《Journal of Chromatography B》:Tracer-based metabolomic technology to investigate the role and mechanism of Fangji Huangqi Tang in regulating lipid metabolism disorders in MPC-5 cells
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•13C16-棕榈酸示踪脂质组学方法经MPC-5细胞优化。•FHT重塑了阿霉素损伤足细胞的脂质通量。•酰基肉碱分析揭示了脂肪酸氧化的恢复。•整合代谢组学将脂质重塑与足细胞保护联系起来。引言肾病综合征(NS)由一组临床特征所定义:蛋白尿、低白蛋白血症、水肿和高脂血症。近期研究表
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13C16-棕榈酸示踪脂质组学方法经MPC-5细胞优化。
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FHT重塑了阿霉素损伤足细胞的脂质通量。
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酰基肉碱分析揭示了脂肪酸氧化的恢复。
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整合代谢组学将脂质重塑与足细胞保护联系起来。
引言
肾病综合征(NS)由一组临床特征所定义:蛋白尿、低白蛋白血症、水肿和高脂血症。近期研究表明,脂质代谢紊乱已超越其作为NS表型标志的角色,成为驱动肾脏组织损伤恶化的关键机制[1],[2]。脂质代谢稳态与细胞能量代谢密切相关:脂肪酸及其衍生物不仅是线粒体的重要能量底物,还是构成生物膜结构的功能分子,并介导细胞器间的通讯[3],[4],[5]。此外,我们发现,在ADR诱导的肾病大鼠模型和体外足细胞损伤模型中,脂肪酸代谢和甘油磷脂代谢与肾损伤和足细胞损伤密切相关。这些发现表明脂质代谢失衡可能与NS的发生和发展密切相关[6],[7]。足细胞尤其易受脂毒性应激的影响。过多的脂肪酸摄取和细胞内脂质积累可促进氧化应激和细胞骨架损伤,从而导致足细胞功能障碍和足突融合[8]。
防己黄芪汤(FHT)是一种源自中医经典《金匮要略》的方剂,具有补气祛湿的功效[9],[10],[11]。值得注意的是,其组方药材中的生物活性成分也展现出调脂活性。黄芪甲苷是膜荚黄芪的主要生物活性成分,已被证明可调节肾脏脂质代谢并减少脂质沉积[12],而汉防己甲素是粉防己的主要生物碱,可抑制脂质积累和甘油三酯合成[13]。相关研究已证实,FHT能有效恢复ADR在大鼠中破坏的脂质稳态[14],但FHT调节脂质代谢紊乱的具体机制尚不清楚。
稳定同位素示踪技术(SITT)已成为一种强大且无辐射的代谢动力学研究方法[15],[16]。通过引入稳定同位素标记的底物(如13C/15N标记化合物)并结合高分辨质谱,SITT能够精确量化代谢通量并追踪化合物在组织中的分布,具有高安全性和稳定性[17],[18]。近年来,该技术已得到广泛应用[19]。例如,Ma等人采用稳定同位素示踪揭示了体内病原特异性T细胞中不同的葡萄糖利用模式[20]。此外,Farmer等人鉴定了E4小鼠和星形胶质细胞中的代谢重编程,其特征为丙酮酸通量向三羧酸(TCA)循环的输入减少和乳酸合成增加[21]。这些进展表明,稳定同位素示踪技术已发展成为一种成熟的方法[22]。
本研究旨在利用ADR诱导的MPC-5细胞损伤模型阐明FHT的保护机制。我们首先通过检查细胞骨架结构、线粒体功能和脂质沉积来评估FHT改善足细胞损伤的能力。为了表征代谢景观,采用稳定同位素示踪代谢组学来可视化动态脂质通量。此外,通过靶向酰基肉碱分析和关键酶分析,我们探究了FHT是否通过调节线粒体脂肪酸氧化来减轻脂毒性介导的肾损伤。
章节摘要
化学药品和试剂
阿托伐他汀(Ator,纯度≥98%)购自阿达玛斯公司(上海,中国)。地塞米松(Dex,纯度≥98%)、雷公藤甲素(TPL,纯度≥98%)、牛血清白蛋白(BSA,无脂肪酸和免疫球蛋白)和阿霉素盐酸盐(ADR,纯度≥99%)购自索莱宝公司(北京,中国)。13C16-棕榈酸购自剑桥同位素实验室(美国剑桥)。DCELL胎牛血清购自Dcell Biologics公司(美国芝加哥)。100×青霉素-链霉素溶液、DMEM培养基
ADR诱导的足细胞损伤模型的建立及药效评价
为建立损伤模型,将MPC-5细胞暴露于不同浓度的ADR中。在24 h和48 h时间点,细胞存活率均呈剂量依赖性下降。0.05 μg/mL ADR处理后24 h,细胞存活率出现统计学显著下降(p < 0.001),且该抑制作用随暴露时间延长呈增长趋势(图1A)。基于这些数据,选择0.1 μg/mL ADR处理24 h作为建模条件,实现了
讨论
在本研究中,我们系统地阐明了FHT在治疗ADR诱导的足细胞损伤中的肾保护功效和药理机制。通过多维度功能验证,我们证实FHT通过改善结构稳态、恢复线粒体能量代谢和调节脂质代谢而发挥保护作用。此外,我们成功建立了针对MPC-5细胞优化的13C16-棕榈酸稳定同位素示踪脂质组学方法。基于此
结论
我们的研究结果表明,FHT通过协调代谢转变来恢复足细胞结构和线粒体功能(ATP/OCR):抑制TG积累、促进磷脂合成并挽救脂肪酸氧化。这确立了FHT作为脂质代谢强效调节剂的角色,支持其在治疗肾脏疾病中的治疗价值。然而,仍存在几项局限性。对特定长链脂肪酸中间产物的检测灵敏度需要提高。在
CRediT作者贡献声明
薛昭伟:撰写——初稿、可视化、方法学、调查研究、形式分析、数据整理。王梦娇:验证、方法学、调查研究。凌虎婷:验证、方法学、形式分析。郭雄:验证、调查研究。秦雪梅:撰写——审阅与编辑、监督、资源、资金获取、概念构思。李爱平:撰写——审阅与编辑、监督、资源、方法学、资金获取、概念构思。
资金
本研究由中国博士后科学基金(340903)、国家自然科学基金(U23A20517)、山西省基础研究计划(202303021221070)、山西省中医药科技创新项目(2025kjzy006)、三晋英才计划科技创新拔尖青年人才项目和山西省中医药创新团队(编号
利益冲突声明
作者声明,他们没有已知可能影响本文报告工作的竞争性财务利益或个人关系。
薛昭伟|王梦娇|凌虎婷|郭雄|秦雪梅|李爱平