《International Journal of Molecular Sciences》：Associations of Inosine with Gut Microbiota, Metabolic Indicators, and Fluid Homeostasis in Kidney-Related Diarrhea
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作为一种天然嘌呤代谢产物，肌苷（Inosine）通过影响肠道菌群及相关代谢功能对肾性腹泻的作用尚不明确。研究人员在雄性KM小鼠中诱导了肾性腹泻。采用苏木精-伊红（HE）染色评估组织病理学改变和炎症浸润。使用ELISA检测皮质酮（CORT）、抗利尿激素（ADH）
作为一种天然嘌呤代谢产物，肌苷（Inosine）通过影响肠道菌群及相关代谢功能对肾性腹泻的作用尚不明确。研究人员在雄性KM小鼠中诱导了肾性腹泻。采用苏木精-伊红（HE）染色评估组织病理学改变和炎症浸润。使用ELISA检测皮质酮（CORT）、抗利尿激素（ADH）和三磷酸腺苷（ATP）以评估代谢状态和体液稳态。采用免疫组织化学（IHC）染色技术、实时定量聚合酶链反应（RT-qPCR）和蛋白质印迹（WB）分析水通道蛋白-4（AQP4）、AMP活化蛋白激酶（AMPK）、核因子κB（NF-κB）和腺苷A2A受体（A2AR）的表达。利用16S rRNA测序和基于KEGG的功能预测分析肠道菌群组成及预测功能通路，随后进行菌群与各因子之间的相关性分析。肌苷改善了肾功能，减轻了肾脏和结肠的组织病理学损伤，并减少了炎症浸润。它还增加了ATP、ADH和CORT水平，表明代谢和体液平衡相关因子得到改善。肌苷还增加了A2AR、AMPK和AQP4的表达，同时降低了NF-κB的表达。此外，肌苷改变了肠道菌群组成，并与预测的微生物功能通路差异相关。特定细菌类群与宿主指标之间存在显著相关性。肌苷缓解了小鼠的肾性腹泻，伴随代谢状态和体液稳态的改善、炎症减轻、A2AR/AMPK/NF-κB相关信号通路的调节以及肠道菌群组成的改变。需要进一步研究以阐明肠道菌群组成和功能活性对肌苷有益效应的因果关系。
**论文解读：肌苷通过调节肠道菌群、代谢稳态及A2AR/AMPK/NF-κB信号通路缓解肾性腹泻**
**研究背景、存在问题与研究意义**
肾性腹泻是慢性肾脏疾病（CKD）患者常见且棘手的并发症，其发生与肠道菌群失调、代谢紊乱、炎症反应及体液失衡密切相关。目前临床缺乏针对肾性腹泻的特异性治疗手段，而饮食干预或天然活性代谢物被认为是潜在的安全策略。肌苷（Inosine）是嘌呤代谢的天然产物，广泛存在于肉类和食用菌中，也可由肠道菌群代谢产生。已有研究显示，肌苷具有抗炎、抗氧化、免疫调节及代谢调控活性，且能通过激活腺苷A
2A受体（A2AR）改善结肠炎症。然而，肌苷在肾性腹泻中的具体作用机制，尤其是其与肠道菌群、代谢稳态及体液平衡的关联，尚不清楚。本研究基于前期建立的腺嘌呤（Adenine）联合番泻叶（Folium sennae）诱导的肾性腹泻小鼠模型，旨在探讨肌苷的干预效果及其潜在分子机制，为肾性腹泻的营养干预提供理论依据。该论文发表在《International Journal of Molecular Sciences》。
**关键技术与方法**
研究人员采用以下关键技术方法：（1）通过口服腺嘌呤（50 mg/kg/day）联合番泻叶（10 g/kg/day）建立肾性腹泻小鼠模型，雄性KM小鼠分为正常对照组（NC）、模型组（KYD）和肌苷干预组（INO，100 mg/kg/day）；（2）利用HE染色评估肾脏和结肠组织病理学改变；（3）ELISA检测血清皮质酮（CORT）、抗利尿激素（ADH）及组织ATP水平；（4）IHC染色分析水通道蛋白-4（AQP4）表达；（5）RT-qPCR检测AMPK和NF-κB mRNA水平；（6）WB检测A2AR蛋白表达；（7）16S rRNA基因测序（V3-V4区）结合PICRUSt2预测肠道菌群组成及功能通路，并进行Spearman相关性分析。
**研究结果**
**2.1 各组小鼠一般状况**
通过观察小鼠活动、体重、直肠温度及粪便含水量发现：KYD组小鼠活动减少、体重显著下降（p<0.01）、直肠温度降低（p<0.01）、粪便含水量升高（p<0.01）；INO组上述异常部分缓解，体重和直肠温度回升，粪便含水量降低。
**2.2 肌苷对肾脏结构与功能的影响**
HE染色显示，KYD组肾小管扩张、细胞水肿、管腔内有细胞碎片聚集，肾小球及间质明显炎症细胞浸润；INO组病理损伤减轻。血清肌酐（Cr）和尿素氮（BUN）在KYD组显著升高（p<0.01），INO组较KYD组显著降低（p<0.05, p<0.01），表明肌苷改善肾功能。
**2.3 肌苷对结肠结构的影响**
HE染色显示，KYD组结肠组织炎症细胞浸润，肠腺细胞结构模糊；INO组结肠组织结构保存较好，无明显损伤或炎症细胞浸润。
**2.4 肌苷对CORT、ADH和ATP水平的影响**
与NC组相比，KYD组血清CORT、肾组织ADH、血清ADH、肾组织ATP及结肠组织ATP均显著降低（p<0.01）；INO组上述指标（除血清ADH和肾组织ATP外）均显著升高（p<0.01），提示肌苷恢复代谢与体液平衡。
**2.5 肌苷对AMPK和NF-κB mRNA水平的影响**
RT-qPCR显示，KYD组结肠和肾组织的NF-κB mRNA显著高于NC和INO组（p<0.01），AMPK mRNA显著低于NC和INO组（p<0.01）；INO组NF-κB降低、AMPK升高，表明肌苷部分逆转了模型诱导的炎症转录变化。
**2.6 肌苷对A2AR蛋白表达的影响**
WB显示，KYD组结肠和肾组织A2AR蛋白表达显著低于NC和INO组（p<0.01）；INO组结肠A2AR仍低于NC组（p<0.01），但肾组织A2AR与NC组无显著差异，提示肌苷上调A2AR表达。
**2.7 肌苷对AQP4表达的影响**
IHC分析显示，NC组结肠和肾组织AQP4表达最高，KYD组最低（p<0.05, p<0.01）；INO组较KYD组显著升高（p<0.05, p<0.01），且与NC组无显著差异，表明肌苷改善水通道功能。
**2.8 肌苷对肠道菌群的影响**
- **多样性**：KYD组α多样性（Chao1、Shannon等）低于NC组，INO组进一步降低；β多样性（PCoA）显示NC组与KYD、INO组分离，但KYD与INO组聚类重叠，表明肌苷未能完全恢复菌群结构。
- **组成差异**：门水平上，INO组Firmicutes_A相对丰度显著低于KYD组（p<0.05）；属水平上，Duncaniella在KYD组显著降低，Phocaeicola_A和Bacteroides_H在KYD和INO组显著高于NC组（p<0.05）；种水平上，Phocaeicola_A_858004 sartorii和Bacteroides_H oleiciplenus在KYD和INO组升高。
- **特征菌群**：LEfSe分析显示，NC组特征菌包括CAG-873、Paramuribaculum等；KYD组特征菌为Phocaeicola_A、Mucispirillum等；INO组特征菌为Bacteroides_H、Parabacteroides_B等。随机森林确认了各组的优势菌。
- **功能预测**：KEGG分析显示，涉及细胞运动（Cell motility）、环境适应（Environmental adaptation）的二级通路在INO组与KYD组间存在显著差异（p<0.05）；三级通路中，支链氨基酸生物合成（ko00052）、苯丙氨酸代谢（ko00500）和氨基酸转运（ko02030）在组间差异显著（p<0.05）。
**2.9 肠道菌群与指标的相关性分析**
Spearman相关分析显示：血清ADH与Duncaniella、UBA7173、Lactobacillus正相关，与Bacteroides_H、Phocaeicola_A、Ventrimonas负相关；CORT与CAG-873、Duncaniella正相关，与Bacteroides_H、Phocaeicola_A负相关；结肠ATP与Maihella massiliensis负相关；AQP4与Ventrimonas负相关（p<0.05）。
**讨论总结与结论**
讨论部分首先指出，肌苷通过恢复ATP、CORT和ADH水平改善代谢稳态和体液平衡，并上调A2AR/AMPK、下调NF-κB通路，从而减轻炎症反应。其次，肌苷上调AQP4表达，与ADH协同改善体液运输。但A2AR、AQP4与ADH之间的直接因果关系尚需验证。对于肠道菌群，肌苷虽未完全恢复菌群组成，但改变了特定菌群丰度（如降低Firmicutes_A、增加Duncaniella），并影响了预测代谢通路（如氨基酸代谢与转运），提示肌苷可能通过调节微生物功能而非单纯恢复菌群结构发挥效应。相关性分析支持菌群与宿主代谢、炎症及体液指标之间的关联，但未证明因果关系。最后，研究人员指出本研究的局限性：样本量较小、个体差异大、功能预测依赖16S rRNA而非直接代谢组学验证、缺乏因果机制验证，未来需结合粪菌移植、代谢组学、宏基因组学等手段进一步阐明。
**结论（翻译）**：本研究显示，肌苷缓解了小鼠肾性腹泻的病理特征。肌苷治疗后，ATP、CORT和ADH水平得到恢复，这与A2AR和AMPK表达增加、NF-κB表达降低相关，表明肌苷可能通过调节代谢稳态和炎症反应发挥保护作用。此外，肌苷增强了结肠和肾组织中AQP4的表达，提示其在维持体液平衡和改善水运输功能中的作用。同时，肌苷改变了肠道菌群组成及其预测代谢通路。相关性分析表明，这些微生物变化与宿主代谢、炎症和体液平衡指标相关。总之，肌苷可能通过多种机制联合缓解肾性腹泻：调节肠道菌群、改善代谢稳态以及影响A2AR/AMPK/NF-κB信号通路。这些发现为肌苷作为肾性腹泻潜在生物活性干预物的进一步研究提供了初步证据。
