大鼠2型糖尿病模型的肾损伤及其代谢组学研究

摘要

目的:使用高脂饮食联合链脲佐菌素(STZ)诱导建立大鼠2型糖尿病模型,应用病理学、生物化学、代谢组学等方法确认模型结果,探索2型糖尿病肾损伤的发病机制,研究肾损伤早期进程并探索可能的特异性生物标记物。方法:SD大鼠随机分成正常饮食组和高脂饮食组建模,实验结束后根据肾脏的组织病理学程度分组比较各类代谢相关指标。将血浆样品前处理后使用高效液相-四极杆飞行时间质谱(HPLC-QTOF/MS)检测内源性代谢产物,采用主成分分析(PCA)、正交偏最小二乘法判别分析(OPLS-DA)等模型筛选潜在的生物标记物,并通过MetaboAnalyst 4.0对关键的代谢产物进行代谢通路分析。结果:根据肾小管空泡样变程度将肾小管病变分级后,病变程度与血糖、三酰甘油、尿素和肝胆固醇呈正相关,而与血总蛋白和肝三酰甘油大体为负相关。代谢组学结果表明,与病变程度强相关的代谢产物包括色氨酸、亚油酸、溶血性磷脂酰乙醇胺(LysoPE)、磷脂酰胆碱(PC)等。其中亚油酸作为诊断轻度病变及重度病变指标的灵敏度及特异性最理想,而LysoPE(0∶0/18∶0)、色氨酸、代谢物188.069 5和PC(O-16∶0/0∶0)次之。结论:LysoPE (0∶0/18∶0)及亚油酸在模型整个阶段并在轻度及重度病变组间存在明显的差异,可能是大鼠2型糖尿病模型早期诊断及其肾损伤病变程度的生物标记物。亚油酸代谢可能是最为关键的一条代谢通路,值得后续深入研究。