靶向PRSS3缓解糖尿病肾病肾损伤的肠道菌群代谢物TMAO调控机制研究

本研究针对糖尿病肾病(DKD)中肠道菌群失调与肾损伤的关联展开探索，通过16S rRNA测序和代谢组学分析发现，DKD患者肠道菌群多样性降低伴随代谢物TMAO（三甲胺-N-氧化物）水平升高。研究人员揭示TMAO通过直接抑制丝氨酸蛋白酶PRSS3的表达加剧肾损伤，而PRSS3过表达可逆转高糖和TMAO诱导的细胞损伤及纤维化。该研究发表于《Cell Biology and Toxicology》，为DKD治疗提供了肠道菌群调控和PRSS3靶向干预的新策略。

　　

糖尿病肾病(DKD)作为糖尿病最严重的微血管并发症之一，已成为终末期肾病(ESRD)的主要诱因。尽管当前治疗手段可延缓疾病进展，但持续高血糖引发的代谢紊乱和炎症反应仍是临床难题。近年研究发现，肠道菌群通过代谢产物与宿主器官的"肠-肾轴"对话参与疾病进程，其中三甲胺-N-氧化物(TMAO)因其促炎和促纤维化特性备受关注。然而，TMAO在DKD中的具体作用靶点及分子机制尚未明确，这限制了针对性治疗策略的开发。

珠江医院内分泌代谢科的研究团队通过多组学联用技术揭示了TMAO-PRSS3调控轴在DKD中的关键作用。研究首先对22例DKD和22例非糖尿病肾病(NDKD)患者的粪便和血液样本进行16S rRNA测序及LC/MS代谢组学分析，结合公共数据库GSE166239的差异基因筛选，采用分子对接验证TMAO与PRSS3的相互作用，并通过HK-2细胞高糖模型和链脲佐菌素(STZ)诱导的DKD小鼠模型进行功能验证。

肠道菌群差异与代谢物变化
16S rRNA测序显示DKD患者肠道菌群OTU数量减少33%，Chao1指数显著降低，菌群多样性下降。在门水平上，拟杆菌门(Bacteroidota)和变形菌门(Proteobacteria)丰度降低，而厚壁菌门(Firmicutes)和梭杆菌门(Fusobacteria)比例升高。代谢组学鉴定出20种差异代谢物，其中TMAO在DKD组显著上调，并与特定菌属（如毛螺菌科Lachnospiraceae和颤螺菌科Oscillospiraceae）呈正相关。

TMAO-PRSS3作用机制
通过gutMGene数据库交叉分析发现TMAO是唯一同时出现在差异代谢物和菌群关联分析中的分子。分子对接显示TMAO以-2.7的结合分数与PRSS3的Phe104、Cys105等19个氨基酸残基结合。体外实验证实，高糖(20/35 mmol/L)和TMAO处理均能下调HK-2细胞中PRSS3表达，伴随肾损伤标志物KIM-1和NGAL升高。

PRSS3的肾脏保护作用
在STZ诱导的DKD小鼠中，PRSS3蛋白表达显著降低，而AAV介导的PRSS3过表达可改善肾功能指标（血肌酐降低40%，尿蛋白减少55%）并减轻肾纤维化。值得注意的是，TMAO处理可部分抵消PRSS3的保护作用，证实二者存在功能拮抗。

该研究首次阐明肠道菌群代谢物TMAO通过抑制PRSS3加剧DKD进展的分子机制，为临床干预提供了双重靶点：一方面可通过调节菌群组成减少TMAO生成，另一方面可通过增强PRSS3表达对抗肾损伤。鉴于PRSS3作为丝氨酸蛋白酶参与多种细胞保护通路，其具体作用机制仍需进一步探索。研究结果发表于《Cell Biology and Toxicology》，为开发基于"肠-肾轴"的DKD精准治疗策略奠定理论基础。