目的:糖尿病肾病(Diabetic Nephropathy,DN)是糖尿病最常见的微血管并发症之一,发病机制复杂,且与多种因素密切相关,包括氧化应激、细胞因子表达异常、血流动力学异常、糖脂代谢紊乱以及遗传基因易感性等,目前尚无阻止DN发生发展的有效治疗方法。本实验以C57BL/6J小鼠为研究动物,采用高剂量单次腹腔注射链脲佐菌素(Streptozocin,STZ)诱导形成1型DN小鼠模型,初步分析西红花酸(Crocetin)对STZ诱导的1型DN小鼠肾脏损伤的影响,并基于网络药理学探讨西红花酸对DN的作用机制。方法:(1)采用高剂量单次腹腔注射STZ(65 mg/kg),建立1型糖尿病(Type 1 Diabetes Mellitus,T1DM)的小鼠模型,并继而诱发形成1型DN小鼠模型。根据空腹血糖、体重、尿量、尿蛋白、尿微量白蛋白、尿肌酐、尿素氮、血肌酐、血清尿素氮等指标,评估DN小鼠模型的可靠性。(2)将DN小鼠分为西红花酸治疗组(给药Crocetin,100 mg/kg/2d,ip.)和DN模型对照组(给药治疗时注射等体积的Crocetin溶剂/2d,ip.),并将单肾切除小鼠设为正常对照组(注射等体积的Crocetin溶剂/2d,ip.)。西红花酸给药8周后,收集24 h尿液、空腹血液,测空腹血糖、血压和体重,同时利用试剂盒检测尿蛋白、尿微量白蛋白、尿肌酐、尿素氮、血肌酐和血清尿素氮。收集的肾脏材料用来制作肾脏组织的石蜡切片,随后进行HE、PAS、Masson染色,观察肾脏组织的病理形态学。(3)通过Pharm Mapper数据库筛选西红花酸潜在的作用靶点;利用OMIM、Gencards数据库筛选DN相关的基因和蛋白靶点;通过STRING数据库构建蛋白互作网络(PPI)寻找西红花酸干预DN的潜在靶点;用Cytoscape软件构建“西红花酸-靶点-DN”交互网络模型;Cluster Profiler R软件对筛选后的靶点进行GO功能富集分析和KEGG通路富集分析,初步探讨西红花酸改善DN的作用机制。结果:(1)STZ诱导的1型糖尿病小鼠表现出体重增长缓慢或者下降以及空腹血糖?16.7 mmo L/L的症状。(2)在STZ诱导1型糖尿病模型8周时,观察到1型糖尿病小鼠开始产生蛋白尿。(3)成功建立了1型DN小鼠模型,利用西红花酸给药治疗8周。结果表明,西红花酸治疗组与DN模型对照组相比,小鼠的尿蛋白、尿微量白蛋白、血肌酐、血尿素氮减少,而尿肌酐、尿素氮增加,此外舒张压、收缩压、平均血压均降低。HE染色显示,DN模型对照组小鼠肾脏中可见明显的肾小球肥大、肾小管缩小和炎性细胞浸润,而西红花酸治疗组小鼠肾组织中的炎性浸润情况减轻,肾小管和肾小球结构得到改善。PAS染色表明,DN模型对照组与正常对照组相比,小鼠肾小球系膜区阳性物质明显增多,系膜基质显著增生(P<0.01),给予西红花酸治疗后,能够明显改善DN小鼠肾小球系膜基质的増生。Masson染色显示,DN模型对照组肾小球系膜区胶原出现轻度的增生,给予西红花酸治疗后,DN肾小球胶原沉积有降低的趋势。(4)筛选获得西红花酸作用靶点249个,DN作用靶点有3082条基因数据,西红花酸作用于DN的潜在靶点包括CA1、BMP2、CCNA2、MAOB、TTR、MAPK1、APOA2等133个。使用Cytoscape进行的网络拓扑分析,结果表明Degree排名靠前的主要靶点为SRC、PIK3R1、MAPK1、AKT1、HRAS、HSP90AA1、GRB2、PTPN11等,提示这些靶点可能对DN的发生、发展和治愈有重要的作用。对西红花酸与DN相关的靶蛋白进行生物学功能注释分析,结果表明GO功能富集有131条,包括类固醇激素受体活性、蛋白质酪氨酸激酶活性、内肽酶活性、类固醇结合、胰岛素受体底物结合、磷酸酶结合和脂肪酸结合等。KEGG信号通路共计富集出55条生物通路,包括癌症通路、VEGF信号通路、Erb B信号通路、Gn RH信号通路和胰岛素信号通路等。结论:通过高剂量单次腹腔注射STZ成功建立DN小鼠模型。西红花酸对STZ诱导的1型DN小鼠模型具有良好的肾脏保护作用,能够有效地提高小鼠肾功能、降低肾脏病理损伤和改善T1DM所导致的高血压,证明西红花酸对DN有一定的治疗效果。通过网络药理学初步揭示西红花酸是通过多靶点、多通路的相互作用,调控多条通路共同实现对DN的干预作用,研究结果有助于将西红花酸开发成为治疗DN的新型药物。