糖尿病肾病的代谢调控网络及其分子机制的研究

糖尿病肾病是严重威胁人类健康的疾病之一，深入理解糖尿病肾病的发病过程和分子机理对于该病的预防和治疗具有重要的意义。前期工作中，通过代谢组学技术已对糖尿病肾病大鼠模型体内的代谢紊乱状况有了比较清楚地了解。本项目中，拟采集糖尿病肾病患者、糖尿病患者和正常人群的血清和尿液样本，同时建立高浓度葡萄糖糖处理的肾小球系膜细胞模型，利用基于核磁共振的代谢组学方法，从细胞、动物和临床患者三个层次研究糖尿病肾病代谢特征变化规律，综合运用分子生物学技术手段（Western blot, RT-PCR,RNAi等）找出并确认疾病相关的关键蛋白和/或生物标志物，为研究糖尿病肾病发病的分子机制，以及寻找药物作用的靶蛋白奠定基础。然后在此研究基础上，我们拟利用代谢组学技术观察中药（知柏地黄丸）对糖尿病肾病患者相关调控网络的影响，从代谢调控角度考察该中药作用的分子机制，为知柏地黄丸的药效和分子机理研究提供新的研究途径。

糖尿病是严重威胁人类健康的代谢性疾病，深入理解糖尿病的生化过程和发病机理对于该病的预防和治疗具有重要的意义。在本课题中，我们利用基于核磁共振（NMR）的代谢组学方法结合常规病理、生化以及液相色谱分析技术研究了多种糖尿病大鼠模型以及在药物作用下的糖尿病大鼠体液和器官组织的代谢变化情况，理解糖尿病的生化改变过程，以深入地理解糖尿病的发病机制。对糖尿病肾病的研究表明：糖尿病肾病大鼠肾脏组织中含量升高的代谢物有3-羟基丁酸；含量降低的代谢物包括：乳酸、柠檬酸、α-酮戊二酸、乙酸、牛磺酸、肌酸等。此外，高压液相色谱分析发现糖尿病肾病模型组肾脏中ATP水平有明显的降低。我们还考察了知柏地黄丸对糖尿病肾病大鼠体内代谢的调节作用，发现这种药物既能降低血清中由于糖尿病而升高的脂类和3-羟基丁酸水平，又能降低肾脏中由于糖尿病而升高的葡萄糖浓度，并且能恢复甜菜碱水平。通过分析Ⅰ型糖尿病大鼠的体内代谢变化情况，我们推测出糖尿病大鼠因高血糖所致的体内代谢物紊乱情况，包括：三羧酸循环和糖酵解等糖代谢相关的途径受到抑制，而脂肪酸的β-氧化途径明显增强。通过对糖尿病并发症肾脏组织的研究，我们发现能量代谢的紊乱会引起肾脏ATP水平降低，能量合成受损，从而导致糖尿病肾病的发生。而中药知柏地黄丸可以通过干预其中重要的代谢途径（如改善葡萄糖和脂类代谢，增加肾脏的甜菜碱水平），从而发挥其辅助治疗糖尿病肾病的作用。.综上所述，我们的研究结果表明：用基于NMR的代谢组学方法研究糖尿病的生化过程和发病机制等方面，具有明显的技术优势。此外，用代谢组学方法从整体水平上对中药疗效进行评估，对深入阐明中药的作用机制也具有独特的优点。我们坚信基于NMR 的代谢组学方法在中药研究方面的广泛应用，将有力地推进中药现代化和国际化的进程。本课题发表基金标注的相关SCI论文1篇（课题负责人为一作），现另有1篇SCI论文正在撰写中。