第一部分单中心肾结石住院患者血脂水平调查背景和目的:肾结石是全球范围内的常见病、多发病,近年来的患病率不断升高,如不经有效控制可导致人体多器官系统的功能损害,严重影响患者日常工作和生活,给患者及其家庭带来沉重的经济负担。血脂异常作为临床上常见的代谢性疾病,其并发症包括肾功能减退、心脑血管事件甚至恶性肿瘤的发生等,一项调查研究显示我国成人整体血脂异常的患病率已经高达34%。本部分研究通过调查2018-2022年我中心肾结石住院患者的各项血脂水平数据,从一定程度上了解肾结石人群的血脂异常情况,以期对肾结石患者进行更为综合性的治疗。方法:选取2018年1月1日至2022年12月31Dolutegravir价格日于我院肾内科、泌尿外科住院的肾结石患者,按照一定的纳排标准筛选研究对象,收集患者住院期间的总胆固醇(TC,Total Cholesterol)、甘油三酯(Triglyceride,TG)、低密度脂蛋白胆固醇(Low Density Lipoprotein Cholesterin,LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(High Density Lipoprotein Cholesterol,HDL-C),分别计算TC、TG、LDL-C、HDL-C指标在整体人群中的异常比例以及血脂异常患病率。随后将整体人群按性别分组,分别计算两组患者TC、TG、LDL-C、HDL-C指标在各自组别中的异常比例,以及两组患者血脂异常的患病率,并运用卡方检验比较上述指标的组间差异性。结果:本部分研究共纳入符合条件的研究对象1046例,其中男性患者687例,女性患者359例,平均住院年龄56±13岁。整体人群中30.4%存在TC异常,40.34%存在TG异常,25.53%存在LDL-C异常,25.62%存在HDL-C异常,64.63%的肾结石患者符合Biomass digestibility血脂异常的诊断标准。男性患者的TG和HDL-C异常占比显著高于女性患者,TC的异常占比显著低于女性患者,其差异具有统计学意义(TG,P=0.006;HDL-C,P<0.001;TC,P=0.003),LDL-C的异常占比在两组别中无明显统计学差异(P=0.09)。此外,血脂异常的患病率在男性肾结石患者中显著高于女性患者,差异具有明显的统计学意义(P=0.006)。结论:本中心2018-2022年间有超过60%的肾结石住院患者存在不同水平和程度的血脂异常。男性肾结石患者TG和HDL-C的异常占比,以及血脂异常的患病率显著高于女性肾结石患者,TC的异常占比显著低于女性肾结石患者。第二部分血脂水平与肾结石患病风险的相关性研究:国家健康和营养检查调查2007-2016年数据分析背景和目的:肾结石的发生发展是一个复杂的多因素过程,受年龄、性别、遗传、地理、气候、饮食、药物、代谢等因素的共同作用。既往有研究曾探讨血脂异常与肾结石患病风险之间的关联,但由于存在着样本量少、抽样偏倚、数据获取受限等缺陷,使得这些结果表现出了较大的差异。国家健康和营养检查调查(National Health And Nutrition Examination Survey,NHANES)是一项评估美国成人及儿童健康和营养状况的大型横断面调查研究,本部分工作基于挖掘2007-2016年的NHANES相关数据,进而探讨机体血脂水平对肾结石患病风险造成的影响。方法:选取NHANES 2007-2016年的调查对象并按照一定标准进行筛选后,分为肾结石组和非肾结石组。收集两组人群的血脂数据、人口学数据、疾病史相关数据和实验室检查数据,运用加权后的Mann–Whitney U非参数检验、卡方检验、单因素和多因素logistic回归分析来探讨TC、TG、LDL-C、HDL-C与肾结石患病风险之间的相关性,并进行年龄、性别、体重指数(Body Mass Index,BMI)层面上的亚组分析。结果:肾结石人群的TG水平以及TG、HDL-C异常率显著高于正常人群,HDL-C水平显著低于正常人群,其差异具有统计学意义(TG水平,P=0.001;TG异常率,P<0.001;HDL-C异常率,P=0.003;HDL-C水平,P<0.001)。单因素加权logistic回归分析以及模型1中的多因素加权logistic回归分析显示TG异常、HDL-C异常与较高的肾结石患病风险相关【(TG异常)单因素OR=1.461,P<0.001;模型1 OR=1.253,P=0.027;(HDL-C异常)单因素OR=1.443,P=0.004;模型1 OR=1.371,P=0.019】,模型2中的多因素加权logistic回归分析显示TG异常与较高的肾结石患病风险相关(OR=1.241,P=0.040)。亚组分析显示TG异常在20-40年龄段及BMI异常的亚组中与肾结石患病风险增加显著相关【(20-40年龄段亚组)单因素OR=1.994,P<0.001;模型1 OR=1.976,P<0.001;模型2 OR=1.808,P=0.002;(BMI异常亚组)单因素OR=1.379,P=0.005;模型1 OR=1.295,P=0.022;模型2 OR=1.278,P=0.038】,HDLC异常在20-40年龄段的亚组中与肾结石患病风险增加显著相关(单因素OR=1.757,P=0.005;模Z-VAD-FMK分子量型1 OR=1.805,P=0.007;模型2 OR=1.681,P=0.018)。结论:TG、HDL-C异常可能增加肾结石的患病风险,且TG异常对肾结石患病风险的影响在20-40年龄段及BMI异常的人群中最为显著,HDL-C异常对肾结石患病风险的影响也相应地体现在20-40年龄段人群中。第三部分基于生物信息学筛选高脂饮食刺激肾脏后的差异表达基因背景和目的:血脂异常导致肾结石患病风险增加的机制尚不明确。随着二代测序技术的发展,生物信息学技术在预测作用靶点、发病机制的探索过程中发挥了重要作用。为探索血脂因素在肾结石发病中的有关机制,本部分研究通过对基因表达综合数据库(Gene Expression Omnibus,GEO)进行挖掘,进而筛选肾脏经高脂刺激后的差异表达基因并分析其表达水平变化,为后续相关作用通路及其功能学研究提供基础。方法:选取GEO数据库中的GSE158197系列文件进行差异表达分析,以获取表达水平上调和下调的基因。结果:在GSE158197系列文件中,以P<0.05,错误发现率(False Discovery Rate,FDR)<0.05及差异倍数(Fold Change,FC)≥2作为筛选条件,共筛选得到308个差异表达基因,其中195个基因表达水平上调,113个基因表达水平下调。结论:基于本部分研究所筛选得到的这些差异基因,为进一步阐明其在脂质刺激肾脏过程中发挥的作用,下文将继续探索这些差异基因内部所蕴含的生物学功能及代谢通路,为预防肾结石的发生提供相关作用靶点。第四部分基于生物信息学分析高脂饮食刺激肾脏后的差异表达基因功能学特征背景和目的:应用生物信息学技术,对GSE158197的差异表达基因进行功能学相关研究,从而进一步探索高脂影响肾结石发生的相关肾脏分子机制和作用靶点,为肾结石的有效干预和预防提供生物信息学参考。方法:利用生物信息学技术进行基因本体论(Gene Ontology,GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)富集分析、基因集富集分析(Gene Set Enrichment Analysis,GSEA)、蛋白-蛋白互作(Protein-Protein Interaction,PPI)网络构建以及枢纽基因的筛选。结果:GO分析中,富集所得生物过程(Biological Process,BP)前五为“脂肪酸代谢”、“烯烃化合物代谢”、“类二十烷酸代谢”、“不饱和脂肪酸代谢”以及“羧酸生物合成”生物过程;细胞组分(CC,Cellular Component)前五为“含胶原的细胞外基质”、“丝氨酸型肽酶复合物”、“丝氨酸型肽链内切酶复合物”、“血小板α颗粒”细胞组分;分子功能(MF,Molecular Function)前五为“单加氧酶活性”、“作用于配对供体的氧化还原酶活性”、“作用于CH-OH基团供体的氧化还原酶活性”、“羧酸跨膜转运体活性”以及“有机酸跨膜转运体活性”分子功能。KEGG主要富集在“补体和凝血级联途径”、“类固醇激素生物合成”、“视黄醇代谢”、“化学致癌作用”、“花生四烯酸代谢”等通路上。PPI网络构建以及筛选出的前10名枢纽基因为Cyp2b10、Cyp2c38、Cyp2c55、Cyp4a14、Cyp4a12a、Ugt2b34、Ugt1a10、Ugt1a2、Aldh1a7、Aldh1a1。GSEA分析中,“补体和凝血级联途径”、“视黄醇代谢”、“花生四烯酸代谢”代谢通路均在高脂组别中发生显著上调。“花生四烯酸代谢”通路富集了Cyp4a14、Cyp2c38、Cyp2c55基因,“视黄醇代谢”通路富集了Cyp4a14、Cyp2c38、Cyp2c55、Ugt2b34、Ugt1a10、Ugt1a2、Aldh1a7、Aldh1a1基因。结论:高脂刺激肾脏后的差异表达基因可能存在于细胞外基质和丝氨酸蛋白酶,通过影响脂肪酸代谢过程、调节氧化还原酶及有机酸跨膜转运体活性、参与补体和凝血级联通路、视黄醇代谢通路和花生四烯酸代谢通路促进肾结石的发生发展。此外,细胞色素P450(Cytochrome P450,CYP450)家族的Cyp4a14、Cyp2c38、Cyp2c55,尿苷二磷酸-葡萄糖醛酸基转移酶(UDP-Glucuronosyltransferases,UGTs)家族的Ugt2b34、Ugt1a10、Ugt1a2以及乙醛脱氢酶(Aldehyde Dehydrogenase,ALDH)家族的Aldh1a7、Aldh1a1可能在这一过程中发挥了重要作用。