應(yīng)用案例：丁酸如何改善糖尿病腎病的骨骼肌萎縮

發(fā)表期刊：British Journal of Pharmacology, IF=8.739

合作單位：上海交通大學(xué)附屬第一人民醫(yī)院

合作項(xiàng)目：Q300全定量代謝組

研究介紹

糖尿病腎�。―N）患者肌肉蛋白質(zhì)分解代謝會導(dǎo)致肌肉蛋白顯著流失，從而增加發(fā)病率和死亡風(fēng)險。有研究表明，氧化應(yīng)激和自噬與肌肉萎縮密切相關(guān)。短鏈脂肪酸（SCFAs）在健康維持和疾病發(fā)展過程中起著重要作用，此前研究發(fā)現(xiàn)，丁酸可緩解DN，改善腎纖維化。本研究旨在探究丁酸改善DN肌肉萎縮的調(diào)控機(jī)制與治療價值，結(jié)果表明，丁酸通過增強(qiáng)腸道屏障功能，激活FFA2受體介導(dǎo)的PI3K/Akt/mTOR通路，對DN誘導(dǎo)的肌肉萎縮具有保護(hù)作用。

圖1. 研究流程與機(jī)制

研究結(jié)果

1. 納入15名DN住院患者和42名健康受試者，血清代謝物靶向定量檢測發(fā)現(xiàn)，DN組丁酸鹽水平顯著降低；小鼠模型實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)，血清丁酸鹽水平與DN和DN誘導(dǎo)的肌肉萎縮顯著相關(guān)。

2. 丁酸鹽可減輕db/db小鼠炎癥，降低LPS水平，減輕骨骼肌萎縮，而這一效應(yīng)是通過改善腸屏障功能實(shí)現(xiàn)。

3. 體內(nèi)/體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，丁酸鹽抑制自噬和氧化應(yīng)激，并激活PI3K/Akt/mTOR通路，抑制了db/db小鼠和HG/脂多糖暴露的C2C12成肌細(xì)胞中FFA2受體的減少。

4. FFA2受體激活通過抑制氧化應(yīng)激和自噬，并激活PI3K/Akt/mTOR通路來減輕肌肉萎縮，而丁酸抑制氧化應(yīng)激介導(dǎo)的PI3K/Akt/mTOR通路，可能是通過上調(diào)FFA2的表達(dá)。

圖2. 具有顯著差異的代謝物熱圖

參考文獻(xiàn)

Butyrate ameliorates skeletal muscle atrophy in diabetic nephropathy by enhancing gut barrier function and FFA2-mediated PI3K/Akt/mTOR signals. British Journal of Pharmacology. 2021.

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