空间代谢组学揭示黄芪桂枝五物汤通过核黄素代谢调控糖尿病肾病的微区代谢重塑

《Biomedical Chromatography》：Spatial Metabolomics Identifies Riboflavin Metabolism as a Therapeutic Target of Huangqi Guizhi Wuwu Decoction in Diabetic Nephropathy

本研究针对糖尿病肾病（DN）肾脏代谢异质性机制不明的问题，通过整合LC–MS代谢组学、MALDI-MSI空间成像和TMT蛋白质组学，发现黄芪桂枝五物汤（HGD）可重塑db/db小鼠肾脏皮质外层核黄素代谢谱，揭示其通过调控核黄素-瓜氨酸空间代谢轴改善DN的新机制，为中药空间药理学研究提供创新范式。

　　

理解肾脏代谢异质性对揭示糖尿病肾病（DN）发病机制至关重要。虽然黄芪桂枝五物汤（HGD）对DN展现疗效，但其空间代谢效应尚未明确。研究团队整合液相色谱-质谱（LC–MS）代谢组学、基质辅助激光解吸电离质谱成像（MALDI-MSI）和串联质谱标签（TMT）蛋白质组学技术，精准绘制了HGD治疗下db/db小鼠的系统性及微区代谢图谱。空间代谢组学鉴定出7种分区分布的代谢物：瓜氨酸、邻苯二甲酸二丁酯和羟基犬尿氨酸呈现全肾分布，而核黄素、γ-谷氨酰半胱氨酸、7-甲基鸟嘌呤和L-4-羟基苯甘氨酸特异定位于皮质外层。HGD治疗不仅修复肾小球结构、改善高血糖并标准化糖化血红蛋白水平，MALDI-MSI更直观呈现了皮质代谢物的空间重分布特征。蛋白质组学筛选出10个差异表达蛋白，多组学整合分析将HGD的疗效关联至核黄素代谢、精氨酸生物合成和胰腺分泌通路。关键发现在于空间相关性分析揭示了皮质特异的核黄素-瓜氨酸代谢轴，表明维生素代谢与尿素循环调控存在分区交叉对话。该研究确立了HGD作为空间代谢调节剂纠正DN微区失衡的机制，同时示范了MALDI-MSI引导的多组学策略如何解密中药组织特异性药效动力学，为传统医学研究提供了空间分子图谱的新范式。