背景:益腎化濕顆粒(YSHS)是一種廣泛應用於治療糖尿病腎病(DKD)的有效中藥方劑,其治療DKD的確切療效已被證實,但其潛在的調控機製尚未完全闡明。該研究旨在探討YSHS是否通過“腸-腎軸”調節腸道菌群和血清代謝產物,進而調節腎髒mRNA表達,從而改善DKD。
方法:將40隻大鼠分為正常組(N)(生理鹽水)、模型組(M) (STZ +生理鹽水)、YSHS低劑量組(YL) (STZ + 2.27g kg d)、YSHS高劑量組(YH) (STZ + 5.54g kg d)、纈沙坦組(V) (STZ + 7.38mg kg d) 5組,6周後觀察血糖、血脂、腎功能相關指標的變化,以及腎髒和結腸的病理變化。
采用16SrDNA對腸道菌群進行測序,LC-MS/MS檢測血清差異代謝產物,RNA-Seq檢測腎髒mRNA表達差異。進一步通過腸道差異菌群、血清差異代謝產物、腎髒差異mRNA的關聯分析,篩選驗證YSHS顆粒的靶菌群、靶代謝產物和靶基因,構建“腸道-代謝-轉錄”共表達網絡。
結果:M組血糖、血脂、蛋白尿升高,炎症、氧化應激加重,腎損傷加重,係膜基質增生,腎小管空泡變性,膠原、脂質堆積,腸通透性增加,YSHS顆粒和纈沙坦均不同程度改善上述情況。高劑量YSHS提高了菌群的多樣性和豐度,降低了F/B值,顯著提高了乳酸菌和乳酸杆菌的豐度,降低了Prevoella UCG_001的豐度。
鑒定出14種目標代謝產物,主要富集在甘油磷脂代謝、鞘脂代謝、苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸生物合成等20條KEGG通路中。同時鑒定出96個YSHS顆粒的靶mRNA。富集的前20個通路與糖脂代謝密切相關,其中共表達21個差異mRNA。進一步相關性分析發現,乳酸菌、乳酸菌和普雷沃氏菌UCG_001與甘油磷脂代謝、鞘脂代謝及苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸生物合成途徑高度相關。
YSHS顆粒的目標代謝產物和目標mRNA共富集了甘油磷脂代謝、花生四烯酸代謝、嘌呤代謝、初級膽汁酸生物合成、抗壞血酸和鈣酸鹽代謝、半乳糖代謝等6條通路,其中包括磷脂酰乙醇胺等7個差異代謝產物和Adcy3等7個差異基因。7個差異代謝物具有較高的AUC預測價值,7個差異基因的驗證與測序結果高度一致。
結論:YSHS顆粒可通過“腸腎軸”改善DKD。乳酸菌和乳酸杆菌是主要的致病菌。6個與糖脂代謝相關的通路,特別是甘油磷脂代謝可能是重要的後續反應和調控機製。
文獻來源:
Han C, Shen Z, Cui T, et al. Yi-Shen-Hua-Shi granule ameliorates diabetic kidney disease by the "gut-kidney axis" [published online ahead of print, 2023 Feb 12]. J Ethnopharmacol. 2023;116257. doi:10.1016/j.jep.2023.116257