基于代谢组学的2型糖尿病肾病Ⅲ期气阴两虚证的研究

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目的:利用代谢组学技术,对2型糖尿病肾病Ⅲ期气阴两虚证、无蛋白尿2型糖尿病、健康人群的血清进行代谢组学全谱分析,寻找2型糖尿病肾病Ⅲ期气阴两虚证相关的生物标志物,分析差异性生物标志物可能涉及的代谢途径和信号通路,探索2型糖尿病肾病Ⅲ期气阴两虚证的特点;并筛选出2型糖尿病肾病Ⅲ期的候选标志性代谢产物,为2型糖尿病肾病的早期诊断提供灵敏度更高的方法。方法:纳入2型糖尿病肾病Ⅲ期气阴两虚证患者与无蛋白尿2型糖尿病患者各30例,筛选健康志愿者30例,采用液相色谱-质谱联用方法(liquid chromatography-mass spectrometry, LC/MS)进行代谢组学检测,利用Analyt软件进行数据采集,采集后的数据用markerview软件进行代谢组学数据处理,得到所有marker在各样本中的量化信息,然后导入Simca-P 11.5软件,采用主成分分析法(principal components analysis, PCA)和正交偏最小二乘判别分析法(orthogonal partial least squares-discrimination analysis,OPLS-DA)进行分析,得到不同的marker在样本聚类中的贡献,通过模式识别分析得出化合物在各组间的差异,再进行两两比较,寻找2型糖尿病肾病Ⅲ期气阴两虚证组(DN组)、无蛋白尿2型糖尿病组(DM组)与健康对照组(NC组)之间的差异性代谢产物,得到特定疾病和中医证候状态下内源性代谢标记物。通过HMDB. KEGG等数据库和文献信息,对差异性代谢产物进行生物信息学分析,寻找差异性代谢产物涉及的经典代谢途径,获得可能参与2型糖尿病肾病发病进程中的代谢通路。结果:1.一般情况及生化指标:在年龄(age)、病程(cource)、体重指数(BMI)上,三组比较P<0.05,有统计学差异。临床生化指标方面,总胆固醇(TC)、甘油三脂(TG)、低密度脂蛋白(LDL-C)、血肌酐(Scr),三组比较P>0.05,差异无统计学意义。空腹血糖(FBG)、糖化血红蛋白(HbAlc)、高密度脂蛋白(HDL-C)、尿素氮(BUN)、血清白蛋白(ALB)、尿酸(UA)、24h尿白蛋白定量(24h-U-Alb), P<0.05,三组间存在统计学差异。2.PCA分析,三组比较可明显区分;两两比较,DN组分别与DM组、NC组比较均可区分。三组比较差异性代谢物为:溶血磷脂酰乙醇胺、溶血磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰胆碱、磷脂酰肌醇、磷脂酰甘油、磷脂酰丝氨酸、磷脂酸、单酰基甘油、甘油二酯、甘油三酯、心磷脂、神经节苷脂、鞘磷脂、5-羟赖氨酸、门冬氨酸-丙氨酸、赤霉素A1葡萄糖酯、鹅去氧胆酸。经比较P<0.05,差异有统计学意义。3.PCA显示,2型糖尿病肾病Ⅲ期气阴两虚证与糖耐量正常组之间比较可明显区分,鉴定出17种差异性代谢物,发现上调的有4种:磷脂酰甘油、溶血磷脂酰乙醇胺、鞘磷脂、硫酸半乳糖基酰基鞘氨醇。下调的有13种:溶血磷脂酸、磷脂酸、磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰肌醇、磷脂酰丝氨酸、甘油二酯、甘油三酯、神经节苷脂、心磷脂、碟酰基-D-谷氨酸、二磷酸腺苷、DHAP、透明质酸。经比较P<0.05,差异有统计学意义。4.PCA显示,2型糖尿病肾病Ⅲ期组与无蛋白尿2型糖尿病组比较可区分,获得18种差异性生物标志物,上调的有5种:溶血磷脂酰胆碱、溶血磷脂酰乙醇胺、鹅去氧胆酸、半乳糖羟赖氨酸、谷氨酰胺-精氨酸。下调的有13种:磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、磷脂酸、磷脂酰甘油、磷脂酰丝氨酸、心磷脂、甘油二酯、甘油三酯、鞘磷脂、神经节苷脂、透明质酸、磷酸二氢丙酮、苯丙氨酸-丙氨酸。经比较P<0.05,差异有统计学意义。5.对差异性生物标志物进行生物学信息分析,发现与糖耐量正常组比较,2型糖尿病肾病Ⅲ期组与无蛋白尿2型糖尿病组均涉及的代谢通路有:甘油脂类、胆碱、花生四烯酸、脂肪酸、鞘脂类、多种氨基酸的代谢,胆汁酸代谢。糖酵解和糖异生途径,氧化磷酸化途径,糖基化磷脂酰肌醇锚的生物合成,血小板的激活。与无蛋白尿2型糖尿病组比较,2型糖尿病肾病Ⅲ期组涉及的代谢通路有:嘌呤的代谢。2型糖尿病肾病Ⅲ期组与无蛋白尿2型糖尿病组均可涉及的信号通路有:cAMP信号通路、磷脂酰肌醇信号通路、GnRH信号通路,FoxO信号通路,AMPK信号通路。结论:1.2型糖尿病肾病Ⅲ期气阴两虚证组(DN)、无蛋白尿2型糖尿病(DM)、健康对照组(NC)之间存在代谢产物的差异。三组比较鉴定出18种差异性代谢物涉及多种代谢途径,脂代谢:溶血磷脂酰乙醇胺、溶血磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰胆碱、磷脂酰肌醇、磷脂酰甘油、磷脂酰丝氨酸、磷脂酸、单酰基甘油、甘油二酯、甘油三酯、心磷脂、神经节苷脂、鞘磷脂;氨基酸代谢:5-羟赖氨酸、门冬氨酸-丙氨酸;糖代谢:赤霉素A1葡萄糖酯;胆汁酸代谢:鹅去氧胆酸。2.2型糖尿病肾病Ⅲ期气阴两虚证与健康对照组之间可区分,鉴定出17种差异性代谢物,涉及糖、脂肪、氨基酸代谢紊乱,以脂代谢紊乱为主。脂代谢:磷脂酰甘油、溶血磷脂酰乙醇胺、溶血磷脂酸、磷脂酸、磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰肌醇、磷脂酰丝氨酸、甘油二酯、甘油三酯、神经节苷脂、心磷脂、鞘磷脂、硫酸半乳糖基酰基鞘氨醇。氨基酸:碟酰基-D-谷氨酸,糖代谢:二磷酸腺苷、磷酸二氢丙酮、透明质酸。从中筛选出磷脂酰甘油、鞘磷脂和溶血磷脂酰乙醇胺3种差异性代谢物,可作为2型糖尿病肾病Ⅲ期气阴两虚证的潜在生物标志物。3.2型糖尿病肾病Ⅲ期组与无蛋白尿2型糖尿病组比较,获得16种差异性内源代谢物,从中筛选出磷脂酰甘油、磷脂酰胆碱、谷氨酰胺-精氨酸、半乳糖羟赖氨酸、苯丙氨酰-丙氨酸和透明质酸6种差异性代谢物,作为疾病进展的潜在生物标志物。4.本研究用HMDβ、KEGG结合文献检索,对差异性代谢产物进行生物学信息分析,涉及的代谢通路可能是2型糖尿病肾病病理过程的重要通路,有助于对2型糖尿病肾病发病机制的进一步深入研究。
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