大量临床和实验研究结果表明,睡眠周期、荷尔蒙节律和新陈代谢功能失调,可导致下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴紊乱,皮质醇的生理节律失调。高水平皮质醇可直接或间接损伤肾功能,其中皮质醇促进糖皮质激素调节蛋白激酶1(SGK1)表达,提高鼠双微基因2(MDM2)磷酸化水平,抑制磷酸化p53(p-p53)蛋白表达,促进核因子κB(NF-κB)磷酸化水平,提示SGK1/MDM2/p53/NF-κB信号通路可能参与其中。另外,皮质醇可促进活性氧(ROS)产生,诱导硫氧还蛋白相互作用蛋白(TXNIP)作为上游配体激活NOD样受体蛋白3(NLRP3)炎症小体,产生白介素-1β(IL-1β)。由此,皮质醇能否介导ROS/TXNIP/NLRP3炎症小体和SGK1/MDM2/p53/NF-κB信号通路而引发肾损伤尚需探索。桂皮醛(Cinnamaldehyde)是中药肉桂的主要有效成分,具有良好的抗氧化、抗炎和肾保护等作用。但桂皮醛改善皮质醇所引起的肾功能损伤及其具体的分子作用机制仍不清楚。为此,本文在皮质酮诱导C57BL6/J小鼠肾损伤模型和皮质醇刺激人源肾小管上皮细胞(HK-2)模型上研究肾损伤病理途径,并重点探索桂皮醛肾保护的分子作用机制。本文按照文献报道方法建立了皮质酮诱导C57BL6/J小鼠肾损伤模型,同时分别灌胃给予桂皮醛(10、20和40 mg/kg)、氟西汀(15 mg/kg,阳性对照药)3周,评价其行为学变化。与正常组比较,皮质酮模型组小鼠强迫游泳实验和悬尾实验的不动时间显著升高,开场实验中中央区域停留时间和糖水偏爱百分比显著降低,提示该模型动物出现抑郁样行为。组织免疫荧光结果显示皮质酮模型动物肾脏NLRP3和IL-1β荧光强度显著增加,出现一定程度肾脏炎性反应;与此同时,血清尿素氮和肌酐水平显著升高,尿液肌酐水平显著降低,进一步证实该模型动物肾功能损伤。桂皮醛可显著降低皮质酮模型小鼠强迫游泳实验和悬尾实验不动时间,提高开场实验中央区域停留时间和糖水偏爱百分比;抑制肾脏NLRP3和IL-1β荧光强度,降低血清尿素氮和肌酐水平,提高尿液肌酐水平。这些研究结果表明,桂皮醛可有效改善皮质酮所诱导小鼠的抑郁样行为、肾脏炎症反应及其功能损伤。为探索皮质酮/醇是否影响小鼠肾脏及体外HK-2细胞ROS/TXNIP/NLRP3炎症小体信号通路以及桂皮醛的作用,本文检测该通路的相关蛋白表达水平。与正常组比较,皮质酮模型组小鼠肾脏ROS水平显著提高,TXNIP、NLRP3、半胱氨酸蛋白酶-1(caspase-1)、凋亡相关的斑点样蛋白(ASC)、pro-IL-1β和mature-IL-1β蛋白表达水平显著提高;在体外皮质醇处理HK-2细胞模型上也观察到了类似的结果,提示ROS/TXNIP/NLRP3炎症小体信号通路激活。桂皮醛可显著下调皮质酮模型小鼠肾脏及皮质醇处理HK-2细胞TXNIP、NLRP3、caspase-1、ASC、pro-IL-1β和mature-IL-1β蛋白表达水平,显著降低HK-2细胞ROS水平,表明桂皮醛抑制ROS/TXNIP/NLRP3炎症小体信号通路的激活,以减轻模型动物和细胞炎性反应。继之,本文研究皮质酮/醇对小鼠肾脏及体外HK-2细胞SGK1/MDM2/p53/NF-κB信号通路的影响及桂皮醛的作用。与正常组比较,皮质酮模型组小鼠肾脏SGK1荧光强度增加,SGK1和p-MDM2蛋白水平显著升高,p-p53蛋白水平显著降低,同时p-NF-κB蛋白水平也显著升高;在体外皮质醇刺激HK-2细胞模型也观察到类似的现象,提示SGK1/MDM2/p53/NF-κB信号通路激活,促进炎症反应。桂皮醛可显著减少模型动物和细胞SGK1荧光强度,下调SGK1和p-MDM2水平,上调p-p53蛋白表达水平,并降低p-NF-KB蛋白表达,提示桂皮醛可通过抑制SGK1/MDM2/p53/NF-κB信号通路的激活,减轻炎症反应。为进一步确定皮质醇诱导HK-2细胞ROS/TXNIP/NLRP3炎症小体信号通路和SGK1/MDM2/p53/NF-κB信号通路之间的关系,本文分别选择ROS抑制剂NAC、SGK1抑制剂GSK650394在含或不含皮质醇、桂皮醛条件下共培养HK-2细胞。与皮质醇模型组比较,皮质醇+NAC组HK-2细胞SGK1、TXNIP和IL-1β蛋白水平显著降低,但SGK1蛋白表达水平明显高于抑制剂NAC对照组,提示ROS可调控皮质醇处理HK-2细胞中SGK1/MDM2/p53/NF-κB信号通路。与皮质醇模型组比较,皮质醇+GSK650394组可显著降低HK-2细胞TXNIP和NLRP3蛋白水平,但对ROS荧光强度、caspase-1、ASC和IL-1β蛋白表达水平无显著影响,提示SGK1虽可调控TXNIP和NLRP3表达,但对皮质醇处理HK-2细胞中ROS/TXNIP/NLRP3炎症小体信号通路无明显调控作用。与皮质醇+NAC组比较,桂皮醛+NAC+皮质醇组对TXNIP和IL-1β蛋白表达水平无显著影响,但可显著降低SGK1蛋白高表达水平,提示在NAC作用下,桂皮醛可调控皮质醇处理HK-2细胞中SGK1/MDM2/p53/NF-κB信号通路,且具有一定的叠加效应。与皮质醇+GSK650394组细胞比较,桂皮醛对TXNIP和NLRP3蛋白水平无显著性影响,但可显著降低ROS荧光强度、caspase-1、ASC和IL-1β蛋白表达水平,提示在SGK1抑制剂作用下,桂皮醛对ROS/TXNIP/NLRP3炎症小体信号通路有调控作用。上述研究结果表明桂皮醛可减少ROS抑制交互抑制TXNIP/NLRP3炎症小体和SGK1/MDM2/p53/NF-κB信号通路的激活,减轻皮质醇处理HK-2细胞炎性反应。小结:本文证实皮质醇/酮可激活ROS/TXNIP/NLRP3炎症小体信号通路和SGK1/MDM2/p53/NF-κB 信号通路,且诱导产生的 ROS 也可激活SGK1/MDM2/p53/NF-κB信号通路,促进肾脏炎症反应和功能损伤。桂皮醛可通过抑制ROS/TXNIP/NLRP3炎症小体信号通路和SGK1/MDM2/p53/NF-κB信号通路,减轻小鼠肾脏炎症反应和功能损伤。本文发现皮质酮诱导小鼠肾损伤新途径及揭示桂皮醛肾保护新的分子机制等研究结果,为临床防治皮质醇节律失调及相关肾损伤提供了实验基础。