基于代谢组学及转录组学的益肾化湿颗粒改善糖尿病肾病作用机制分析

作     者：申振 崔涛 艾珊珊 李祥宇 高冉冉 李伟 韩聪 SHEN Zhen;CUI Tao;AI Shanshan;LI Xiangyu;GAO Ranran;LI Wei;HAN Cong

作者机构：山东中医药大学第一临床医学院济南250014 济南市章丘区中医医院济南250200 济宁医学院山东济宁272067 山东中医药大学附属医院济南250014 

出 版 物：《中国实验方剂学杂志》 (Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae)

年 卷 期：2023年第29卷第20期

页      面：109-117页

核心收录：

学科分类：1006[医学-中西医结合] 1005[医学-中医学] 07[理学] 070302[理学-分析化学] 0703[理学-化学] 100501[医学-中医基础理论] 10[医学] 100602[医学-中西医结合临床] 

基　　金：国家自然科学基金项目(82174179) 国家自然科学基金青年基金项目(82204886) 山东省自然科学基金项目(ZR2021LZY041、ZR2022QH133) 中国博士后科学基金面上项目(2021M702039)。 

主　　题：益肾化湿颗粒 糖尿病肾病 超高效液相色谱-串联质谱法(UHPLC-MS/MS) 代谢组学 转录组学 甘油磷脂代谢 信使核糖核酸(mRNA) 

摘      要：目的:基于超高效液相色谱-串联质谱法(UHPLC-MS/MS)及高通量转录组测序技术(RNA-seq)探讨益肾化湿颗粒调节血清代谢物及肾脏信使核糖核酸(mRNA)表达来改善糖尿病肾病(DKD)的作用机制。方法:SD大鼠随机分为正常组、模型组、益肾化湿颗粒组,每组8只。以链脲佐菌素腹腔注射建立DKD大鼠模型,益肾化湿颗粒组给予益肾化湿颗粒5.54 g·kg^(-1)·d^(-1)灌胃,正常组与模型组给予等量生理盐水,持续6周。实验期间监测大鼠体质量、血糖,末次给药24 h后麻醉,下腔静脉取血,分离血清,检测肾功能、血脂及炎症指标,取大鼠肾组织经苏木素-伊红(HE)、马松(Masson)与过碘酸雪夫(PAS)染色观察肾脏病理变化,通过UHPLC-MS/MS与RNA-seq分析血清代谢变化及肾脏mRNA表达差异,实时荧光定量聚合酶链式反应(Real-time PCR)、蛋白免疫印迹法(Western blot)检测肾脏组织差异mRNA及蛋白表达,探寻共性表达机制。结果:与正常组比较,模型组大鼠体质量减少,血糖、尿微量白蛋白与尿肌酐比值(UACR)、尿素氮(BUN)、胱抑素-C(Cys-C)、β_(2)-微球蛋白(β_(2)-MG)、白细胞介素-6(IL-6)、甘油三酯(TG)及总胆固醇(TC)均显著增高,总超氧化物歧化酶(T-SOD)显著降低(P0.01);与模型组比较益肾化湿颗粒组大鼠各指标均有不同程度改善(P0.05,P0.01)。与正常组比较,模型组大鼠肾脏系膜基质增生、纤维组织增生及小管空泡变性;与模型组比较,益肾化湿颗粒组大鼠肾脏病理组织得到一定程度改善。共鉴定出益肾化湿颗粒作用靶代谢物14个及靶mRNA 96个,靶代谢物主要富集于鞘脂代谢、甘油磷脂代谢、苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成等20条代谢通路;靶mRNA经富集得到与糖脂代谢密切相关的前20条通路中共涉及21个差异mRNA;血清差异代谢物与肾脏差异mRNA共同富集到甘油磷脂代谢、花生四烯酸代谢、嘌呤代谢、初级胆汁酸生物合成、抗坏血酸和醛酸代谢、半乳糖代谢等6条通路,其中共涉及磷脂酰乙醇胺(PE)等7个差异代谢物及腺苷酸环化酶3(ADCY3)等7个差异mRNA。经受试者工作特征(ROC)曲线验证,7个差异代谢物有较高的预测准确性,Real-time PCR及Western blot验证结果与测序结果高度一致。结论:益肾化湿颗粒能够改善DKD大鼠UACR、BUN等生化指标,纠正糖脂代谢紊乱,改善肾功能,其作用机制可能与调节PE等血清代谢物的水平及肾脏细胞质磷酸酶1(Phospho1)等mRNA的表达有关,其中甘油磷脂代谢等6条通路可能发挥重要作用。