二甲双胍预防2型糖尿病的尿液代谢组学研究

摘要

目的：二甲双胍可以有效降低不同高风险人群罹患2型糖尿病的概率,但有效性的评价主要依靠血糖指标。本实验建立了小鼠尿液的代谢组学的研究方法以更全面地评价二甲双胍在糖尿病前期预防2型糖尿病的效果。方法：36只雄性C57BL/6小鼠随机分成空白组(n=12,给普通饲料),肥胖模型组(n=12,给高脂饲料)和二甲双胍预防组(n=12,给高脂饲料并同时灌胃二甲双胍(250mg/kg),于16周收集尿液样本。尿液进行超高效液相色谱-飞行时间质谱联用(UPLC-TOF/MS)的代谢组学分析,并采用偏最小二乘判别分析法(PLS-DA)对数据进行分析。此外,收集了体重、摄食量、禁食血糖、餐后血糖、口服糖耐量实验、血浆胰岛素等临床生化指标。结果：和模型组相比,二甲双胍对小鼠具有明显的减肥作用,并能降低禁食血糖和改善胰岛素抵抗。尿液代谢组学结果显示空白组、模型组和二甲双胍组的代谢谱明显分离,表明二甲双胍组代谢物谱与空白组和模型组的发生了明显的变化。并且,二甲双胍能够对模型组尿中异常表达的代谢物葡萄糖,肉豆蔻酸(C14:0),十八碳四烯酸(C18:4),L-谷氨酸,L-苯丙氨酸,L-苏氨酸,L-乳酸,尿酸,溶血卵磷脂(15:0),溶血卵磷脂(16:0)和溶血卵磷脂(18:0)等产生了逆转作用。结论：二甲双胍能够部分恢复小鼠正常的糖代谢并且降低体重,在小鼠糖尿病前驱时期能有效预防2型糖尿病。基于所发现的生物标志物,推测二甲双胍的上述作用可能是通过抑制了三羧酸循环(TCAcycle),从而激活单磷酸腺苷激酶(AMPK)来实现的。