北大一院重大发现：水蛭颗粒如何神奇逆转糖尿病肾病！揭秘其抗铁死亡和肾脏保护的惊人秘密！

糖尿病肾病（DKD）以其特征性的糖尿病微血管病变以及肾功能和结构的改变而著称。该病症的流行趋势日益上升，目前已成为导致终末期肾病（ESRD）的主要因素。鉴于DKD的复杂发病机制，开展针对其早期干预策略的研究具有显著的临床意义。

水蛭因其促进血液循环、消除血瘀的特性，被广泛应用于中医治疗心脑血管疾病、糖尿病及其相关并发症。此外，水蛭及其生物活性成分能够通过激活Nrf2介导的信号通路，减轻氧化应激所引起的损伤，并且能够抑制NLRP3炎症小体的形成，从而为心脏提供保护。

近日，一篇名为“Leech granules inhibit ferroptosis and alleviate renal injury in mice with diabetic kidney disease”的文章探讨了水蛭疗法对DKD小鼠肾细胞铁死亡的影响，为其治疗提供了新的可能性。

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体重和血糖水平、血脂谱及肾功能

体重研究结果显示，与对照组相比，实验组的体重有显著的增加。相对地，高剂量（LH）水蛭颗粒组和二甲双胍（Met）组的体重均出现了下降趋势（图2a）。关于血糖水平的分析，与对照组相比，模型组表现出显著的升高。然而，在8周后，LH组的随机血糖水平显著降低。至16周时，与模型组相比，LH组和Met组的随机血糖及糖化血红蛋白（HbA1c）水平均显著降低（图2b、c）。结果表明，LH在调节体重和改善血糖控制方面具有显著效果。

模型组的总胆固醇（TC）和甘油三酯（TG）水平均高于对照组，而高密度脂蛋白（HDL）水平则低于对照组。水蛭颗粒显著降低了所有处理组的总胆固醇水平。此外，LL组的甘油三酯水平显著降低，而LH组的低密度脂蛋白（LDL-C）水平也显著降低（图2d-g）。

模型组的尿蛋白肌酐比值（UPCR）和血清肌酐（SCr）水平均高于对照组。相反，LL组和LH组的UPCR、SCr和尿素氮（BUN）水平均显著降低，这表明肾功能得到了改善（图2h-j）。综上所述，水蛭颗粒能够有效改善DKD小鼠的肾损伤。

图2 水蛭颗粒对DKD小鼠的药效

小鼠肾组织的组织病理学分析

肾小球细胞外基质的累积积聚是DKD的显著标志。为了对此进行评估，研究采用了HE、PAS以及Masson三色染色技术，对不同组别小鼠的肾小球组织病理学特征进行了细致的分析（图3a-c）。进一步地，通过透射电子显微镜，研究人员观察了各组肾组织的超微结构变化情况（图3d）。HE和PAS染色揭示了DKD的病理特征，这些特征包括系膜细胞的过度增殖、炎症细胞的浸润以及肾小管型的形成。经水蛭颗粒和二甲双胍治疗后，上述病理变化得到了显著改善（图3a-c）。此外，透射电子显微镜的观察结果表明，水蛭颗粒能够减轻肾小球基底膜的增厚现象（图3d）。这些研究发现暗示，水蛭颗粒可能有助于减少与DKD相关的肾脏病理损伤。

图3 水蛭颗粒改善了DKD小鼠肾组织的病理改变

肾组织蛋白质组学分析

为揭示水蛭颗粒对DKD小鼠的保护作用机制，研究对对照组、模型组及LH小鼠的肾脏组织进行了深入的蛋白质组学分析。结果显示，通过质谱法检测到的肽段长度分布满足了既定的质量控制标准（图4b）。主成分分析（PCA）揭示了各组间重复性良好（图4c）。差异蛋白分析揭示了关键发现，模型组相较于对照组表现出236种上调和223种下调的蛋白（图4e）。下调蛋白中包括Acox2、Slco4c1、Gas2、Uchl3和Thnsl2，而上调蛋白则包括D2hgdh、P01878、Serpind1、Spp1和Ighg1（图4f）。与模型组相比，LH组则表现出27种上调和88种下调的蛋白（图4e）。具体而言，LH组中上调蛋白包括Ces2c、Bhmt、Akr1c21、Aoah和Cndp1，下调蛋白则包括Lcn2、Spp1、Itih3、Orm1和Ahsg（图4g）。共有61种蛋白被鉴定为水蛭颗粒所调节，这强调了它们对与DKD相关的分子通路可能产生的影响。

图4 DKD小鼠肾脏的蛋白质组学分析

水蛭颗粒通过调节铁代谢抑制铁死亡

透射电子显微镜观察结果显示，相较于对照组，模型组的肾细胞呈现出铁死亡的显著特征，包括细胞膜破裂、膜密度增高、线粒体体积缩小及线粒体脊数量减少。值得注意的是，经过水蛭颗粒处理的实验组显示出不同程度的改善情况（图5a）。普鲁士蓝染色结果表明，对照组未见明显阳性染色，而模型组肾组织中存在铁离子的显著积聚。此外，LL、LH和Met组亦表现出不同程度的铁离子积聚现象（图5b）。

研究者对HO-1、TF和CP的表达进行了验证。免疫组织化学分析揭示，模型组肾组织中这些蛋白质的表达显著上升，与蛋白质组学研究结果相吻合。然而，在接受水蛭颗粒（LL或LH）及二甲双胍处理的实验组中，这些蛋白质的表达得到了有效抑制。其中，LH组显示出最为显著的抑制效果（图5c-e）。

图5 水蛭颗粒可减轻DKD小鼠的肾铁超载和铁死亡

水蛭颗粒体外抑制erastin诱导的肾细胞铁死亡

为深入探究水蛭颗粒对铁死亡抑制效果的影响，研究采用了铁死亡诱导剂erastin进行实验。结果显示，erastin能够诱导小鼠系膜细胞（SV40 MES13）及肾小管上皮细胞（TCMK-1）发生铁死亡。相较于仅使用erastin的对照组，水蛭颗粒与铁死亡抑制剂Fer-1共同作用显著提升了细胞活性，减少了乳酸脱氢酶（LDH）的释放，抑制了细胞内亚铁离子的累积，并降低了丙二醛（MDA）的水平（图6）。

图6 （a，e）使用CCK8方法检测细胞活力（b，f）LDH法检测细胞膜损伤（c，g）橙铁荧光探针检测细胞内亚铁离子积聚（d，h）细胞MDA水平

结论

该研究揭示了水蛭颗粒在改善DKD小鼠模型中的糖脂代谢紊乱方面具有显著效果，能够降低尿蛋白肌酐比值（UPCR），维护肾脏功能，并改善肾脏的病理损伤。

参考文献：

Cao M, Yang J, Ye H, Cui G, Li W, Zhang X. Leech granules inhibit ferroptosis and alleviate renal injury in mice with diabetic kidney disease. J Ethnopharmacol. 2025 Jan 30;337(Pt 3):118995. doi: 10.1016/j.jep.2024.118995