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浙江大学学报（医学版）
浙江大学学报（医学版）  2018, Vol. 47 Issue (6): 628-635    DOI: 10.3785/j.issn.1008-9292.2018.12.11
原著     
基于尿液代谢组学技术研究尿毒清颗粒治疗慢性肾功能衰竭的机制
祝敏1(),吴云秋2,寿张飞1,*()
1. 树兰(杭州)医院肾脏病科, 浙江 杭州 310004
2. 江苏省中医药研究院, 江苏 南京 210028
Effects of Niaoduqing granule on urine metabolic profile in chronic renal failure rats
ZHU Min1(),WU Yunqiu2,SHOU Zhangfei1,*()
1. Department of Nephrology, Shulan Hangzhou Hospital, Hangzhou 310004, China
2. Jiangsu Province Academy of Traditional Chinese Medicine, Nanjing 210028, China
 全文: PDF(1288 KB)   HTML( 9 )
摘要：

目的: 运用代谢组学方法研究尿毒清对慢性肾功能衰竭（CRF）大鼠尿液代谢谱的影响，并探讨其机制。方法: 36只大鼠随机分为空白对照组、模型对照组和尿毒清组。采用腺嘌呤法制备大鼠CRF模型。运用超高效液相色谱串联四极杆飞行时间质谱技术结合主成分分析和偏最小二乘判别分析，比较空白对照组、模型对照组、尿毒清组大鼠尿液的代谢谱，筛选出变量重要性投影值>1且P < 0.05的内源性物质作为CRF潜在的生物学标志物，并进行代谢通路的富集分析。结果: 与空白对照组比较，模型对照组大鼠体质量降低、肾脏系数增高、血清肌酐和尿素氮水平升高（均P < 0.01），而尿毒清组上述指标较模型对照组均有所改善（均P < 0.01）。共鉴定出15个潜在生物学标志物，涉及9条代谢通路紊乱，分别为苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸的生物合成，乙醛酸和二羧酸代谢，缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸生物合成，花生四烯酸代谢，半胱氨酸和蛋氨酸代谢，三羧酸循环，甘油磷脂代谢，色氨酸代谢，酪氨酸代谢。结论: 尿毒清对CRF大鼠具有一定的治疗作用，其机制可能与调节氨基酸代谢、脂质代谢和能量代谢等有关。
关键词： 肾功能衰竭, 慢性;  中草药/治疗应用;  尿;  代谢;  生物学标记;  色谱法, 液相;  质谱分析法;  疾病模型, 动物    
Abstract:

Objective: To investigate the effects of Niaoduqing granule on the urine metabolic profile in chronic renal failure (CRF) rats. Methods: Thirty six male SD rats were divided into the normal control group, the model group, and the Niaoduqing group with 12 rats in each group. The CRF was induced by gavage of 250 mg·kg-1·d-1 adenine for 21 d. UPLC-Q-TOF-MS/MS technique was used in combination with principal component analysis (PCA) and partial least squares discriminant analysis (PLS-DA) to analyze the urine metabolic profiles in three groups. The endogenous substances with the variable importance projection (VIP)>1 and P < 0.05 were screened as the potential biomarkers for CRF, and enrichment analysis of metabolic pathways was carried out. Results: Compared with the normal control group, the model group had lower body weight, higher kidney coefficient, higher serum creatinine and urea nitrogen levels (all P < 0.01), while the above indexes in the Niaoduqing group were ameliorated compared with the model group (all P < 0.01). Fifteen potential biomarkers were found in the urine of the model group, which were involved in 9 metabolic pathways including phenylalanine, tyrosine and tryptophan biosynthesis, glyoxylate and dicarboxylate metabolism, valine, leucine and isoleucine biosynthesis, arachidonic acid metabolism, cysteine and methionine metabolism, tricarboxylic acid cycle, glycerophosphatide metabolism, tryptophan metabolism and tyrosine metabolism. Conclusion: Niaoduqing granules has therapeutic effect on rats with CRF, which may be related to the regulation of amino acid metabolism, lipid metabolism and energy metabolism.
Key words: Kidney failure, chronic    Drugs, Chinese herbal/therapeutic use    Urine    Metabolism    Biological markers    Chromatography, liquid    Mass spectrometry    Disease models, animal
收稿日期: 2018-06-01 出版日期: 2019-03-15
:  R917  
通讯作者: 寿张飞     E-mail: min.zhu@shulan.com;zhangfei.shou@shulan.com
作者简介: 祝敏(1988-), 女, 学士, 主治医师, 主要从事慢性肾脏病研究; E-mail:min.zhu@shulan.com; https://orcid.org/0000-0001-8676-886X
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祝敏
吴云秋
寿张飞

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祝敏,吴云秋,寿张飞. 基于尿液代谢组学技术研究尿毒清颗粒治疗慢性肾功能衰竭的机制[J]. 浙江大学学报（医学版）, 2018, 47(6): 628-635.

ZHU Min,WU Yunqiu,SHOU Zhangfei. Effects of Niaoduqing granule on urine metabolic profile in chronic renal failure rats. J Zhejiang Univ (Med Sci), 2018, 47(6): 628-635.

链接本文:

http://www.zjujournals.com/med/CN/10.3785/j.issn.1008-9292.2018.12.11    或    http://www.zjujournals.com/med/CN/Y2018/V47/I6/628

($\bar x \pm s$)
组别 n 体质量(g) 肾脏系数(%) 肌酐(μmol/L) 尿素氮(μmol/L)
造模0 d 造模21 d 造模31 d
与空白对照组比较，**P < 0.01；与模型对照组比较，#P < 0.05, ##P < 0.01.
空白对照组 12 215±24 274±30 310±40 1.12±0.11 40±5 12±3
模型对照组 12 225±36 248±26** 266±31** 3.04±0.47** 96±10** 48±7**
尿毒清组 12 219±31 242±25** 280±29**# 1.77±0.36**## 62±8**## 27±5**##
表 1  三组体质量、肾脏系数、血清肌酐和尿素氮水平比较
图 1  三组尿液样本的总离子流色谱图
图 2  空白对照组、模型对照组和尿毒清组的主成分分析得分图
保留时间(min) 生物学标志物 HMDB编号 KEGG编号 相对分子质量 分子式 VIP 趋势*
*模型对照组较空白对照组变化的趋势.HMDB：人类代谢组数据库；KEGG：京都基因与基因组百科全书；VIP：变量投影重要性指标.
14.27 酪氨酸 HMDB00158 C00082 181.07 C9H11NO3 4.31 升高
11.86 蛋氨酸 HMDB00696 C00073 149.05 C5H11NO2S 3.18 降低
13.51 色氨酸 HMDB00929 C00078 204.09 C11H12N2O2 3.18 升高
1.26 肌酸 HMDB00064 C00300 131.07 C4H9N3O2 2.41 升高
14.93 亮氨酸 HMDB00687 C00123 131.09 C6H13NO2 2.40 升高
20.50 花生四烯酸 HMDB01043 C00219 304.24 C20H32O2 1.97 升高
0.89 柠檬酸 HMDB00094 C00158 192.03 C6H8O7 1.61 降低
0.73 肌酐 HMDB00562 C00791 113.12 C4H7N3O 1.44 降低
14.05 半胱氨酸 HMDB00574 C00097 121.02 C3H7NO2S 1.43 降低
4.82 胆碱 HMDB00097 C00114 104.11 C5H14NO 1.26 升高
11.41 马尿酸 HMDB00714 C01586 179.06 C9H9NO3 1.19 降低
12.58 十二烷酸 HMDB00638 C02679 200.18 C12H24O2 1.14 升高
0.95 草酰乙酸 HMDB00223 C00036 132.01 C4H4O5 1.07 降低
20.33 1，2-二十六烷基 HMDB00564 C00157 733.56 C40H80NO8P 1.05 升高
21.47 棕榈酸 HMDB00220 C00249 256.24 C16H32O2 1.02 升高
表 2  慢性肾功能衰竭大鼠的潜在生物学标志物一览
($\bar x \pm s$)
组别 n 酪氨酸 蛋氨酸 色氨酸 肌酸 亮氨酸 花生四烯酸 柠檬酸 肌酐 半胱氨酸 胆碱 马尿酸 十二烷酸 草酰乙酸 1，2-二十六烷基 棕榈酸
与空白对照组比较，*P < 0.05, * *P < 0.01；与模型对照组比较，#P < 0.05, ##P < 0.01.
空白对照组 12 3.24±2.09 11.86±5.91 11.84±4.85 0.44±0.25 1.89±0.76 1.13±0.24 1.86±0.95 1.67±0.86 2.40±0.48 1.11±0.53 0.87±0.42 1.54±0.17 8.54±0.75 1.32±0.55 0.28±0.12
模型对照组 12 12.98±0.69** 4.55±3.42** 17.88±0.94** 3.38±0.18** 4.71±0.92* 3.68±1.63* 0.22±0.22** 0.21±0.20** 1.20±0.29* 2.02±0.15* 0.36±0.10* 2.36±0.43* 0.48±0.32** 2.03±0.21* 0.82±0.05*
尿毒清组 12 7.12±1.91## 4.04±2.03 12.86±1.88## 1.01±0.54# 2.39±1.02# 2.90±1.13 0.80±0.25# 0.53±0.17# 1.92±0.25# 1.65±0.30 0.94±0.20# 2.23±0.25 1.15±0.07# 1.45±0.20# 0.52±0.15
F值 — 38.24 3.75 62.43 12.22 15.04 20.18 4.96 4.07 87.05 29.84 17.31 92.50 31.48 28.35 9.44
P值 — < 0.01 < 0.05 < 0.01 < 0.01 < 0.01 < 0.01 < 0.05 < 0.05 < 0.01 < 0.01 < 0.01 < 0.01 < 0.01 < 0.01 < 0.01
表 3  三组尿液中潜在生物学标志物相对峰面积比较
图 3  代谢通路富集分析结果
图 4  慢性肾功能衰竭大鼠尿液生物学标志物的代谢网络图
1 WANG P , WANG Q , YANG B et al. The progress of metabolomics study in traditional Chinese medicine research[J]. Am J Chin Med, 2015, 43 (7): 1281- 1310
doi: 10.1142/S0192415X15500731
2 吴昱铮, 王广基, 郝海平 . 中药代谢组学研究进展[J]. 中国药科大学学报, 2014, 45 (2): 129- 135
WU Yuzhen , WANG Guangji , HAO Haiping . Advances of metabolomic research of traditional Chinese medicine[J]. Journal of China Pharmaceutical University, 2014, 45 (2): 129- 135
3 范仕成, 高悦, 张慧贞 et al. 非靶向和靶向代谢组学在药物靶点发现中的应用[J]. 药学进展, 2017, 41 (4): 263- 269
FAN Shicheng , GAO Yue , ZHANG Huizhen et al. Untargeted and targeted metabolomics and their applications in discovering drug targets[J]. Progress in Pharmaceutical Sciences, 2017, 41 (4): 263- 269
4 任向楠, 梁琼麟 . 基于质谱分析的代谢组学研究进展[J]. 分析测试学报, 2017, 36 (2): 161- 169
REN Xiangnan , LIANG Qionglin . Advance in metabolomics based on mass spectrometry[J]. Journal of Instrumental Analysis, 2017, 36 (2): 161- 169
doi: 10.3969/j.issn.1004-4957.2017.02.002
5 WANT E J , NORDSTR?M A , MORITA H et al. From exogenous to endogenous:the inevitable imprint of mass spectrometry in metabolomics[J]. J Proteome Res, 2007, 6 (2): 459- 468
doi: 10.1021/pr060505+
6 QI Y , PI Z , LIU S et al. A metabonomic study of adjuvant-induced arthritis in rats using ultra-performance liquid chromatography coupled with quadrupole time-of-flight mass spectrometry[J]. Mol Biosyst, 2014, 10 (10): 2617- 2625
doi: 10.1039/C4MB00131A
7 刘建璟.肾宁合剂治疗慢性肾功能衰竭大鼠的实验研究[D].南京: 南京中医药大学, 2011.
LIU Jianjing. Experiment on chronic renal failure rats treated with Shenning Heji[D]. Nanjing: Nanjing University of Chinese Medicine, 2011. (in Chinese)
8 汪远霞, 俞国庆, 苏晓英 et al. 尿毒清颗粒对早中期慢性肾衰竭患者微炎症状态的作用[J]. 中国中西医结合肾病杂志, 2016, 17 (12): 1050- 1052
WANG Yuanxia , YU Guoqing , SU Xiaoying et al. The ameliorating effect of uremic clearance granule played on micro-inflammatory state for patients in early and mild stage of chronic renal insuficiency[J]. Chinese Journal of Integrated Traditional and Western Nephrology, 2016, 17 (12): 1050- 1052
doi: 10.3969/j.issn.1009-587X.2016.12.006
9 张宁, 曾涛, 张侃 et al. 尿毒清颗粒联合饮食干预对慢性肾功能衰竭患者血清Chemerin、VEGF的影响[J]. 实用药物与临床, 2017, 20 (10): 1148- 1152
ZHANG Ning , ZENG Tao , ZHANG Kan et al. Effect of Niaoduqing particles combined with diet intervention on serum chemerin and VEGF in patients with chronic renal failure[J]. Practical Pharmacy and Clinical Remedies, 2017, 20 (10): 1148- 1152
10 李春雨, 王平, 王张 et al. 基于代谢组学技术的大黄治疗慢性肾功能衰竭的作用机制研究[J]. 中草药, 2012, 43 (2): 312- 315
LI Chunyu , WANG Ping , WANG Zhang et al. Mechanism study of Rheum officinale on chronic renal failure based on metabolomics[J]. Chinese Traditional and Herbal Drugs, 2012, 43 (2): 312- 315
11 宋慧婷, 李长印, 万瑶瑶 et al. 黄芪口服液降低大鼠顺铂毒性作用机制的尿液代谢组学研究[J]. 分析化学, 2017, 45 (4): 565- 573
SONG Huiting , LI Changyin , WAN Yaoyao et al. Untargeted urinary metabolomicstudy on toxicity-alleviation effect of Huangqioral solution in cisplatin-exposed rats[J]. Chinese Journal of Analytical Chemistry, 2017, 45 (4): 565- 573
12 贺冲.花生四烯酸代谢网络动力学调控研究与抑制剂设计[D].北京: 北京大学, 2011.
HE Chong. Quantitative study on the arachidonic acid metabolic network dynamics, intervention and inhibitor design[D]. Beijing: Peking University, 2011. (in Chinese)
13 余军, 赵维星, 杜春彦 et al. 胆碱改善脂多糖诱导的小鼠中枢神经系统炎症反应及认知功能障碍[J]. 南方医科大学学报, 2017, 37 (5): 600- 606
YU Jun , ZHAO Weixing , DU Chunyan et al. Choline improves lipopolysaccharide-induced central nervous system inflammatory response and cognitive dysfunction in mice[J]. Journal of Southern Medical University, 2017, 37 (5): 600- 606
14 赵保胜, 刘洋, 高晓燕 et al. 棕榈酸对C2C12细胞Toll样受体及其炎症因子表达的影响[J]. 中国临床药理学与治疗学, 2012, 17 (11): 1201- 1205
ZHAO Baosheng , LIU Yang , GAO Xiaoyan et al. The influence of palmitic acid to TLRs and inflammatory factors of C2C12 cell line[J]. Chinese Journal of Clinical Pharmacology and Therapeutics, 2012, 17 (11): 1201- 1205
15 TAO Y Q , LIANG T , ZHOU K Y . Three arachidonic acid metabolic pathways involved in inflammation[J]. Int J Immunol, 2010, 33 (4): 303- 306
16 岳贺, 周祥羽, 李春苑 et al. 交泰丸干预对氯苯丙氨酸致大鼠失眠的代谢组学研究[J]. 中国中药杂志, 2016, 41 (18): 3451- 3456
YUE He , ZHOU Xiangyu , LI Chunyuan et al. Intervention effects of Jiaotai pills on PCPA-induced insomnia in rats[J]. China Journal of Chinese Materia Medica, 2016, 41 (18): 3451- 3456
17 王敦方, 王彦礼, 王怡薇 et al. 基于UHPLC-MS研究黄芩汤对溃疡性结肠炎大鼠血清代谢谱的影响[J]. 药学学报, 2017, 52 (8): 1306- 1312
WANG Dunfang , WANG Yanli , WANG Yiwei et al. Effect of Huangqin Tang on serum metabolic profile in rats withulcerative colitis based on UHPLC-MS[J]. Acta Pharmaceutica Sinica, 2017, 52 (8): 1306- 1312
18 袁发焕, 廖立生 . 慢性肾衰大鼠肾组织内炎性细胞浸润机理探讨[J]. 四川医学, 1993, 14 (10): 599- 600
YUANG Fahuan , LIAO Lisheng . Mechanism of inflammatory cell infiltration in kidney tissue of rats with chronic renal failure[J]. Sichuan Medical Journal, 1993, 14 (10): 599- 600
19 凃杰, 刘苗苗, 吴玥 et al. 石榴皮鞣质对慢性肾小球肾炎大鼠内源性代谢物的影响[J]. 中国医院药学杂志, 2015, 35 (8): 673- 678
TU Jie , LIU Miaomiao , WU Yue et al. Effects of tannins in pomegranate rind on endogenous metabolites in rats with chronic glomerulonephritis[J]. Chinese Journal of Hospital Pharmacy, 2015, 35 (8): 673- 678
[1] 郑涌泉,章晓茜,陈久霞,周琦,高红昌. 早期阿尔茨海默病小鼠尿液核磁共振氢谱代谢组学研究[J]. 浙江大学学报（医学版）, 2018, 47(6): 636-642.
[2] 卢战军,胡洋洋,李思思,臧丽娟,蒋巍亮,吴坚炯,巫协宁,曾悦,王兴鹏. 白介素35在炎性肠疾病中的抗炎作用机制[J]. 浙江大学学报（医学版）, 2018, 47(5): 499-506.
[3] 吴忧,梁顺利,徐彬,张荣博,徐林胜. 姜黄素保护帕金森病多巴胺能神经元的机制研究[J]. 浙江大学学报（医学版）, 2018, 47(5): 480-486.
[4] 赵誉,张凤,赵筱萍,袁玮,张金华,王毅. 参麦注射液保护氧化损伤心肌细胞线粒体的机制研究[J]. 浙江大学学报（医学版）, 2018, 47(5): 507-513.
[5] 林美娜,许瑞元,章涛,张琳,梅序桥. 类风湿关节炎患者外周血单个核细胞中c-FLIP与外源性凋亡途径的相关性分析[J]. 浙江大学学报（医学版）, 2018, 47(4): 381-388.
[6] 陈挺,赵正言,蒋萍萍,舒强. 高苯丙氨酸血症表型与基因型研究进展[J]. 浙江大学学报（医学版）, 2018, 47(3): 219-226.
[7] 李小勇,沈鹏,林鸿波,虞哲彬,陈坤,王建炳. 宁波社区2型糖尿病患者发生糖尿病肾病危险因素调查[J]. 浙江大学学报（医学版）, 2018, 47(2): 163-168.
[8] 王晓蓉,卢韵碧,张纬萍,魏尔清,方三华. 半胱氨酰白三烯受体对小鼠小胶质细胞吞噬功能的调节作用[J]. 浙江大学学报（医学版）, 2018, 47(1): 10-18.
[9] 刘婷婷,王凌霄,杨晓辉,姚智卿,蔡慧珍. MyD88非依赖性信号通路在枸杞多糖抑制糖尿病小鼠肿瘤坏死因子α中的作用[J]. 浙江大学学报（医学版）, 2018, 47(1): 35-40.
[10] 谢娴,徐小方,王琪,卢韵碧,吴明,张纬萍. FK866对非小细胞肺癌细胞迁移的影响[J]. 浙江大学学报（医学版）, 2018, 47(1): 1-9.
[11] 魏振龙,石文贵,陈克明,周建,王鸣刚. 淫羊藿素通过CXCR4/SDF-1信号通路促进小鼠成骨细胞成熟和矿化[J]. 浙江大学学报（医学版）, 2017, 46(6): 571-577.
[12] 沈杰,陈闻东,姬开达,高平进,朱鼎良. Arg188Gln(G/A)突变对犬尿氨酸酶活性的影响[J]. 浙江大学学报（医学版）, 2017, 46(6): 643-648.
[13] 杨荣 等. Molday IONTM EverGreen标记大鼠骨髓内皮祖细胞及体外磁共振成像研究[J]. 浙江大学学报（医学版）, 2017, 46(5): 481-486.
[14] 王海凤 等. CXC趋化因子受体4通过S期激酶相关蛋白2调控乳腺癌细胞周期的机制[J]. 浙江大学学报（医学版）, 2017, 46(4): 357-363.
[15] 任晓梅 等. 低盐饮食对犬类心脏组织基因表达的影响[J]. 浙江大学学报（医学版）, 2017, 46(4): 433-438.