2型糖尿病血浆代谢组学生物标志物鉴定

目的：验证谷氨酸（glutamate,Glu）、天冬酰胺（asparagine,Asn）、棕榈酸（palmitic acid,PA）和油酸（oleic acid,OA）与2型糖尿病（type 2 diabetes mellitus,T2DM）患病风险的关联,鉴定T2DM的早期标志物。方法：选择新发T2DM患者217例、空腹血糖受损（impaired fasting blood glucose,IFG）患者220例及216例健康者,收集人群空腹血液,采用液相色谱-质谱联用仪检测血浆中代谢物浓度。结果：高浓度Glu （OR=1.45,95% CI：1.09~1.93）、PA （OR=1.05,95% CI：1.02~1.07）和OA （OR=1.06,95% CI：1.03~1.09）会增加T2DM患病风险,且Glu水平增加还会提高IFG风险（OR=2.00,95% CI：1.42~2.80）。随着Asn浓度的增加,T2DM患病风险显著降低（OR=0.63,95% CI：0.54~0.74）。此外,PA、Glu和Asn联合BMI鉴别T2DM效果最好。结论： PA、OA、Glu水平升高是T2DM的危险因素,而Asn水平升高则是T2DM的保护因素。以上代谢物可能是T2DM潜在生物标志物,为T2DM的临床筛查、早期治疗与预防、新药研发靶点提供新的思路和策略。     

玉米须对糖尿病肾病大鼠肾组织和尿液代谢组学研究

目的 运用代谢组学技术探讨玉米须水煎液对糖尿病肾病(diabetic nephropathy, DN)大鼠的作用机制。方法 采用高糖高脂饲料喂养,并多次腹腔注射小剂量链脲佐菌素诱导,建立DN大鼠模型。通过测定肾脏脏器指数、空腹血糖、尿微量白蛋白/尿肌酐、血肌酐、尿素氮、甘油三脂、总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇和高密度脂蛋白胆固醇指标含量,并观察肾组织病理变化,初步评价玉米须对DN模型大鼠的干预作用。进一步采用UPLC/Q-TOF-MS技术,结合主成分分析(principal component analysis, PCA)和正交偏最小二乘法-判别分析(orthogonal partial least squares discriminant analysis, OPLS-DA)方法,筛选出肾组织和尿液中潜在生物标志物,通过HMDB、KEGG数据库鉴定后,导入MetaboAnalyst网站进行代谢通路分析。结果 玉米须不同剂量组对上述各项指标及肾脏的病理性损伤均有不同程度的改善,说明玉米须对DN具有较好的干预作用。代谢组学分析表明,玉米须可显著回调18种生物标志物,涉及18条代谢通路,主要...     

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。     

吸烟及非吸烟肺癌患者的尿液代谢组学比较研究

目的探讨吸烟对肺癌患者体内代谢物质变化的影响。方法收集唐山市人民医院2012年9月-2017年9月诊治的60例肺癌患者尿液样本,其中发现数据集包括吸烟史20例,无吸烟史20例,验证数据集包括吸烟史10例,无吸烟史10例。采用LC-MS法对肺癌尿液样本进行非靶向代谢组学研究,利用主成分分析法(PCA)和偏最小二乘判别分析法(PLS-DA)进行多元统计学分析。结果本研究发现有吸烟史肺癌组与无吸烟史肺癌组患者的尿液代谢图谱存在显著差异,并检测到17个差异有统计学意义(P<0.05)的代谢特征离子。与无吸烟史肺癌组患者相比,有吸烟史肺癌组患者尿液中3种代谢特征离子含量显著上升,14种代谢特征离子含量显著下降,基于KEGG代谢通路富集分析并发现吸烟会影响肺癌患者体内的酪氨酸代谢通路。此外,本研究还采用独立验证数据集对发现的17个差异有统计学意义的代谢特征离子进行验证,发现这些差异代谢特征能够较好地区分吸烟与非吸烟肺癌患者组,其预测准确度达75%,灵敏度为80%和特异性为70%。结论吸烟肺癌患者呈现出不同于非吸烟肺癌患者的尿液代谢谱图特征,尿液中多种代谢物的含量显著改变表明吸烟会影响肺癌患者体内物质代谢,这为进一步实验与临床研究提供了一定的参考依据,并为实现吸烟与非吸烟肺癌患者的个体化精准医疗提供一定的指导。     

二甲双胍治疗Ⅱ型糖尿病大鼠的代谢组学研究

目的研究二甲双胍治疗2型糖尿病(type 2 diabetic melitus,T2DM)大鼠的机制。方法将大鼠随机分为正常组、模型组和二甲双胍组,每组10只。用高糖高脂饲料(HFSD)诱导4周后,肌肉注射链脲佐菌素(STZ)35 mg·kg~(-1),给药8周后结束实验。采用Triple TOF液质联用仪(UPLC/ESI-TOF-MS),研究二甲双胍对T2DM大鼠血清中代谢物质的影响,并用qPCR寻找其作用靶点。结果与正常组相比,T2DM模型组大鼠的体质量、胰腺指数和胰岛素水平明显降低(P<0.05),肝脏指数、GLU、TC、TG、FFA水平均升高(P<0.01),OGTT明显受损。二甲双胍能明显升高体质量、胰腺指数和胰岛素水平(P<0.05),降低肝脏指数、GLU、TC、TG和FFA水平(P<0.05),改善OGTT。通过代谢组学,获得17个生物标志物,验证后发现,二甲双胍对胆固醇、脂肪酸、胆汁酸和磷脂的合成和代谢有调节作用。结论二甲双胍能通过调节胆固醇、脂肪酸、胆汁酸和磷脂的合成和代谢,改善T2DM的脂质代谢紊乱。     

甲基莲心碱对2型糖尿病模型大鼠作用的代谢组学研究

目的研究甲基莲心碱对2型糖尿病模型大鼠尿液的代谢产物的影响。方法高脂高糖饲料喂养联合腹腔注射链尿佐菌素造2型糖尿病大鼠模型,糖尿病造模成功后腹腔注射甲基莲心碱20 mg.kg-1.d-1,4周后测大鼠空腹血糖。收集大鼠24 h尿液,样品经处理后进行UPLC/QTOF-MS分析。结果甲基莲心碱处理组大鼠空腹血糖较糖尿病模型组降低(P<0.05)。甲基莲心碱处理糖尿病大鼠后有4种代谢物的含量发生了明显变化,其中二羟延胡索酸(di-hydroxyfumaric acid)下降,前列腺素I2(prostaglandin I2,PGI2)、脂氧素A4(lipoxin A4,LXA4)、脂氧素B4(lipoxinB4,LXB4)升高。结论甲基莲心碱可降低糖尿病大鼠的血糖,改变糖尿病大鼠尿液的代谢产物,其机制可能与其抗氧化应激、抗炎等作用有关。     

基于尿液代谢组学的玉米须治疗Ⅱ型糖尿病大鼠的作用机制研究

目的观察玉米须水煎液对Ⅱ型糖尿病大鼠尿液内源性代谢物的干扰规律,从代谢组学方面探讨玉米须的降糖作用机制。方法将Wistar大鼠用高糖高脂饲料喂养4周后,并结合腹腔注射小剂量链脲佐菌素复制Ⅱ型糖尿病模型。将成模后的大鼠分成模型对照组和玉米须给药组,玉米须给药组灌胃玉米须水煎液(10.8 g·kg~(-1))4周,给药期间观察大鼠状态,并每两周监测1次血糖值。给药治疗后,收集禁食12 h尿样,采用UPLC/Q-TOF-MS技术,结合主成分分析和正交偏最小二乘法-判别分析方法,分析其代谢谱的变化。结果玉米须水煎液可以明显降低糖尿病大鼠的血糖值并改善相关症状。在正负离子模式下,共筛选出12个差异性标志物,这些差异标志物包括鹅去氧胆酸、甘氨胆酸、精氨琥珀酸等。结论玉米须水煎液降糖作用机制可能与三羧酸循环、胆汁酸生物合成、色氨基酸代谢等代谢有关,并提示可能对肝肾功能起到一定的保护作用。     

基于尿液代谢组学研究豆豉抗骨质疏松作用机制

目的探究豆豉对去卵巢骨质疏松大鼠骨代谢的影响及作用机制。方法将3月龄SPF级SD♀大鼠随机分为假手术组、模型组、雌二醇组及豆豉组,每组8只。手术后1周,通过灌胃将相应药物给予8周。8周后,测量每组的骨矿物质密度(BMD)和子宫指数,利用尿液代谢组学方法鉴定切除卵巢骨质疏松大鼠的生物标记物。结果(1)豆豉可明显增加模型组去卵巢大鼠股骨的BMD、子宫指数,明显降低模型组去卵巢大鼠体质量。(2)确定了与绝经后骨质疏松症密切相关的23个生物标记物及9条代谢通路。豆豉通过调节多种代谢途径,例如肌醇磷酸代谢、初级胆汁酸生物合成代谢和嘌呤代谢,可明显对12个生物标记物产生回调作用。结论豆豉能够有效干预绝经后骨质疏松症的发生和发展,该研究为预防绝经后骨质疏松症药物的研究与开发提供科学的依据。     

基于KKay小鼠模型的罗格列酮治疗2型糖尿病的作用机制研究

目的:运用代谢组学手段对罗格列酮治疗2型糖尿病的作用机制进行了研究。方法:以KKay糖尿病小鼠为研究对象,对其进行为期8周的罗格列酮灌胃给药治疗,同时以C57BL/6J小鼠作为正常对照。采用UPLC-TOF MS对小鼠的尿液进行代谢组学研究,从机体代谢的角度探究罗格列酮对糖尿病的治疗作用。结果:代谢组学结果表明,KKay小鼠体内的三羧酸循环受抑制,而作为代谢性补偿糖酵解加速。罗格列酮给药后,可以缓解糖酵解的加速现象、对三羧酸循环具有一定的调节作用。结论:采用代谢组学的手段分析尿液中特定代谢物的种类和浓度水平变化,可为罗格列酮治疗2型糖尿病过程中的临床评价提供一种重要的补充方法。     

黄芪对2型糖尿病大鼠脂质代谢的调控

目的黄芪对2型糖尿病大鼠脂质代谢的调控。方法将实验用6个月龄无特定病原体SPF级GK大鼠和Wistar大鼠随机分为正常对照组、糖尿病组、黄芪治疗组。治疗8周,观察治疗期间及治疗前后大鼠的一般状况、血糖、三酰甘油、胆固醇、低密度酯蛋白、高密度酯蛋白、糖化血红蛋白、氧化低密度酯蛋白的影响。结果①造模2组大鼠均出现血脂异常;②黄芪能改善基本状况,黄芪能降低糖尿病大鼠的三酰甘油(P<0·05)、胆固醇(P<0·05)、低密度酯蛋白(P<0·05)、糖化血红蛋白(P<0·05)、氧化低密度酯蛋白(P<0·05),升高高密度酯蛋白(P<0·05)。结论黄芪具有调节糖尿病大鼠血脂作用。     

红芪多糖对高脂饲养2型糖尿病胰岛素抵抗大鼠的影响

目的:探讨中药制剂红芪多糖在改善胰岛素抵抗方面的影响。方法:2型糖尿病模型大鼠40只,随机分为空白组、模型组、二甲双胍组、红芪多糖低剂量组、红芪多糖高剂量组,并用胰岛素敏感性指数(ISI)判定胰岛素抵抗(IR)改善情况。11周后处死大鼠,取血检测血清中肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的水平。结果:红芪多糖治疗组、二甲双胍组ISI较模型组明显升高(P<0.05),说明经红芪多糖治疗后ISI升高,与二甲双胍组有相似的治疗作用(P>0.05)。证明红芪多糖可提高大鼠ISI、减轻IR、增强胰岛素的敏感性。二甲双胍组、红芪多糖高低剂量组血清TNF-α值降低,与模型组相比具有统计学意义(P<0.05);红芪多糖低剂量组与二甲双胍组作用相似,相比较没有统计学意义(P>0.05),证明红芪多糖可降低2型糖尿病模型大鼠血清TNF-α值,可改善胰岛素抵抗。结论:红芪多糖可明显改善2型糖尿病大鼠胰岛素抵抗,对2型糖尿病有一定治疗作用。     

Deciphering the therapeutic mechanisms of Xiao-Ke-An in treatment of type 2 diabetes in mice by a Fangjiomics approach

Aim:

Xiao-Ke-An (XKA) is a traditional Chinese medicine (TCM) formula for the treatment of type 2 diabetes (T2D), and the effective ingredients and their targets as well as the mechanisms of XKA remain to be elucidated. In this study we investigated the therapeutic mechanisms of XKA in the treatment of T2D in mice using a Fangjiomics approach.

Methods:

KKAy mice feeding on a high-fat diet were used as models of T2D, and were orally treated with XKA (0.75 or 1.5 g·kg⁻¹·d⁻¹) for 32 d. Microarray mRNA expression data were obtained from the livers of the mice. Differentially expressed genes (DEGs) were identified by reverse rate analysis and ANOVA analysis. The compounds in XKA were identified by LC-MS analysis or collected from TCM databases. The relationships between the compounds and targets were established by combining the DEGs with information derived from mining literature or herb target databases. Relevant pathways were identified through a Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes pathway enrichment analysis using WebGestalt.

Results:

The compound-target-pathway network based on compounds identified by LC-MS analysis (NCA) included 20 constituent compounds, 46 targets and 36 T2D-related pathways, whereas the compound-target-pathway network based on compounds collected from databases (NCD) consisted of 40 compounds, 68 targets and 21 pathways. In the treatment of T2D, XKA might act mainly by improving carbohydrate and lipid metabolism, as well as ameliorating insulin resistance, inflammation and diabetic vascular complications.

Conclusion:

The network-based approach reveals complex therapeutic mechanisms of XKA in the treatment of T2D in mice that involve numerous compounds, targets, and signaling pathways.     

2型糖尿病的药物治疗

2型糖尿病的治疗已取得巨大进展。随着人们对2型糖尿病机制的不断探索,针对不同机制的新药层出不穷,最大限度地满足着患者的需求。笔者简述了当前2型糖尿病治疗药物的发展史,重点描述当前以胰高血糖素样肽-1(glucagon-likepeptide1,GLP-1)受体激动剂,DPP-4抑制剂和钠葡萄糖共转运蛋白-2(SGLT-2)抑制剂为代表的新型降糖药物的发现和研究热点。     

Linagliptin for the treatment of type 2 diabetes

Dipeptidyl peptidase-4 (DPP-4) inhibitors are a new class of antidiabetic agents that have been rapidly adopted since their introduction in 2006. There are now five agents in global use, with three approved for treatment of patients with type 2 diabetes (T2D) in the USA. The results of Phase III clinical trials for linagliptin, a new addition to this class of inhibitors (approved by the FDA on 2 May 2011), have now been published. We reported on a 24-week Phase III trial of linagliptin administered as monotherapy in patients with T2D. This agent is characterized by a pharmacokinetic and metabolic profile that may have important implications for the choice of treatment in certain patient populations.     

Empagliflozin for the treatment of type 2 diabetes

Introduction: Despite the availability of numerous anti-diabetes drugs and treatment guidelines, many patients with type 2 diabetes mellitus (T2DM) do not reach recommended targets for glycemic control. There remains an unmet need for effective and well-tolerated anti-diabetes agents that can be used as monotherapy or in combination with other therapies to improve glycemic control in patients with T2DM. Sodium glucose cotransporter 2 (SGLT2) inhibitors are a new class of treatment for T2DM that reduce hyperglycemia by reducing renal glucose reabsorption and thereby increasing urinary glucose excretion.

Areas covered: This paper reviews the pharmacokinetic and pharmacodynamic properties of the SGLT2 inhibitor empagliflozin, the results of clinical trials investigating the efficacy of empagliflozin given as monotherapy or as add-on therapy on glycemic control, body weight, and blood pressure in patients with T2DM, and the safety and tolerability profile of empagliflozin.

Expert opinion: Empagliflozin offers good glycemic efficacy, weight loss, blood pressure reduction, and a low risk of hypoglycemia. These attributes, coupled with the ability to be used in virtually any combination with other anti-diabetes agents and at any stage in the disease process, provide a welcome new agent to our armamentarium of drugs to help manage T2DM.     

美吡哒联合氟伐他汀治疗2型糖尿病合并血脂异常的临床观察

目的探讨美吡哒联合氟伐他汀治疗2型糖尿病（DM）合并血脂异常的临床疗效。方法2型DM并血脂异常患者120例，随机分为治疗组及对照组，每组60例，分别测定两组患者服药前及服药后3个月的空腹血糖（VC）、餐后2h血糖（2hPC）、血胆固醇（TC）、三酰甘油（TG）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）、高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）水平，并进行比较。结果两组患者的血TC、TG、LDL-C都较服药前降低，HDL-C水平较服药前升高，差异有统计学意义（P〈0．05）。治疗组空腹血糖、餐后血糖明显较服药前降低，差异有统计学意义（P〈0．05），对照组空腹血糖、餐后血糖较服药前降低，但差异无统计学意义（P〉0．05）。结论美吡哒联合氟伐他汀治疗2型糖尿病疗效好，值得推广应用。     

胰岛素联合罗格列酮治疗2型糖尿病患者疗效观察

目的比较胰岛素联合罗格列酮和单用胰岛素治疗2型糖尿病（T2DM）患者的疗效。方法将120例T2DM患者分成治疗组（胰岛素加罗格列酮）与对照组（胰岛素治疗），随访观察12周。结果2组患者治疗后血糖均得到良好控制，但治疗组胰岛素日需求量明显低于对照组（P〈0．01）；与对照组相比，治疗组血甘油三酯下降，而高密度脂蛋白胆固醇升高（P〈0．05），B细胞功能指数升高（P〈0．05），胰岛素抵抗指数显著降低（P〈0．05），脂联素水平升高（P〈0．01）。结论罗格列酮与胰岛素联用能使2型糖尿病患者血糖、血脂改善，增加胰岛素敏感性，降低胰岛素抵抗，升高脂联素水平，优于单用胰岛素治疗。     

SGLT2 inhibitors: a promising new therapeutic option for treatment of type 2 diabetes mellitus

Background Hyperglycemia is an important pathogenic component in the development of microvascular and macrovascular complications in type 2 diabetes mellitus. Inhibition of renal tubular glucose reabsorption that leads to glycosuria has been proposed as a new mechanism to attain normoglycemia and thus prevent and diminish these complications. Sodium glucose cotransporter 2 (SGLT2) has a key role in reabsorption of glucose in kidney. Competitive inhibitors of SGLT2 have been discovered and a few of them have also been advanced in clinical trials for the treatment of diabetes. Objective To discuss the therapeutic potential of SGLT2 inhibitors currently in clinical development. Key findings A number of preclinical and clinical studies of SGLT2 inhibitors have demonstrated a good safety profile and beneficial effects in lowering plasma glucose levels, diminishing glucotoxicity, improving glycemic control and reducing weight in diabetes. Of all the SGLT2 inhibitors, dapagliflozin is a relatively advanced compound with regards to clinical development. Summary SGLT2 inhibitors are emerging as a promising therapeutic option for the treatment of diabetes. Their unique mechanism of action offers them the potential to be used in combination with other oral anti‐diabetic drugs as well as with insulin.