单细胞和实验分析发现，线粒体相关基因Hmgcs2、Nudt5和Cpt1c与糖尿病性周围神经病变的疼痛有关

《Scientific Reports》：Single-cell and experimental analyses identify mitochondria-related genes Hmgcs2, Nudt5, and Cpt1c in painful diabetic peripheral neuropathy

　　

摘要

疼痛性糖尿病周围神经病变（PDPN）是糖尿病的一种多因素导致的致残并发症，但其发病机制中涉及免疫细胞线粒体功能障碍的部分仍不清楚。本研究旨在识别PDPN中的线粒体相关基因（MRGs）并探讨其生物学意义。通过单细胞转录组分析，我们在两个独立的数据集中发现了三个关键的MRGs（Hmgcs2、Nudt5和Cpt1c），并在大鼠PDPN模型中验证了这些基因的存在。基因集富集分析显示这些基因与细胞极性、交感神经发育及神经递质通路有关。进一步观察发现，这些基因在PDPN患者的背根神经节中的成纤维细胞和巨噬细胞中表现出不同的表达模式：Hmgcs2和Nudt5在成纤维细胞中显著下调，而Cpt1c则上调；相反，在巨噬细胞中Nudt5和Cpt1c显著上调，Hmgcs2下调。功能富集分析表明，成纤维细胞主要参与多胺/硫酸盐的生物合成，而巨噬细胞则主要参与甘油/胆碱的代谢，这表明这两种细胞类型具有不同的代谢功能。通过分子对接和分子动力学模拟分析，我们发现氯噻嗪和氢氯噻嗪能够稳定结合HMGCS2，提示它们可能成为治疗PDPN的潜在靶点药物。这些发现表明：Hmgcs2、Nudt5和Cpt1c是PDPN发病机制中的关键MRGs，为新的治疗策略提供了依据。