应用案例：丁酸如何改善糖尿病肾病的骨骼肌萎缩

发表期刊：British Journal of Pharmacology, IF=8.739

合作单位：上海交通大学附属第一人民医院

合作项目：Q300全定量代谢组

研究介绍

糖尿病肾病（DN）患者肌肉蛋白质分解代谢会导致肌肉蛋白显著流失，从而增加发病率和死亡风险。有研究表明，氧化应激和自噬与肌肉萎缩密切相关。短链脂肪酸（SCFAs）在健康维持和疾病发展过程中起着重要作用，此前研究发现，丁酸可缓解DN，改善肾纤维化。本研究旨在探究丁酸改善DN肌肉萎缩的调控机制与治疗价值，结果表明，丁酸通过增强肠道屏障功能，激活FFA2受体介导的PI3K/Akt/mTOR通路，对DN诱导的肌肉萎缩具有保护作用。

图1. 研究流程与机制

研究结果

1. 纳入15名DN住院患者和42名健康受试者，血清代谢物靶向定量检测发现，DN组丁酸盐水平显著降低；小鼠模型实验进一步证实，血清丁酸盐水平与DN和DN诱导的肌肉萎缩显著相关。

2. 丁酸盐可减轻db/db小鼠炎症，降低LPS水平，减轻骨骼肌萎缩，而这一效应是通过改善肠屏障功能实现。

3. 体内/体外实验结果显示，丁酸盐抑制自噬和氧化应激，并激活PI3K/Akt/mTOR通路，抑制了db/db小鼠和HG/脂多糖暴露的C2C12成肌细胞中FFA2受体的减少。

4. FFA2受体激活通过抑制氧化应激和自噬，并激活PI3K/Akt/mTOR通路来减轻肌肉萎缩，而丁酸抑制氧化应激介导的PI3K/Akt/mTOR通路，可能是通过上调FFA2的表达。

图2. 具有显著差异的代谢物热图

参考文献

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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