冬虫夏草(Cordyceps sinensis, CS)是一种具有抗衰老和抗癌特性的真菌，在中药中有着悠久的使用历史。冬虫夏草的有效成分包括虫草素、多糖、甾醇和酚类化合物。由于其广泛的生理作用，包括抗氧化、抗纤维化和抗炎活性，CS已普遍用于糖尿病肾病、肾病综合征和狼疮性肾炎(LN)患者的肾脏保护和治疗。然而，CS在脓毒症相关急性肾损伤中的治疗效果和作用机制仍有待明确。
近来，中国中医科学院王继刚团队在《Acta Materia Medica》杂志上发表题为“Multi-omics strategy reveals that Cordyceps sinensis ameliorates sepsis-associated acute kidney injury via reprogramming of mitochondrial energy metabolism and macrophage polarization”的研究论文。
冬虫夏草（CS）因其多效药理特性，被广泛用于预防、治疗和预测各种疾病，作为膳食补充剂或传统药物。然而，人们对CS在脓毒症相关急性肾损伤（S-AKI）中的潜在药理作用仍知之甚少。研究者采用UHPLC-LTQ-Orbitrap MS在正离子和负离子模式下对冬虫夏草提取液进行离子色谱分析，共鉴定出58种化合物，包括17种核苷、15种氨基酸、5种嘌呤生物碱、4种嘧啶生物碱、8种有机酸、2种核苷酸、2种糖醇和其他5种化合物。首先，在小鼠体内由LPS诱导的脓毒症模型中研究了冬虫夏草的肾保护作用，结果显示冬虫夏草可改善S-AKI小鼠的肾功能障碍和炎症（如图1所示）。
图1：冬虫夏草可改善S-AKI小鼠的肾功能障碍和炎症
为了进一步阐明冬虫夏草对S-AKI小鼠的肾保护作用的潜在机制，作者对对照组（ctrl）、S-AKI（模型）和冬虫夏草治疗（5 g/kg，CS）组（ 图S2 ）的肾脏组织进行了转录组分析，转录组学数据揭示了冬虫夏草对肾脏线粒体介导的氧化磷酸化进行重新编程（原文figure2）。接下来，为了在蛋白质组水平上描述和确认冬虫夏草的全球效应，作者对肾脏组织进行了无标记定量蛋白质组学分析。对照组、模型组和冬虫夏草（5 g/kg）组中共鉴定出5302种蛋白质，蛋白质丰度热图中的聚类分析表明，冬虫夏草与对照组的关联性比与模型组的关联性更强。此外，三组之间的相关性分析直接表明，在蛋白质丰度方面，冬虫夏草与对照组呈正相关，而模型组与对照组和冬虫夏草组呈负相关。这些结果表明，冬虫夏草治疗在一定程度上使S-AKI患者的肾脏蛋白组成分恢复到正常状态，冬虫夏草可促进S-AKI小鼠肾脏中线粒体电子传递链相关蛋白的表达。（原文figure3）。为了进一步验证转录组和蛋白质组分析中关于冬虫夏草的肾脏保护机制的发现，作者使用了多种生物化学方法，包括WB、免疫荧光和酶活性检测试剂盒，来检测线粒体复合蛋白的表达和活性，以及肾脏组织中线粒体的完整性，实验结果表明冬虫夏草能够提升线粒体复合体的表达和活性（原文figure4）。并且作者研究发现冬虫夏草通过调节S-AKI小鼠巨噬细胞的极化来抑制肾炎（原文figure5）也可改善LPS诱导的HK-2细胞线粒体功能障碍（原文figure6）。
图2：多组学揭示冬虫夏草调节能量代谢重编程和巨噬细胞极化改善脓毒症相关急性肾损伤
总之，该研究发现，冬虫夏草(CS)通过促进线粒体生物发生、增加线粒体复合物活性、改善肾脏能量代谢重编程和促进M2巨噬细胞极化，显著缓解脓毒症相关急性肾损伤(S-AKI)小鼠的肾功能障碍。本研究为CS在预防和治疗S-AKI中的临床应用提供了新的见解。
本文作者：HMJ
责任编辑：LQY
全文链接：doi=10.15212/AMM-2024-0018
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