香港大學李嘉誠醫學院(港大醫學院)中醫藥學院研究團隊發現,C反應蛋白(CRP) 可以透過 Smad3-NLRP3 炎症小體依賴機制,加劇由糖尿病引發的腎臟炎症(又稱糖尿病腎病)。因此,未來針對研究CRP或Smad3-NLRP3的機制,可能成為糖尿病腎病的新治療方向。相關研究結果已在科學雜誌《分子治療》發表(按此瀏覽期刊文章),並獲選為當期封面文章。目前,團隊正在篩選抑制NLRP3激活的中藥活性分子,冀找到新的治療方法減輕糖尿病腎病患者的炎症反應。
研究背景
目前全球有超過五億人口患有糖尿病,預測糖尿病患者人數將在2030年突破六億,並在2045年超逾七億。糖尿病腎病變是糖尿病患者最常見的併發症之一,也是導致末期腎臟病變的主要原因,對病人及社會造成巨大的經濟負擔。
CRP是一種發炎蛋白,當身體產生發炎反應時,其含量會在短時間內飆升,因此在臨床中常用作炎性標記。近年不少研究結果顯示,CRP透過 TGF-β/Smad3 訊號傳遞加劇腎臟發炎和纖維化,從而加重糖尿病腎病病情。 NLRP3 發炎小體的活化是導致腎臟發炎的關鍵因素,但CRP 是否透過 NLRP3 發炎小體的相關途徑來增強糖尿病腎病病變的發炎仍然不太清楚。
研究方法及發現
研究團隊利用1999年至2010年間美國國家健康與營養調查的數據,並著重分析參與者的血液檢測結果。他們比較血液中的CRP(一種發炎標記)和糖化血紅蛋白(反映血糖控制的指標)水平,同時計算腎臟功能的指標—腎小球濾過率。研究發現,糖尿病腎病變的患者的CRP水平越高,腎小球濾過率就越低,意味著腎臟功能越差,這表明CRP水平與糖尿病腎病變患者的腎臟健康之間存在明顯的負線性關聯。
研究團隊隨後創建了一種特殊的糖尿病小鼠模型,這種小鼠體內含有人類CRP基因。透過分析這些小鼠腎臟的RNA,他們發現一個名為NLRP3的基因與糖尿病腎病變有關。進一步的研究顯示,NLRP3發炎訊號路徑在這些小鼠的腎臟中被顯著激活,同時CRP還能促進另一種名為Smad3的蛋白質的活化。
為了驗證Smad3的作用,研究團隊培育了一種缺乏Smad3基因的糖尿病小鼠。結果發現,當Smad3基因被剔除後,NLRP3發炎訊號路徑的活化明顯減弱。這顯示Smad3在NLRP3發炎訊號路徑的活化中起到了關鍵作用。
研究團隊隨後深入研究並發現,活化的Smad3(稱為P-Smad3)能夠與NLRP3基因的啟動子區域結合,進而活化NLRP3的表達。研究團隊也精確地找到了它們結合的具體位置。這項研究揭示了Smad3和NLRP3在糖尿病腎病變中的重要作用,為未來的治療提供了新的方向。
研究意義
領導該項研究的港大醫學院中醫藥學院助理教授陳海勇教授表示:「儘管前期研究發現了多種典型和非典型的NLRP3炎性小體激活機制,我們的實驗證明CRP在糖尿病腎病中激活NLRP3炎性小體的直接訊號機制。」研究團隊指出,阻斷CRP和抑制Smad3訊號機制可能有效抑制糖尿病腎病中炎症,成為替代治療靶點。陳教授補充:「我們將繼續努力,在現有的研究基礎上,進一步篩選能抑制NLRP3激活的中藥活性分子,以治療糖尿病腎病患者腎臟經常發炎的情況,減輕病患的腎臟功能進一步惡化。」
研究團隊
本研究由港大醫學院中醫藥學院助理教授陳海勇教授領導,與香港中文大學藍輝耀教授共同合作完成。論文第一作者是港大醫學院中醫藥學院博士生王一帆、深圳大學總醫院腎內科副主任醫師尤永珂(前港大醫學院中醫藥學院副研究員),以及港大醫學院中醫藥學院博士生郭建波。
鳴謝
本研究得到大學教育資助委員會、深圳市科技創新基金和香港大學種子基金資助,並由美國國家健康與營養調查和美國國家衛生統計中心提供數據。
傳媒查詢
請聯絡香港大學李嘉誠醫學院(電郵︰medmedia@hku.hk)。