重磅！广西医大科研突破：山药多糖成功对抗顺铂所致肾纤维化

顺铂（CDDP）是一种广泛应用于多种肿瘤治疗的化疗药物，其抗癌效果缺乏特异性，而肾毒性成为限制其临床应用的主要因素。在接受CDDP治疗的癌症患者中，急性肾损伤（AKI）的发生率高达20-40%。若未及时进行治疗，细胞外基质（ECM）将发生沉积和聚集，导致AKI可能进展为肾间质纤维化（RIF），在严重情况下甚至可能引起肾功能衰竭。此外，CDDP诱导RIF的机制尚未完全明了，尚需开发有效的预防和治疗策略。因此，深入研究CDDP诱导RIF的机制，以识别能够缓解RIF的药物，显得尤为迫切。

山药是一种兼具药用与食用价值的重要植物。在山药中，山药多糖（SYDT）扮演着至关重要的生物活性成分角色。据相关研究报道，SYDT具备减轻糖尿病肾病小鼠肾纤维化症状的能力，并能改善糖尿病肾病大鼠的肾功能。尽管如此，关于SYDT是否能够改善由CDDP诱导的肾纤维化及其作用机制，目前尚不明确。

日前，一篇名为“Multi-omics analysis reveals the protective effects of Chinese yam polysaccharide against cisplatin-induced renal interstitial fibrosis”的文章探索了SYDT对CDDP诱导的RIF的影响及其潜在的分子机制。

图1 论文首页

SYDT可减轻CDDP诱导的RIF大鼠的肾功能、肾损伤和肾纤维化

结果显示，相较于正常对照组，CDDP组的血尿素氮（BUN）、血清肌酐（Scr）及尿液N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶（NAG）水平显著升高。与CDDP模型组相比，SYDT组及AMF组的BUN、Scr及尿液NAG水平显著降低。进一步观察发现，SYDT高剂量组（SYDT-H）的BUN和Scr水平显著低于SYDT低剂量组（SYDT-L），而SYDT中剂量组（SYDT-M）的尿液NAG水平显著低于SYDT-H组（图2A-C）。HE染色结果显示，正常组肾脏组织未见组织病理学损伤。与之相比，CDDP模型组出现肾小管萎缩（黑色箭头所示），部分肾小管上皮细胞变性、水肿或坏死（空心箭头所示），以及肾间质内大量炎性细胞浸润（黑色三角形所示）（图2D）。

此外，CDDP模型组的肾小管损伤评分显著高于正常组，而SYDT处理组及AMF组的肾小管损伤评分显著低于CDDP模型组。进一步分析显示，SYDT-H组的肾小管损伤评分显著低于SYDT-M组（图2E）。Masson三色染色分析揭示，正常组肾脏组织中无纤维化现象，而CDDP治疗后导致了显著的RIF（图2F）。与正常组相比，CDDP模型组的RIF相对面积显著增加。与CDDP模型组相比，SYDT处理组及AMF组的RIF相对面积显著缩小。值得注意的是，随着SYDT剂量的增加，RIF的相对面积显著缩小（图2G）。

图2 SYDT对CDDP诱导的RIF大鼠肾功能、病理性肾损伤和肾纤维化的影响

SYDT对CDDP诱导的RIF大鼠肾脏组织中波形蛋白（vimentin）、α-SMA、CTGF和MMP-1水平的影响

WB分析结果显示，相较于正常组，CDDP模型组的波形蛋白、α-SMA和CTGF水平显著提升，而MMP-1水平则显著降低。相对而言，SYDT治疗组与AMF组的波形蛋白、α-SMA和CTGF蛋白水平相较于正常组有明显下降，MMP-1表达则呈现上升趋势（图3）。进一步观察发现，SYDT-M组相较于SYDT-L组在波形蛋白、α-SMA和CTGF蛋白水平上显著降低（图3B-D）。而SYDT-H组与SYDT-M组相比，在波形蛋白和CTGF蛋白水平上亦显示出显著降低（图3C-D）。

图3 SYDT对大鼠肾组织中α-SMA、波形蛋白、CTGF和MMP-1蛋白表达水平的影响

SYDT对CDDP诱导的RIF大鼠肾组织转录组的影响

主成分分析（PCA）揭示了正常组、CDDP组与SYDT-M组之间在基因表达上存在显著差异（图4A）。热图表明，CDDP组的表达趋势与正常组相反。然而，SYDT治疗能够逆转这种异常趋势，显示出其对CDDP诱导的异常转录组图谱具有恢复作用（图4B）。火山图展示了CDDP组与SYDT-M组之间存在1130个差异表达基因（DEGs），其中558个基因表达下调，572个基因表达上调（图4C）。这些DEGs可能与分子功能（MF）、细胞成分（CC）和生物过程（BP）相关（图4D）。进一步的KEGG通路分析揭示了40余个信号通路，表明这些DEGs主要富集在代谢通路中（图4E）。

图4 转录组学分析预测了SYDT的潜在靶标

SYDT对CDDP诱导的RIF大鼠肾组织代谢的影响

根据转录组数据分析的预测，SYDT抗肾脏纤维化的潜在机制可能与代谢途径相关。因此，研究采用了非靶向代谢组学方法，以评估SYDT对代谢组的影响。PCA图揭示了质量控制（QC）样本之间存在一定程度的分散，但主成分差异较小，R2X值为0.486，高于0.4（图5A）。此外，从基峰强度（BPI）色谱图观察，峰形差异不大，表明质控样品的代谢轮廓基本一致（图5B）。这些数据表明，超高效液相色谱-质谱（UPLC-MS）具有较高的重复性和稳定性，适用于后续检测。如图5C所示，与正常组相比，服用CDDP后，BPI色谱出现异常改变，特别是在4-5分钟、5-6分钟和10-11分钟的时间范围内。

然而，SYDT治疗能够逆转这些异常改变，表明SYDT在一定程度上能够改善由CDDP诱导的异常代谢组谱。正交偏最小二乘法判别分析（OPLS-DA）揭示了CDDP模型组与SYDT-M组之间存在显著差异（图5D），OPLS-DA循环检验也证实了这一点（图5E）。进一步分析发现，CDDP组与SYDT-M组之间有276种差异表达的代谢物（DEMs）（图5F）。值得注意的是，CDDP组与SYDT-M组之间的DEMs主要富集于甘油磷脂代谢和叶酸的一个碳池（P<0.05，impact> 0.1）（图5G）。在这些途径中，甘油磷脂代谢途径的相关性最高（图5G）。

图5 SYDT能调节CDDP引起的代谢紊乱

SYDT可抑制磷脂酶D(PLD)信号通路

转录组和代谢组的综合分析发现SYDT显著影响了靶基因Agpat3和Pla2g4b的表达水平。值得注意的是，Agpat3和Pla2g4b均在PLD信号通路中富集。基于此，研究验证了抑制PLD信号通路是否为SYDT缓解RIF的关键机制。WB分析观察到，与正常组相比，CDDP组的PKCβ、PLD2和PLD4蛋白表达水平显著上升。然而，在与CDDP组对比下，SYDT处理组和AMF组的PKCβ、PLD2及PLD4表达水平均显著下降（图6A-D）。进一步地，相较于SYDT-L组，SYDT-M组的PKCβ蛋白水平显著降低；而与SYDT-M组相比，SYDT-H组的PKCβ和PLD4水平亦显著降低（图6B-D）。ELISA结果表明，CDDP组的PA含量显著高于正常组。相对地，与CDDP组相比，SYDT处理组和AMF组的PA含量显著减少；并且，与SYDT-M组相比，SYDT-H组的PA含量亦显著降低（图6E）。

图6 SYDT抑制了PLD信号通路

结论

该研究首次揭示了SYDT在保护由CDDP诱导的RIF大鼠肾功能方面的有效性，减轻了肾组织损伤及纤维化程度，这些发现可能为改善由CDDP引起的RIF提供新的策略，并有助于SYDT在RIF治疗中的应用。

参考文献：

Wei M, Chen S, Huang Z, Zhang P, Yang Y, Chen S, Wan P, Huang Z, Chen X. Multi-omics analysis reveals the protective effects of Chinese yam polysaccharide against cisplatin-induced renal interstitial fibrosis. Phytomedicine. 2025 Jan;136:156200. doi: 10.1016/j.phymed.2024.156200