科研 | Acta Pharm. Sin. B：新型质谱成像技术探究糖尿病肾病组织特异性代谢重编程（国人佳作）

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编译：微科盟大陈子，编辑：微科盟Tracy、江舜尧。

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导读

详细了解糖尿病肾病(DN)的组织特异性代谢重编程对于更准确地理解分子病理特征和开发新的治疗策略至关重要。在本研究中，基于空气动力辅助解吸电喷雾质谱成像(AFADESI)和基质辅助激光解吸电离(MALDI)集成质谱成像(MSI)的空间分辨代谢组学方法，我们研究了高脂饲料喂养和链脲霉素(STZ)治疗DN的肾脏组织特异性代谢改变，并且探究了潜在的抗糖尿病药物黄芪甲苷对DN的治疗效果。因此，广泛的功能代谢物包括糖、氨基酸、核苷酸及其衍生物、脂肪酸、磷脂、鞘脂、甘油酯、肉碱及其衍生物、维生素、肽、识别与DN相关的金属离子，并以高化学特异性和高空间分辨率显示其在大鼠肾脏内的独特分布模式。通过反复口服黄芪甲苷(100 mg/kg) 12周后，这些区域特异性代谢紊乱得到改善。本研究为糖尿病大鼠肾脏的组织特异性代谢重编程和分子病理特征提供了更全面和详细的信息。这些发现凸显了AFADESI和MALDI结合MSI的代谢组学方法在代谢性肾病中的应用潜力。

论文ID

原名：Spatial-resolved metabolomics reveals tissue-specific metabolic reprogramming in diabetic nephropathy by using mass spectrometry imaging译名：空间分辨代谢组学通过质谱成像揭示糖尿病肾病组织特异性代谢重编程
期刊：Acta Pharmaceutica Sinica B
IF：11.413发表时间：2021.05通讯作者：再帕尔·阿不力孜
通讯作者单位：中央民族大学

实验设计

实验结果

1. 生理、生化和组织病理学分析
对照组、DN组、L-AST组和H-AST组大鼠的体重、摄食量和饮水量见支持信息图S1。与对照组相比，DN组大鼠体重减少，食物消耗减少，水消耗增加。AST治疗12周后，上述指标无显著性差异。支持信息图S2中显示血液和尿液生化指标。DN组血糖、HbA1c、血尿素氮、尿酸和甘油三酯浓度显着升高（图S2A D和G），而血清白蛋白和总蛋白浓度显着降低（P<0.05）（图S2L和M）。DN组血清肌酐和胆固醇水平略有增加（P<0.1）（图S2E和F）。DN组尿肌酐、Na⁺和Cl^-水平显着低于对照组（均P<0.05）（图S2H，I和K）。AST治疗后血尿素氮、尿酸、血清肌酐、甘油三酯和胆固醇水平略有下降，特别是H-AST组。肾脏重量、肾脏/体重比和H＆E染色肾脏组织的代表性显微照片如图2所示，.DN组的肾脏重量和肾脏/体重比显着高于对照组（图1A-B）。H＆E染色的肾组织的组织学检查显示DN组中大鼠的肾肥大和肾小球增大（图1C和D）。与DN组相比，H-AST组的肾/体重比显着降低，肾组织学病变得到改善。这些生物学和病理改变表明，未治疗的糖尿病大鼠发生了肾脏损伤，高剂量AST对这些动物的肾脏有保护作用。 图1 对照组、DN组、L-AST组和H-AST组肾重(A)、肾/体重比(B)、苏木精和伊红全肾切片(C)和肾皮质20倍放大(D)Cotrol:对照组;DN:糖尿病肾病组;L-AST:低剂量黄芪甲苷(20 mg/kg)组;H-AST:黄芪甲苷高剂量组(100 mg/kg)。* p<0.05， ** p<0.01与对照组比较;与DN组比较，^△p<0.05, ^△p<0.01。数据以标准差(SD)表示，n = 6。
 2.糖尿病大鼠肾脏AFADESI-MSI分析
我们通过对邻近肾脏切片的分析来评估AFADESI-MSI系统的稳定性。如支持信息图S3所示，我们观察到类似的离子图像，表明AFADESI-MSI方法的重现性适用于原位代谢组学研究。肾皮质，肾外髓质，肾髓质间和全肾切片的AFADESI-MS数据在OPLS-DA散点图上显示出明显的分离（支持信息图S4），表明这些形态区域的不同代谢特征来自对照组，DN和AST治疗组。OPLS-DA散点图（支持信息图S5）还显示DN组大鼠的肾皮质，外髓质和髓质间可与对照组大鼠明显分离，这意味着区分STZ诱导的糖尿病大鼠在这些区域发生代谢改变。我们在阴性和阳性AFADESI-MSI分析中分别临时鉴定了41种和19种代谢物对类别分离贡献最大的代谢物（支持信息表S1和S2）。这些改变的代谢物与糖，氨基酸，有机酸，核苷酸及其衍生物，脂肪酸，甘油酯，磷脂，鞘脂，肉毒碱及其衍生物，维生素和肽的代谢有关，表明广泛的代谢紊乱可以通过原位AFADESI-MSI分析以组织特异性方式检测。 3. 糖尿病大鼠肾脏的MALDI-MSI分析
我们进一步对对照组和DN组大鼠肾脏切片进行MALDI-MS谱分析，以更全面地研究糖尿病肾脏的代谢变化。我们初步鉴定出10种鉴别代谢物和1种金属离子(支持资料表S3)。大部分代谢物(不包括三磷酸腺苷(ATP))，包括腺苷一磷酸(AMP)、二磷酸腺苷(ADP)、山梨糖醇、葡萄糖、甘油醛3-磷酸谷胱甘肽、柠檬酸、琥珀酸、抗坏血酸等，与AFADESI-MS鉴定的鉴别代谢物相匹配。然后我们采用高空间分辨率的MALDI-MSI研究AFADESI-MSI和MALDI-MSI在肾皮质的分布，这些代谢产物在肾小球中丰富，易受糖尿病肾脏损害。20 μm分辨率的MALDI-MSI清晰地显示了肾皮质中鉴别代谢物的更精确分布。例如，磷脂酰丝氨酸(PS(36:2)) m/z786.5315只分布在肾小球，磷脂酰乙醇胺(PE (38:6)) m/z762.5103分布在肾小球周围，m/z 346.0567处的AMP分布在皮层的其他区域(图2)。其他代谢物的高分辨率MALDI-MS图像在支持信息图S6中提供。图2 高分辨率基质辅助激光解吸电离质谱成像(MALDI-MSI)的一磷酸腺苷(AMP)的m/z346.0567、磷脂酰乙醇胺(PE(38:6))的m/z 762.5103、磷脂酰丝氨酸(PS(36:2))的m/z 786.5315
(A)苏木精和伊红染色肾皮质图像。暗圈表示肾小球。(B-D) m/z为346.0567时的AMP、m/z为762.5103，PE(38:6)和m/z为786.5315，PS(36:2)的离子图像。(E) B、C、D的合并图像。空间分辨率为20 μm的MALDI -MS图像。比例尺:500 μm。

讨论

1. 糖尿病大鼠肾脏代谢紊乱
1.1 葡萄糖代谢途径紊乱
糖代谢相关代谢产物的空间分布及变化如图3所示。葡萄糖是肾脏的主要能量底物，它利用了体内所有葡萄糖的大约10%。葡萄糖在肾脏不同部位的去向各不相同。由于肾髓质氧利用率低，氧化酶水平低，葡萄糖磷酸化酶水平高，因此肾髓质被认为是葡萄糖的专门利用者，以满足其能量需求。相反，肾皮质葡萄糖磷酸化能力小，但氧化酶水平高，因此可以氧化游离脂肪酸作为其主要能量来源。在本研究中，对照组的肾外髓质中葡萄糖浓度最高，可能是由于该区域对葡萄糖的广泛吸收和利用，钠-葡萄糖共转运体(sodium-glucose cotransporter, SGLTs)主要分布在该区域。DN大鼠肾皮质葡萄糖水平明显升高，与系统葡萄糖含量升高一致。但DN大鼠肾外髓质葡萄糖水平明显低于对照组。此外，DN大鼠肾外髓质葡萄糖6-磷酸和甘油醛3-磷酸水平明显高于对照组。这些结果表明，肾外髓质存在葡萄糖过度利用以及糖酵解途径和磷酸戊糖途径(PPP)代谢流量增加的现象。葡萄糖也可通过山梨醇脱氢酶代谢产生山梨醇，糖尿病大鼠肾皮质和髓内的山梨醇水平也明显升高。山梨糖醇的积累表明葡萄糖进入肾脏多元醇途径的代谢流量增加，据报道这参与了DN的发病机制。图3 对照组和糖尿病肾病组肾脏中参与葡萄糖代谢途径的代谢物的气流辅助解吸电喷雾电离质谱成像
W：全肾切片；C：肾皮质；OM：肾外髓质；IM：内髓；Control：对照组；DN：糖尿病肾病组；6-P:葡萄糖-6-磷酸；NADPH：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸；G6DH：葡萄糖6-磷酸脱氢酶；6-P-gluconolactone:6-磷酸葡萄糖内酯；6-P-gluconate:6-磷酸葡萄糖酸盐；Ribulose 5-P:5-磷酸核酮糖；Glyceraldehyde3-P:甘油醛3-磷酸；Acetyl-CoA:乙酰辅酶A；PPP：戊糖磷酸途径。比例尺：4 mm*P< 0.05，**P< 0.01。数据以平均标准差（SD）表示，n=6。 1.2 三羧酸(TCA)循环的受阻
TCA循环中涉及的代谢物的空间分布和变化如图4所示。柠檬酸和苹果酸是TCA循环中众所周知的中间体。与对照大鼠相比，DN大鼠的水平显着降低。琥珀酸盐是TCA循环中的另一个重要中间体和琥珀酸脱氢酶（SDH）的底物，琥珀酸脱氢酶是线粒体膜中电子传递链的一部分，可以催化琥珀酸盐形成富马酸盐。DN大鼠肾外髓质中的琥珀酸水平高于对照大鼠。DN大鼠肾脏中与TCA循环相关的氨基酸水平，包括谷氨酰胺，天冬氨酸，苏氨酸和亮氨酸/异亮氨酸也显着降低。这些TCA中间体和TCA循环相关代谢物的紊乱表明DN大鼠肾脏中SDH活性和线粒体功能障碍减少，这已被确定为几种糖尿病并发症发展的重要因素。 图4 对照组和糖尿病肾病大鼠肾脏三羧酸循环代谢物的气流辅助解吸电喷雾质谱成像
W：全肾切片；C：肾皮质；OM：肾外髓质；IM：内髓；Control：对照组；DN：糖尿病肾病组；Succinyl-CoA：琥珀酰辅酶A。比例尺：4 mm*P 0.05，**P 0.01。数据以平均标准差（SD）表示，n=6。 1.3 核苷酸代谢的破坏
参与核苷酸代谢的代谢产物的空间分布和变化如图5所示。对照组大鼠肾外髓质主要分布AMP、ADP和鸟苷单磷酸(GMP)。然而，在糖尿病状态下，这些代谢物的分布模式发生了明显的改变。在糖尿病状态下，肾外髓质的AMP和GMP水平明显降低，肾皮质的AMP和GMP水平明显升高。糖尿病大鼠肾皮质和外髓质中ADP和ATP水平均显著升高，暗示ATP在这些区域的转换加快，可能与肾脏功能亢进有关。如在糖尿病状态下肾小球滤过率、Na⁺和水吸收增加，以及Na⁺/K⁺ ATP酶泵活性改变。我们还使用MALDI-MSI数据计算AMP/ATP比率（图5），因为我们假设它调节AMP活化蛋白激酶（AMPK）的活性，AMPK是一种主要的细胞能量传感器，在糖脂代谢调节中起着重要作用。DN与对照组相比，外髓质中的AMP/ATP比率显着较低，但在皮质区域中显着较高，表明这两个区域中能量代谢的不同状态。然而，磷酸化AMPK（p-AMPKα) 如使用蛋白质印迹测定的，显示肾皮质和髓质中AMPK活性受到抑制（支持信息图S7）。这些结果表明AMPK的激活是复杂的，并且单独的AMP/ATP比率可能不能激活该信号传导途径。AMPK功能障碍可能导致糖尿病肾脏线粒体功能降低，并在DN的发展中起重要作用。对照组中肌苷、次黄嘌呤、黄嘌呤、尿酸、尿苷主要分布于肾皮质，是AMP、GMP和尿苷单磷酸(UMP)的分解代谢产物。这些代谢产物在DN大鼠肾脏中有下降趋势，暗示AMP、GMP、UMP分解代谢降低。 图5 空气流动辅助解吸-电喷雾电离和基质辅助激光解吸-电离-质谱成像在对照组和糖尿病肾病组大鼠肾脏中参与核苷酸代谢的代谢物
W:全肾切片;C:肾皮质;OM:肾外髓质;IM：内髓；Control：对照组；DN:糖尿病肾病组;AMP:一磷酸腺苷，ADP:二磷酸腺苷，ATP:三磷酸腺苷;GTP: 三磷酸鸟苷;GDP:鸟苷二磷酸;UTP:三磷酸尿苷;UDP:尿苷二磷酸;UMP: 单磷酸尿苷;IMP:肌苷一磷酸。比例尺:4毫米。*P <0.05， **P< 0.01。数据以标准差(SD)表示，n = 6。 1.4 脂质代谢失调
在这项研究中，我们观察到与脂质稳态相关的各种代谢物的水平和空间分布的变化，包括脂肪酸、溶血磷脂酰胆碱（LysoPC）、溶血磷脂酰甘油（LysoPG）、磷脂酸（PA）、二酰基甘油（DAG）、磷脂酰胆碱（PC）、PE、PS和DN大鼠肾脏中的鞘磷脂（SM）(图6）。DN组肾皮质油酸浓度明显升高，而对照组主要分布于肾皮质的亚麻酸、亚油酸、花生四烯酸、二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸、二十二碳五烯酸(DPA)等多不饱和脂肪酸(PUFAs)水平(图6B2-B7)。糖尿病状态下肾脏各区域均有下降趋势，肾外髓质DPA除外。据报道，油酸在肾皮质的积累可激活过氧化物酶体增殖物激活受体(PPARs)并引起肾损伤。多不饱和脂肪酸是质膜的主要成分，是前列腺素和白三烯的前体。据报道，PUFAs对包括DN在内的多种疾病具有抗炎作用。油酸水平升高，PUFAs水平降低，暗示DN大鼠肾脏炎症加重。在DN组中，我们观察到DAG(18:1/18:1)、DAG(18:1/18:2)、PC(32:0)、PC(34:1)、PC(36:2)、PC(36:1)、PC(38:4)、PC(38:5)和LysoPC(16:0)在肾切片上的大量沉积，特别是在肾外髓质(图6B8-B15和B23)。在DN和人类糖尿病肾病的动物模型中，肾脏中脂质沉积的影响是公认的，脂质在肾脏中积累，并与肾小球硬化和小管间质损伤相关。脂质沉积和脂肪毒性可能导致足细胞胰岛素抵抗、功能障碍和凋亡。据报道，LysoPC(16:0)可以促进肾小球细胞趋化因子和粘附分子的表达，导致巨噬细胞的募集和炎症反应。肾脏脂质积聚可能与脂质代谢基因功能障碍有关。DN组肾外髓质中LysoPG(18:1)和LysoPG(20:4)水平显著升高，肾皮质和外髓质中LysoPG(22:6)水平显著降低(图6B24-B26)。此外，仅分布于肾皮质的PA(P-34:2)/PA(O-34:3)水平在糖尿病组中也明显降低(图6B16)。LysoPG和PA是心磷脂（CL）生物合成和重塑的重要中间体，心磷脂（CL）是一种独特分布在线粒体内膜中的磷脂，参与氧化磷酸化和ATP合成。CL的生物学功能取决于其酰基链组成，其可以通过CL重塑来调节以掺入适当的酰基。LysoPG和PA水平的改变可能导致CL的病理重构，这被认为是线粒体功能障碍相关糖尿病的病因。DN大鼠肾脏中PE(P-38:6)、PE(38:6)、PE(38:4)、磷酸乙醇胺、甘油磷酸乙醇胺水平明显降低(图6B17 -B19、B27、B28)。然而，DN大鼠的肾外髓质中PE（36:4）水平显着增加（图6B20）。PE是第二丰富的线粒体磷脂，据报道它可以调节ATP的产生和葡萄糖代谢。肾脏PE水平改变可能导致电子传输链复合物活性，呼吸能力和线粒体ATP产生减少。DN大鼠肾脏PS(36:2)水平明显降低(图6B21)。PS的高分辨率MALDI-MSI(36:2)显示其只分布于肾皮质的肾小球(图2)。PS是一种数量较少的膜磷脂，可以通过PS脱羧酶在线粒体中代谢为PE。PS通常不对称分布于细胞膜双分子层，调节多种信号通路，如凝血级联和细胞凋亡。PS(36:2)在肾小球的特异性分布暗示其可能在糖尿病肾小球硬化中起重要的生物学作用，可能成为糖尿病肾病新的治疗靶点。SM（d18:1/16:0）在对照组中显示肾皮质中的主要分布，但在DN组中肾皮质和外髓质中显着增加（图6B22）。鞘磷脂（SM）是膜微区的主要磷脂之一，例如脂筏、细胞质膜微囊和网格蛋白小窝，它们在脂质摄取和葡萄糖稳态中起重要作用。以往的研究表明，鞘磷脂的积累可能在1型糖尿病肾病的病因中起关键作用。SM（d18:1/16:0）在肾皮质和外髓质中的积累可抑制AMPK活性并促成脂质沉积。 图6 (A)脂质代谢的简化概述。(B)对照组和糖尿病肾病组大鼠肾脏脂质代谢代谢物的空气流动辅助解吸电喷雾电离质谱成像。W:全肾切片;C:肾皮质;OM:肾外髓质; IM：内髓；Control：对照组；DN:糖尿病肾病组; CDP-DAG：胞苷二磷酸二酰甘油；Cer：神经酰胺类；DAG：二酰甘油；LCB：长链鞘氨醇碱；LysoPC；溶血卵磷脂；LysoPG:溶血磷脂酰；PA：磷脂酸；PC：磷脂酰胆碱；PE：磷脂酰乙醇胺；PG：磷脂酰甘油；PGP：磷脂酰甘油磷酸酯；PI：磷脂酰肌醇；PS:磷脂酰丝氨酸；SM：鞘磷脂；TAG:三酰甘油。红色字体代表本研究中发生变化的代谢物。比例尺：4 mm，*P<0.05，**P< 0.01。数据以平均标准差（SD）表示，n=6。
 1.5 肉碱稳态失调
肉碱在调节脂肪酸的线粒体氧化和酰基辅酶A/辅酶A比率中起着不可或缺的作用，酰基辅酶A/辅酶A比率又调节参与TCA循环的多种线粒体酶。通常人们认为肉碱稳态失调与DN的发展有关，然而，据报道结果是有争议的。在这项研究中，我们观察到DN大鼠肾肉碱谱的显著变化。如图8所示，L-肉碱和短链酰基肉碱，包括乙酰肉碱和酰基肉碱C4:0，在对照组的皮质和外髓质中检测到高强度，但在DN组的肾皮质中显着降低（图7A和C）。长链酰基肉碱，包括酰基肉碱C14:0，酰基肉碱C16:1，酰基肉碱C16:0，酰基肉碱C18:1和酰基肉碱C18:0，主要分布在对照组的肾外髓质中，但在DN的肾脏中显示出显着的积累（图7D-H）。肾脏肉碱谱的改变可能与DN线粒体酸氧化功能障碍和三羧酸循环活性的改变有关 

图7 对照组和糖尿病肾病组大鼠肾脏中左旋肉碱及其衍生物的气流辅助解吸电喷雾质谱成像

W：全肾切片；C：肾皮质；OM：肾外髓质；IM：内髓；Control：对照组；DN：糖尿病肾病组。比例尺：4 mm。*P< 0.05，**P <0.01。数据以平均标准差（SD）表示，n=6。

 1.6 氧化还原和钠稳态的破坏
我们对活性氧(ROS)在DN发生发展中的作用进行了广泛的研究，但这些结果并不一致。目前，普遍的看法是，高血糖可导致ROS的过度生产和氧化应激，我们普遍认为线粒体超氧化物是糖尿病并发症的主要原因。然而，基于抗氧化的治疗在DN患者中被证明是无效的。此外，最近的研究报告称，在stz诱导的糖尿病大鼠中，随着线粒体功能的降低，肾脏总氧生成减少，恢复线粒体超氧化物水平可以保护db/db小鼠免受糖尿病肾病的恶化。在该研究中，抗坏血酸、牛磺酸和谷胱甘肽在对照组大鼠肾脏切片中表现出区域特异性和互补分布模式(支持信息图S8)。抗坏血酸水平在肾髓内最高，在肾髓旁皮质最低(图S8A)；牛磺酸水平在肾髓旁皮质最高，在肾髓内最低(图S8B)；谷胱甘肽(GSH)水平在肾外髓质最高，在近髓质皮质最低(图S8C)。这些结果表明，这些化合物可能以区域特异性的方式发挥其抗氧化作用。糖尿病大鼠肾脏中抗坏血酸和牛磺酸浓度明显降低，暗示糖尿病大鼠肾脏氧化应激增加；然而，糖尿病组肾外髓质中GSH浓度略有升高（P<0.1）。肾脏谷胱甘肽水平通过谷胱甘肽还原酶的活性维持，该酶催化氧化谷胱甘肽以NADPH-依赖的方式转化为谷胱甘肽；增加的GSH含量可能与肾外髓质中PPP活性增加有关，这可能导致NADPH6过量产生或线粒体功能障碍，从而导致超氧化物产生减少。这些相互矛盾的结果表明，糖尿病肾脏的氧化还原反应是复杂的，在糖尿病状态下肾脏的氧化还原稳态明显改变。Na⁺水平的空间分布和变化如图S8D所示。对照组Na⁺主要分布于肾髓质，糖尿病组Na⁺水平明显升高；相反，糖尿病患者尿Na⁺水平降低。肾髓质内Na⁺的积累预示着渗透压梯度的改变，这可能是肾肥大的主要原因之一。支持信息图S9总结了代谢变化及其与DN的潜在关联。这些发现提供了直观和详细的证据，支持AMPK和线粒体功能障碍可能在DN的发病机制中起重要作用。这些结果可能是由于慢性高血糖暴露可抑制AMPK的表达，从而引起糖酵解增加和线粒体功能障碍，进而导致TCA循环紊乱、脂质代谢紊乱、肉碱稳态紊乱、线粒体超氧化物产生减少，以及氧化还原稳态破坏。此外，PPP的增加、多元醇途径和钠潴留也有助于DN的发病。据我们所知，这是第一次调查和可视化糖尿病肾脏的原位代谢重组，包括糖、氨基酸、核苷酸及其衍生物、脂肪酸、磷脂、鞘脂、甘油、肉碱及其衍生物、维生素、肽和金属离子。
2. AST治疗对DN的代谢影响
AST是中药黄芪(Astragalus membranaceus, Fisch.)的主要成分，它具有多种药理作用，包括抗炎、抗高血压、保护心脏、抗氧化和抗凋亡活性。近年来的研究表明AST对db/db小鼠具有肾保护作用，但其机制尚未完全阐明。如支持信息图S10所示，反复口服高剂量AST (100 mg/kg) 12周后，多种代谢产物水平的紊乱得到改善。与对照组相比，H-AST组大鼠肾皮质AMP水平明显降低(图S10A)。AST治疗的糖尿病大鼠肾皮质中ADP和GMP水平也比未治疗的糖尿病大鼠低(图S8B和C)。此外，TCA循环中间体和相关代谢产物水平的紊乱也略有逆转。糖尿病大鼠经高剂量AST治疗12周后，谷胱甘肽水平略有下降(图S10L)。这些结果的一个可能的解释是高剂量AST可能能够激活AMPK，p-AMPKα的蛋白质印迹结果所证实这一点(图S7），从而改善糖尿病大鼠肾线粒体的功能，促进糖酵解和PPP向线粒体氧化磷酸化的代谢转变。这将促进TCA循环转换，从而导致线粒体ATP合成增加，这可能改善DN大鼠肾脏的能量代谢。线粒体活性增加也会提高线粒体超氧化物的产生，导致GSH水平降低。肾脏中花生四烯酸，DAG（36:2），DAG（36:3），PC（32:0），PC（34:1），PC（36:2），PC（36:1），PC（38:4），PC（38:5），PA（P-34:2）/PA（O-34:3），PE（36:4），PS（36:2），SM（d18:1/16:0），LysoPG（22:6）和LysoPC（16:0），DN组大鼠血清胆固醇和甘油三酯水平在高剂量AST治疗12周后也略有逆转，表明AST在调节DN64脂质代谢中的潜在作用（图S10N和O-AA和图S2F和G）。

结论

综上所述，我们结合AFADESI-和MALDI-MSI的优势，提出一种空间分辨代谢组学方法来研究糖尿病肾脏区域特异性代谢改变以及AST对DN的治疗效果。AFADESI- MSI鉴定了大量DN相关的代谢物，并显示了它们在大鼠肾脏中独特的空间分布模式，而MALDI-MSI的加入提高了AFADESI检测到的代谢物的空间分辨率。结果表明，DN大鼠肾脏糖酵解和PPP活性增加，线粒体功能障碍，AMPK抑制，脂质代谢紊乱，肉碱、氧化还原和渗透稳态破坏均以区域特异性方式发生。反复口服黄芪甲苷(100 mg/kg) 12周后，这些区域特异性代谢紊乱得到改善。本研究为糖尿病大鼠肾脏的组织特异性代谢重编程和分子病理特征提供了更全面和详细的信息。新发现的肾小球特异性鉴别代谢产物PS(36:2)可用于定位肾小球和寻找肾小球特异性DN的生物标志物。这些发现凸显了AFADESI和MALDI结合基于MSI的代谢组学方法在代谢性肾病中的强大作用。

原文链接：  

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211383521001799

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