanto, os mecanismos moleculares subjacentes aos seus efeitos sobre a DN precisam ser estudados mais a fundo. Este estudo, portanto, tem como objetivo investigar os mecanismos moleculares do Specnuezhenide na DN. Um modelo de camundongo DN foi estabelecido usando camundongos db/db, e eles receberam Specnuezhenide por 8 semanas. Os efeitos da Specnuezhenida nesses camundongos foram avaliados por meio de avaliações de glicose sérica e função renal. Alterações histopatológicas foram avaliadas usando coloração por hematoxilina e eosina. Um ensaio imunossorvente ligado a enzimas foi empregado para quantificar os níveis de citocinas inflamatórias. As vias Nrf2 e A20/NF-κB foram analisadas via western blotting (WB), enquanto a expressão das proteínas da junção apertada intestinal foi avaliada usando WB e imunofluorescência. Alterações na microbiota intestinal foram examinadas por meio do sequenciamento de rRNA 16S de alta potência. Comparado ao modelo controle, o Specnuezhenide melhorou a função renal em camundongos db/db, reduzindo a glicose no sangue (de 37,13 mmol/L para 28,96 mmol/L), o nitrogênio da ureia no sangue (de 18,27 mmol/L para 15,15 mmol/L) e a proteína urinária (de 28,5 mg para 20,41 mg) no grupo de alta dose. Enquanto isso, a análise da microbiota intestinal mostrou aumento da abundância microbiana e diminuição dos níveis de lipopolissacarídeos após a administração de Specnuezhenide. Enquanto isso, a Specnuezhenida pode aumentar a expressão das proteínas da junção apertada intestinal, aumentando assim a integridade da barreira intestinal. A Specnuezhenida pode aumentar a expressão de Nrf2 e A20, e reduzir a expressão de NF-κB. Além disso, a Specnuezhenide pode amenizar a lesão funcional renal enquanto regula as vias Nrf2 e A20/NF-κB.
O diabetes é uma das principais causas de doença renal, com o aumento do número de pacientes com diabetes, sua prevalência estácrescendo. Tratamentos tradicionais para nefropatia diabética (DN) demonstraram atrasar a progressão da doença renalcrônica 2. No entanto, ainda existe a necessidade de identificar medicamentos mais eficazes para a prevenção e tratamento da DN. A patogênese da DN é multifacetada e envolve inflamação, estresse oxidativo e o eixo intestino-rim1. Com sua abordagem multi-alvo, a Medicina Tradicional Chinesa (MTC) demonstrou eficácia notável no tratamento de doenças metabólicas crônicas. Além disso, as pesquisas crescentes sobre a MTC na prevenção e tratamento da DN têm mostrado resultadospromissores 3.
Diabetes mellitus é um distúrbio metabólico complexo, com o intestino desempenhando um papel central em sua fisiopatologia por meio das interações com órgãosmetabólicos 4. A interação entre a microbiota do hospedeiro e do intestino é crucial para manter a homeostase do hospedeiro. A alteração da estrutura microbiota saudável pode produzir toxinas que danificam os rins, enquanto a depuração renal comprometida pode alterar o metabolismo e a composiçãomicrobiana. A barreira intestinal funciona tanto como defesa química quanto física e é mantida por junções epiteliais apertadas e uma camada mucosa composta pormucina 5. Evidências sugerem uma correlação entre DN e função da barreira intestinalcomprometida 7, o que permite a translocação de toxinas e subprodutos bacterianos, como lipopolissacarídeos (LPS), para a correntesanguínea 8,9. A translocação do LPS através da barreira comprometida pode desencadear desregulação das respostas imunes adaptativas e inatas e estimular a produção de citocinaspró-inflamatórias 7,10, levando finalmente a um estado inflamatório crônico característico da DN11,12.
Ligustri Lucidi Fructus é clinicamente utilizado no tratamento da nefropatia diabética (DN)13, sendo o Specnuezhenide identificado como um componente ativochave 14. O specnuezhenide, um glicosídeo secoiridoideúnico 15, apresenta propriedades anti-inflamatórias, antioxidantes eimunomoduladoras 16,17,18,19. O camundongo db/db é um modelo espontâneo de DN tipo 2 bem estabelecido que recapitula características-chave da DN humana, incluindo hiperglicemia persistente, albuminúria e expansão da matrizmesangial 20. Um estudo anterior relatou que o Specnuezhenide exerceu efeitos renoprotetores em ratos DN21; no entanto, os mecanismos moleculares permanecem em grande parte inexplorados. Notavelmente, a Specnuezhenide possui baixa biodisponibilidade oral (aproximadamente 1,93%)22, o que dificulta explicar seus efeitos farmacológicos apenas por absorção direta. Evidências emergentes sugerem que a Specnuezhenida pode ser metabolizada rapidamente pela microbiota intestinal, e sua atividade farmacológica pode ser mediada por vias dependentes da microbiotaintestinal 19. Com base nessas considerações, foi hipotetizado que o Specnuezhenide alivia a DN modulando a microbiota intestinal e as vias inflamatórias e oxidativas de estresse a jusante. Para testar essa hipótese, avaliamos os efeitos dependentes da dose do Specnuezhenide em camundongos db/db, selecionando as doses com base em experimentos preliminares e estudos farmacológicos prévios.
Portanto, este estudo teve como objetivo avaliar o impacto potencial e o mecanismo da Specnuezhenide no contexto da DN, com foco em sua capacidade de mitigar a inflamação renal e o estresse oxidativo pelo eixo intestino-rim. Este estudo contribui para elucidar os mecanismos pelos quais a Specnuezhenida contribui para a prevenção e o tratamento da DN.
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O Comitê de Ética da Universidade de Medicina Chinesa de Shanxi aprovou este estudo (2022DW167). Os reagentes e os equipamentos utilizados estão listados na Tabela de Materiais.
Experimentos com animais
Ratos machos de db/db, com idades entre 8 e 9 semanas, foram obtidos de uma fonte comercial. Os camundongos foram alojados na sala de animais de nível SPF do Centro de Manejo Experimental da Universidade de Medicina Chinesa de Shanxi, mantidos com umidade estável de 55% ± 5% e ambiente confortável de 25 °C ± 1 °C, com ciclo de luz/escuro de 12/12 horas e acesso improvisado a alimento e água. Antes do experimento, todos os camundongos foram aclimatados por 7 dias. Desfechos humanitários: Ratos que apresentavam perda de >20% de peso corporal, estado moribundo ou incapacidade de alcançar comida/água foram eutanasiados humanamente antes do desfecho programado. Eutanásia: Todos os camundongos foram eutanasiados por injeção intraperitoneal de pentobarbital de sódio, seguida por luxação cervical, seguindo protocolos institucionalmente aprovados.
O camundongo db/db é um modelo diabético geneticamente espontâneo (não um modelo induzido). O sucesso do modelo foi confirmado às 9 semanas de idade medindo glicose no sangue em jejum (≥16 mmol/L) e microalbumina na urina (positivo). Todos os camundongos db/db atendiam aos critérios, e nenhum animal foi excluído. Uma vez que o modelo DN foi estabelecido com sucesso em camundongos db/db, os camundongos foram aleatoriamente atribuídos a grupos usando uma sequência aleatória gerada por computador. O investigador que realizou os experimentos foi cegado para a alocação em grupo. Cada gaiola abrigava apenas um grupo de tratamento para evitar contaminação cruzada. Os camundongos foram divididos aleatoriamente em quatro grupos (n = 10 por grupo): o grupo controle modelo (MC), grupo irbesartano (Irb), grupo Specnuezhenide de baixa dose (Spe-L) e grupo Specnuezhenide de alta dose (Spe-H), sendo db/m (n = 10) usado como grupo controle normal (NC). Os grupos NC e MC receberam água destilada. Em contraste, os grupos Irb, Spe-L e Spe-H receberam gavage oral diário de 43,75 mg/kg de Irbesartano, 57 mg/kg de Specnuezhenito e 114 mg/kg de Specnuezhenida, respectivamente, por 8 semanas. A dosagem de gavage foi aumentada proporcionalmente ao ganho de peso corporal. Após 8 semanas de administração, todos os camundongos foram jejuados durante a noite (12 horas) com acesso livre à água antes da eutanásia, e o soro (centrifugado a ~1500 x g por 15 minutos e coletado o sobrenadante), urina (coletada urina de 24 horas na gaiola metabólica), fezes e tecidos intestinais e renais foram coletados imediatamente após a eutanásia, congelados rapidamente em nitrogênio líquido, e armazenado a -80 °C até a análise. Após a coleta de dados, o cegamento era quebrado para realizar análise estatística.
Indicadores sanguíneos e urinantes
Os níveis séricos de LPS, SCr e BUN foram medidos conforme as instruções do fabricante. A concentração de albumina na urina em 24 horas foi detectada conforme as instruções do kit. Os níveis de glicose sérica foram medidos usando um analisador bioquímico automático.
Detecção ELISA
As concentrações de TNF-α, IL-6 e IL-1β no soro de camundongos foram medidas usando um leitor de microplacas modelo 352, conforme as instruções do fabricante.
Observação patológica dos tecidos renais de camundongos
Os tecidos intestinais e renais foram fixados em solução de paraformaldeído a 4% por 48 horas antes da lavagem, desidratação e incorporação de parafina. Seções (4 μm de espessura) foram obtidas usando um micrótomo de parafina. Após a deparafinização, as seções foram coradas com hematoxilina e eosina (HE) e escaneadas usando um scanner digital de lâminas de patologia.
Sequenciamento de rRNA 16S
O DNA genômico bacteriano foi extraído do conteúdo cecal usando um kit de extração de DNA do solo à base de esferas magnéticas, seguindo o protocolo do fabricante. A concentração de DNA foi medida com um fluorômetro.
A região hipervariável V3–V4 do gene 16S rRNA foi amplificada usando os primers 338F (5′-CCTACGGGNGGCWGCAG-3′) e 806R (5′-GACTACHVGGGTATCTAATCC-3′). A amplificação foi realizada com uma mistura mestre PCR sob as seguintes condições de ciclagem: uma desnaturação inicial a 95 °C por 3 minutos; 5 ciclos de 95 °C por 30 s, 45 °C por 30 s e 72 °C por 30 s; seguido por 20 ciclos de 95 °C por 30 s, 55 °C por 30 s e 72 °C por 30 s; e uma extensão final a 72 °C por 5 minutos. Os amplicons de PCR foram posteriormente purificados usando purificação de DNA à base de esferas magnéticas e esferas de seleção de tamanho.
As bibliotecas eram construídas usando adaptadores e índices Illumina, e o sequenciamento era realizado em uma plataforma de sequenciamento de próxima geração (NGS) de bancada (2 × 250 bp em pareamento). As leituras brutas foram montadas usando software de sequenciamento de ponta paral e fusão de leitura, filtradas pela qualidade e agrupadas em unidades taxonômicas operacionais (OTUs) com 97% de similaridade usando software de análise de sequência amplicon. Sequências quiméricas e OTUs singleton foram removidas. A taxonomia foi atribuída pelo BLAST ao banco de dados RDP (para bactérias) e pelo UNITE (para fungos).
A diversidade alfa foi calculada usando Mothur v3.8.31. A diversidade beta foi avaliada por análise coordenada principal (PCoA) com base nas distâncias de Bray-Curtis usando o pacote vegano R. A análise diferencial de abundância foi realizada com STAMP v2.1.3 e LEfSe v1.1.0. A previsão funcional foi realizada usando PICRUSt v1.1.4.
Coloração por imunofluorescência
Após a deceração, as amostras passaram por coleta de antígeno usando citrato de sódio em altas temperaturas por 15 minutos, seguidas por um bloco de 60 minutos com 5% de BSA. Os anticorpos primários para ocludina e claudina-1 (1:500) foram então aplicados nos tecidos ileais e cólon e incubados durante a noite. Posteriormente, a coloração secundária por anticorpos foi realizada por 60 minutos. Após uma coloração DAPI de 10 minutos, as amostras foram preservadas com um reagente anti-fluorescência e imagens de imunofluorescência foram adquiridas usando um sistema automatizado de imagem de fluorescência.
Western blot
A proteína total foi extraída usando tampão RIPA e quantificada com um kit de ensaio de proteína BCA. As amostras (15 μL/poço) foram carregadas em um gel separador de 8%–12% por aproximadamente 2 horas de eletroforese. As proteínas foram então transferidas para uma membrana PVDF sob condições de resfriamento a 100 V por 2 horas, utilizando um sistema de transferência úmida. Após o bloqueio com leite desnatado a 5%, a membrana foi incubada com o anticorpo primário durante a noite a 4 °C. Após lavagens, um anticorpo secundário adequado foi aplicado e a membrana foi incubada por 1 hora à temperatura ambiente. Por fim, membranas foram desenvolvidas em laboratório fotográfico usando quimioluminescência ECL e analisadas com o software ImageJ. Para normalização, o valor médio do grupo NC foi definido como referência. Os dados brutos de cada amostra individual de todos os grupos experimentais foram então divididos por esse valor médio, de modo que a média do grupo NC se tornou 1, e todos os outros valores foram expressos como variação de fold em relação ao NC.
Análise estatística
A análise estatística foi realizada usando o software SPSS 26.0, e os dados experimentais são apresentados como médias ± SD. Réplicas biológicas (n) representam camundongos individuais por grupo (n = 10 para parâmetros fisiológicos; n = 3 para Western blot e n = 6 para sequenciamento 16S). Nenhum animal ou amostra foi excluído da análise. Se a amostra atendia às suposições de distribuição normal e homogeneidade de variância, a análise unidirecional da variância foi usada para comparar múltiplos grupos. Quando a homogeneidade da variância foi confirmada, o teste de diferença de menor significância (LSD) foi aplicado para comparações par a par; caso contrário, foi utilizado o teste T3 de Dunnett. Dada a natureza exploratória do estudo, nenhuma correção adicional para múltiplas comparações foi aplicada entre diferentes desfechos. Uma diferença estatisticamente significativa foi indicada quando a P < 0,05.
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A administração de specnuezhenida diminuiu os níveis de glicose no sangue, melhorou a função renal e aliviou a lesão renal em camundongos com DN
Os camundongos modelo DN foram tratados com Specnuezhenide por 8 semanas após modelagem bem-sucedida. Os camundongos do grupo MC apresentaram aumentos significativos nos níveis séricos de glicose, enquanto os do grupo Specnuezhenide mostraram diminuição significativa (Figura 1B
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DN, uma complicação microvascular persistente do diabetes, é caracterizada por excreção elevada de albumina urinária e função renalcomprometida 24. A albuminúria é um indicador clínico precoce frequentemente utilizado da progressãoda DN 25. Pacientes com DN podem apresentar função renal anormal, como evidenciado pelo aumento significativo dos níveis de SCr eBUN 26. Neste estudo, o grupo Specnuezhenide demonstrou redu...
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Os autores afirmam que não possuem interesses financeiros concorrentes conhecidos ou relacionamentos pessoais que possam ter influenciado o trabalho relatado neste artigo.
Esta pesquisa foi financiada pela Fundação Nacional de Ciências Naturais da China (nº 81973486 e 82173974), pelos projetos de pesquisa da Administração de Medicina Tradicional Chinesa da Província de Shanxi (nº 2024ZYYA021) e pelo Projeto Disciplina da Universidade de Medicina Chinesa de Shanxi (nº 2026XK24).
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| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Albustix | Guangzhou Huadu Gaoerbo Biotechnology Co., Ltd. | 20211203 | |
| Analytical balance | Beijing Sartorius Instrument System Co., Ltd. | CPA | |
| antibodie A20 | Cell Signalling Technology | 5630s | (1:1000) |
| antibodie Bax | Cell Signalling Technology | 2772s | (1:1000) |
| antibodie Bcl-2 | Cell Signalling Technology | 3498s | (1:1000) |
| antibodie claudin 1 | Abcam | EPR25359-48 | (1:1000) |
| antibodie COX2 | Proteintech Group | 12375-1-AP | (1:2000) |
| antibodie GAPDH | Abcam | EPR16891 | (1:10000) |
| antibodie GCLC | Proteintech Group | 12601-1-AP | (1:10000) |
| antibodie HO-1 | Proteintech Group | 10701-1-AP | (1:10000) |
| antibodie IκBα | Cell Signalling Technology | 4812s | (1:1000) |
| antibodie Myd88 | Abcam | EPR21824 | (1:1000) |
| antibodie NF-κB p65 | Cell Signalling Technology | 8242s | (1:1000) |
| antibodie NLRP3 | Proteintech Group | 68102-1-Ig | (1:5000) |
| antibodie NQO1 | Proteintech Group | 11451-1-AP | (1:5000) |
| antibodie Nrf2 | Proteintech Group | 16396-1-AP | (1:5000) |
| antibodie occludin | Cell Signalling Technology | 91131S | (1:1000) |
| antibodie p-IκBα | Cell Signalling Technology | 2859s | (1:1000) |
| antibodie p-NF-κB p65 | Cell Signalling Technology | 3033s | (1:1000) |
| antibodie TAX1BP1 | Proteintech Group | 14424-1-AP | (1:2000) |
| antibodie TLR4 | GeneTex | GTX75742 | (1:1000) |
| antibodie TRAF6 | Santa Cruz Biotechnology | sc-8409 | (1:1000) |
| antibodie ZO-1 | Proteintech Group | 21773-1-AP | (1:10000) |
| Automatic biochemical analyzer for blood glucose measurement | Biobase Biodusty (Shandong) Co., Ltd. | BK-280 | |
| blood urea nitrogen | Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute | C03-2-1 | |
| Centrifugal machine | Hunan Xiangyi Laboratory Instrument Development Co., Ltd | HI650 | |
| db/db mice (8-9 week-old male) | Changzhou Kavens Laboratory Animal Co., Ltd. | SCXK (Su) 2021-0013 | |
| IL-1β ELISA Kit | Wuhan Fine Biotech Co., Ltd. | EM0109 | |
| IL-6 ELISA Kit | Wuhan Fine Biotech Co., Ltd. | EM1158 | |
| Irbesartan | Zhejiang Huahai Pharmaceutical Co., Ltd. | 0000019353 | |
| LPS | Jiangsu Meimian Industrial Co., Ltd. | MM-0634M1 | |
| microscope | Olympus Corporation | BX53 | |
| microtome | Leica Biosystems Nussloch GmbH | RM 2016 | |
| Organized pizza slicing machine | Wuhan Junjie Electronic Co., Ltd | JK-6 | |
| Paraffin slicing machine | RWD Life Science Co., Ltd. | S710 | |
| Pathological slide scanner | Ningbo Konfoong Bioinformation Tech Co., Ltd. | KFBIO PRO-005 | |
| serum creatinine | Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute | C011-2-1 | |
| Specnuezhenide | National Institutes for Food and Drug Control | 39011-92-2 | pureza >98% |
| SPSS statistics 26.0 | |||
| Tissue Embedding Center | Wuhan Junjie Electronic Co., Ltd | JB-P5 | |
| Tissue Processor | Wuhan Junjie Electronic Co., Ltd | JT-12J | |
| TNF-α ELISA Kit | Wuhan Fine Biotech Co., Ltd. | ER1393 | |
| urinary protein | Wuhan Fine Biotech Co., Ltd. | EM0632 |
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