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研究作者与机构
本研究由Chen Xuan、Donghui Chen、Shuangna Zhang、Chaofan Li、Qingyun Fang、Dinghua Chen、Jiabao Liu、Xin Jiang、Yingjie Zhang、Wanjun Shen、Guangyan Cai、Xiangmei Chen和Ping Li共同完成。研究团队主要来自成都中医药大学基础医学院和中国人民解放军总医院第一医学中心肾脏病科。该研究于2025年发表在期刊Advanced Science上。
学术背景
本研究聚焦于糖尿病肾病（Diabetic Nephropathy, DN），这是糖尿病最常见的慢性微血管并发症之一，也是导致肾衰竭的主要原因。糖尿病肾病的发病机制复杂，传统观点认为主要由代谢和血流动力学变化引起，但越来越多的证据表明，持续的炎症和进行性纤维化是直接导致肾脏损伤的重要因素。信号转导和转录激活因子3（Signal Transducer and Activator of Transcription 3, STAT3）在多种细胞因子信号的交汇点中起着关键作用，被认为是糖尿病肾病治疗的潜在靶点。
异槲皮苷（Isoquercitrin）是一种天然小分子化合物，具有抗炎、抗氧化和抗肿瘤等多种生物活性。然而，异槲皮苷对糖尿病肾病的作用机制尚不明确。本研究的目的是探索异槲皮苷是否通过抑制STAT3的活性和二聚化来缓解糖尿病肾病，并开发一种肾脏靶向的纳米载体以提高其治疗效果。
研究流程
本研究分为多个步骤，详细流程如下：
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动物模型建立与处理
研究使用了BKS-db/db小鼠作为糖尿病肾病模型，对照组为BKS-wt小鼠。所有小鼠在10周龄时体重和血糖水平稳定，随后进行12周的异槲皮苷干预。异槲皮苷通过灌胃给药，剂量分别为40 mg/kg、80 mg/kg和120 mg/kg。实验期间，定期监测小鼠的体重、血糖、血清肌酐、血尿素氮（BUN）和尿白蛋白/肌酐比（UACR）。
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肾脏病理学分析
通过HE染色、PAS染色和Sirius红染色评估肾脏病理变化。此外，使用电子显微镜观察肾小球和肾小管上皮细胞的超微结构变化。免疫组化和免疫荧光检测了胶原IV、α-平滑肌肌动蛋白（α-SMA）等标志物的表达。
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STAT3靶点验证
通过蛋白质微阵列筛选异槲皮苷的结合蛋白，并与DisGeNET数据库中的糖尿病肾病相关靶点进行交叉分析。使用Pull-down实验和表面等离子共振（SPR）验证异槲皮苷与STAT3的结合。分子对接和分子动力学模拟进一步确定了异槲皮苷与STAT3的结合位点。
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细胞实验
使用人脐静脉内皮细胞（HUVECs）和人肾小管上皮细胞（HK2）进行体外实验。通过Western blot检测STAT3磷酸化水平，RT-qPCR检测炎症和纤维化相关基因的表达。此外，还评估了异槲皮苷对**内皮-间质转化（EndMT）和上皮-间质转化（EMT）**的影响。
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纳米载体开发与评估
开发了一种肾脏靶向的纳米载体Iso@PEG-GK，用于提高异槲皮苷的吸收和肾脏分布。通过**透射电子显微镜（TEM）和动态光散射（DLS）**表征纳米载体的形态和粒径分布，并评估其药代动力学特性和安全性。
主要结果
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异槲皮苷改善糖尿病肾病小鼠的肾功能
异槲皮苷显著降低了糖尿病肾病小鼠的血清肌酐、BUN和UACR水平，减轻了肾脏病理损伤，包括肾小球系膜细胞增殖、基底膜增厚和肾小管间质纤维化。
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异槲皮苷通过抑制STAT3活性缓解肾脏炎症和纤维化
异槲皮苷与STAT3的SH2结构域中的Ser668-Gln635-Gln633位点结合，抑制了STAT3的磷酸化和二聚化，从而抑制其转录活性。体外实验表明，异槲皮苷显著降低了HUVECs和HK2细胞中STAT3的磷酸化水平，并下调了IL-6、IL-1β、TNF-α等炎症因子的表达。
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纳米载体Iso@PEG-GK提高异槲皮苷的肾脏靶向性
Iso@PEG-GK纳米载体显著提高了异槲皮苷的吸收和肾脏分布，且具有良好的生物相容性和安全性。
结论
本研究首次证实了异槲皮苷通过抑制STAT3的活性和二聚化来缓解糖尿病肾病，并开发了一种肾脏靶向的纳米载体以优化其治疗效果。异槲皮苷通过减轻肾脏炎症和纤维化，改善了糖尿病肾病小鼠的肾功能。此外，Iso@PEG-GK纳米载体为异槲皮苷的临床应用提供了新的可能性。
研究亮点
- 首次揭示了异槲皮苷通过STAT3通路缓解糖尿病肾病的机制，为开发新型STAT3抑制剂提供了理论依据。
- 开发了肾脏靶向纳米载体Iso@PEG-GK，显著提高了异槲皮苷的肾脏分布和治疗效果。
- 结合了多种先进的实验技术，如蛋白质微阵列、分子对接、分子动力学模拟和表面等离子共振，全面验证了异槲皮苷的作用机制。
其他有价值的内容
本研究还探讨了异槲皮苷对内皮细胞和肾小管上皮细胞的保护作用，进一步阐明了其在糖尿病肾病中的多重治疗效果。此外，研究团队对纳米载体的开发和应用进行了详细评估，为未来药物递送系统的研究提供了重要参考。