论文部分内容阅读
背景与目的:慢性肾脏病(chronic kidney diseae,CKD)患者中普遍存在胰岛素抵抗(insulin resistance,IR),IR不仅会促进肾脏疾病的进展,而且是CKD并发心血管疾病的危险因素。然而,目前临床上对于CKD与IR之间关系的研究还不够深入,研究对象多数为CKD整个群体,从病理类型、用药等方面的分层研究很少,另外,CKD患者发生胰岛素抵抗的具体发病机制尚不明确。近年来发展起来的代谢组学提供了 一种更加直观的从生理状态到病理状态的检测方式,应用代谢组学研究肾脏疾病过程中复杂的病理生理变化,可为揭示CKD发生IR的发病机制开拓思路。本研究首先从临床方面对CKD患者不同病理类型及临床用药在胰岛素抵抗方面的差异进行分析;而后通过代谢组学方法研究CKD引起的IR与高脂诱导的IR大鼠血清、肝脏及肌肉组织中代谢物的变化规律,寻找CKD相关性IR的异常代谢通路。方法:(1)筛选2014年8月—2015年4月在中国人民解放军总医院肾脏内科住院的CKD1-3期患者,对最常见的两个病理类型IgA肾病(IgA nephropathy,IgAN)和膜性肾病(membranous nephropathy,MN)患者,以及对使用激素的用药组和未用药患者的临床资料进行分析,比较两组在胰岛素抵抗方面的差异。(2)将雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠随机分为手术组及假手术组,手术组给予5/6二步法肾切除,2周后再随机分为四组:假手术+普通饲料组(Sh+SCD)、手术+普通饲料组(Nx+SCD)、假手术+60%kcal高脂饲料组(Sh+HFD)、手术+60%kcal高脂饲料组(Nx+HFD),喂养16周,观察各组大鼠体重、血尿素、肌酐、尿蛋白定量、血脂、空腹血糖、胰岛素、内脏脂肪重量,以及肾脏、肝脏、胰腺、皮下及棕色脂肪组织病理改变,并通过计算HOMA-IR、腹腔注射葡萄糖耐量试验评估胰岛素敏感性。(3)对四组大鼠的血清和肝脏组织样品进行UPLC-MS分析,经多元统计分析发现差异表达的代谢产物,并对其代谢通路进行分析。结果:(1)与CKD1-3期的MN组比较,IgAN组eGFR更低(80.30±24.99ml/min·1.73m2versus 98.09±23.96ml/min.1.73m2,P<0.001),而HOMA-IR更高(1.86±0.99 versus 1.33±0.72,P<0.001),多因素Logistic回归分析显示BMI是IgAN患者发生IR的独立危险因素。CKD1-3期使用糖皮质激素的用药组与未用药组相比,用药组HOMA-IR(2.14 vs 1.76,P<0.01)、TC(5.78±2.06 versus 5.27±2.02,P<0.05)及HDL(1.61±0.57 versus 1.16±0.39,P<0.001)更高。(2)与Sh+SCD组相比,Nx两组术后18周时出现血尿素、肌酐呈2-3倍升高(P<0.05),空腹胰岛素、HOMA-IR及血脂升高,IPGTT曲线下面积明显增大,肾脏病理示局灶性肾小球硬化,肾小管萎缩、肾小管间质炎症细胞浸润、纤维化。与Sh+SCD组相比,Sh+HFD组喂食高脂饲料16周时大鼠内脏脂肪重量增加,空腹血糖(7.14±0.51 versus 5.33±0.60,P<0.01)、胰岛素浓度(2.08±0.67 versus 0.68±0.27,P<0.05)及HOMA-IR(16.39±5.73 versus 4.09±1.77,P<0.01)明显升高,IPGTT曲线下面积明显增大,而Nx+HFD组与Sh+SCD组相比,上述指标变化相似且更明显。(3)与对照组相比,CKD相关性IR大鼠的血清、肝脏及肌肉组织中分别发现95种、59种、41种差异表达的代谢物,HF诱导的IR大鼠的血清、肝脏及肌肉组织中分别发现58种、38种、17种差异表达的代谢物,这些代谢物涉及氨基酸代谢、脂代谢、糖代谢、核酸代谢、维生素和辅因子代谢;但与HF大鼠相比,CKD大鼠在色氨酸代谢、精氨酸代谢及代谢物TMAO方面存在明显异常。两者差异代谢物的变化多呈相反方向,提示CKD相关性IR与HF诱导的IR可能具有不同的发病机制。结论:与CKD1-3期MN相比,IgAN患者更易合并IR;使用糖皮质激素的CKD患者易发生IR及脂质代谢紊乱;5/6肾切除术后18周或喂食高脂饲料16周时分别成功建立CKD相关性和高脂诱导的IR大鼠模型;与HF大鼠相比,CKD大鼠在色氨酸代谢、精氨酸代谢及代谢物TMAO方面存在明显异常。