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Paecilomyces cicadae-fermented Radix astragali activates podocyte autophagy by attenuating PI3K/AKT/mTOR pathways to protect against diabetic nephropathy in mice - 28/08/20

Doi : 10.1016/j.biopha.2020.110479 
Fang Yang a, Qingsong Qu a, Chongyan Zhao a, Xing Liu b, Pengshuo Yang a, Zhixun Li a, Lu Han b, Xinyuan Shi b, c,
a School of Life Science, Beijing University of Chinese Medicine, Yangguang South Street, Fangshan, 102488, Beijing, China 
b School of Chinese Materia Medica, Beijing University of Chinese Medicine, Yangguang South Street, Fangshan, 102488, Beijing, China 
c Key Laboratory for Production Process Control and Quality Evaluation of Traditional Chinese Medicine, Beijing Municipal Science & Technology Commission, Beijing, 100029, China 

Corresponding author at: No. 11 of North 3rd Ring East Road, Chaoyang District, Beijing, 100029, China.No. 11 of North 3rd Ring East RoadChaoyang DistrictBeijing100029China

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Highlights

Radix astragali-Paecilomyces cicadae fermentation products (RPF) could ameliorate diabetic nephropathy (DN) symptoms by reducing urine protein, serum creatinine and blood nitrogen urea.
After the Radix astragali was fermented by Paecilomyces cicadae, the chemical substances in the astragalus changed and the efficacy was enhanced.
RPF could improve DN by protecting podocyte damage.
RPF could enhance podocyte autophagy.
RPF could reduce autophagy by inhibiting the passage of PI3K / AKT / mTOR signals.

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Abstract

Radix astragali, a medicinal material for tonifying Chinese Qi, has widely been used for the treatment of Kidney disease in China and East Asia, especially in reducing the apoptosis of glomerular podocytes. Paecilomyces Cicadidae is a medicinal and edible fungus. In recent years, the application of traditional Chinese medicine (TCM) in solid-state fermentation of edible and medicinal fungi has become a hot issue. Fermentation is a special method to change the properties of TCM. Therefore, the potential roles and molecular mechanisms on podocytes of solid-state fermentation products of Radix astragali and Paecilomyces cicadidae (RPF) in diabetic nephropathy (DN) were studied. In vivo, the effect of RPF and Radix astragali on DN in mice was evaluated by detecting the biochemical indexes of blood and urine, renal function and podocyte integrity. In vitro, the expression of podocyte marker protein, autophagy marker protein and PI3K/AKT/mTOR signaling pathway protein were detected by Western blotting using a high glucose-induced podocyte injury model. The results showed that RPF had a significant alleviative effect on DN mice. RPF can significantly reduce urine protein, serum creatinine, and blood nitrogen urea in DN mice. Morphological analysis showed that RPF could improve kidney structure of DN and reduce the apoptosis of podocytes, and the effect was better than Radix astragali. In vitro results indicated that RPF could enhance autophagy and protect podocytes by inhibiting the PI3K/AKT/mTOR signaling pathway. In summary, RPF has better effect on delaying the development of DN than Radix astragali. RPF enhances autophagy in podocytes and delays DN probably by inhibiting the PI3K/AKT/mTOR signaling pathway.

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Abbreviations : ALT, AST, BUN, BW, CC, CG, DN, FBG, HE, HFD, HEA, HPLC, KW, MH, PAS, PTEN, RPF, ROS, STZ, SCR, SSF, TCM, TC, TG, UP, 3-MA

Keywords : Radix astragali, Paecilomyces cicadae, Fermentation, Diabetic nephropathy, Podocytes, Autophagy


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