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

目的:本研究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,改善糖尿病肾病(DKD)的作用机制。方法:24只SD大鼠随机分为正常组、模型组、益肾化湿颗粒组,每组8只。以低剂量链脲佐菌素腹腔注射构造DKD大鼠模型,益肾化湿颗粒组给予益肾hepatic dysfunction化湿颗粒5.54 g·kg~(-LBH589细胞培养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后麻醉动物,下腔静脉取血,分离血清,检测肾功能、血脂、炎症指标,取大鼠肾组织于中性多聚甲醛中固定,苏木素-伊红(HE)、马松(Masson)与过碘酸雪夫氏(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(I购买MRTX849L-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(P<0.05,P<0.01),经药物干预后的益肾化湿颗粒组大鼠各指标均有不同程度改善(P<0.05,P<0.01);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得到一定程度改善;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KEGG通路;靶mRNA经KEGG富集得到与糖脂代谢密切相关的TOP 20通路,其中共涉及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Adcy3等7个差异mRNA。ROC结果显示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:益肾化湿颗粒能够减轻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。