基于代谢组学及微生物组学技术探讨应激导致尿酸升高的分子机制及四逆散的干预作用

目的:高尿酸血症(hyperuricemia,HUA)是国内外一个常见的公共卫生问题,可造成痛风、心血管疾病、慢性肾脏病等疾病。高尿酸血症病因复杂,大致可分为尿酸生成增多、排泄减少两大方面,与饮食、生活习惯、遗传等相关,但深入机制尚不明确。应激(stress)是当外界负面因素影响超越了个体的心理、生理承受能力并产生负面影响时,个体产生的一种特殊反应,可增加多种精神、躯体疾病的患病风险。多项研究已证明应激及应激激素与尿酸生成有密切联系。四逆散为中医抗抑郁名方,除了焦虑抑郁等疾病外,四逆散在高脂血症、糖尿病等多种代谢性疾病均有应用。研究应激对高尿酸血症的影响及四逆散在其中的作用,可探讨高尿酸血症的深入机制,并提供一个全新的治疗思路。方法:通过腹腔注射肌苷(inosine)成功构建急性高尿酸血症小鼠模型,并通过束缚水应激(waterrestrain,WR)造成应激状态,通过多种应激激素及相关受体阻滞剂探讨激素、受体在其中的影响。通过对小鼠进行14天应激操作的方式造成慢性应激模型,并给予普萘洛尔、四逆散等干预,进行行为学检测,收集粪便以进行微生物组学检测,最后对各组进行一次腹腔注射肌苷的干预,一定时间后取材,对血清进行代谢组学研究,检测相关脏器中黄嘌呤脱氢酶(尿酸生成的关键酶)的变化,以观察应激对尿酸生成的影响及四逆散的干预作用。结果:束缚水应激这一应激模型能使肌苷模型的尿酸明显升高。在肌苷模型的基础上,肾上腺素可使尿酸升高更加明显。普萘洛尔可明显拮抗应激、肾上腺素等在急性模型中的升尿酸作用,而酚妥拉明对此无明显影响。14天的应激操作可使小鼠尿酸明显升高,产生一定程度的抑郁样改变,而四逆散可抵抗应激引起的尿酸升高、抑郁样translation-targeting antibiotics改变等现象。此外,各组肝脏中黄嘌呤脱氢酶染色阳性区域无明显区别,但应激可使小肠中黄嘌呤脱氢酶染色阳性更加明显,且在绒毛、乳糜管等处发现染色阳性聚集的Pexidartinib细胞培养现象。小鼠粪便的微生物组学分析结果提示应激可明显改变小鼠肠道菌群的组成结构,并影响肠道菌群的嘌呤代谢、氨基酸代谢等功能。血清代谢组学结果提示应激可明显改变小鼠血清中嘌呤相关、氨基酸相关代谢物,这两种代谢物之间存在许多正相关关系,提示应激可能通过调节肠道菌群的氨基酸代谢,进而影响小鼠的嘌呤代谢,导致尿酸升高。四逆散可使血清中嘌呤、氨基酸相关代谢物恢复到对照组水平。此外,四逆散干预可明显提高小鼠血清中Proteases抑制剂胍基乙酸、鸟氨酸含量,降低血清中甘氨酸、精氨酸含量,减少嘌呤合成过程中的关键氨基酸供给。结论:应激及应激相关的肾上腺素具有明显的促进尿酸升高的作用。应激可使小肠黄嘌呤脱氢酶表达明显增加,改变肠道菌群的嘌呤代谢、氨基酸代谢等功能,进而改变血清中嘌呤、氨基酸相关代谢物水平。四逆散调节肠道菌群的嘌吟代谢、氨基酸代谢等功能,提高血清中胍基乙酸等肌酸代谢相关原料,影响嘌呤代谢过程中氨基酸原料的供给,进而起到抵抗应激导致的尿酸升高的作用。