2型糖尿病相关认知衰退大鼠海马区的整合蛋白质组学与代谢组学分析

《The FASEB Journal》：Integrated Proteomics and Metabolomics Analysis in Hippocampus of Rats With T2DM-Associated Cognitive Decline

2型糖尿病（T2DM）引发认知衰退的分子机制研究。通过代谢组学与蛋白质组学联合分析，发现T2DM大鼠海马区PPP和ABC转运器通路显著激活，Rpia（PPP关键指标）及Tap1（免疫相关ABC转运蛋白）表达上调，导致ATP减少、突触传递障碍和慢性神经炎症，为认知功能障碍治疗提供新靶点。

摘要

2型糖尿病（T2DM）是目前最普遍且具有全球性的慢性疾病之一。认知能力下降是T2DM的主要并发症之一，但其确切的分子机制尚不清楚。本研究结合了代谢组学和蛋白质组学方法，探讨了T2DM大鼠海马区代谢物和蛋白质的变化。通过KEGG标记语言（KGML）网络分析，整合了差异表达代谢物和蛋白质之间的相互关系。在T2DM大鼠与对照组大鼠之间，共发现了58种差异表达的代谢物和61种差异表达的蛋白质。蛋白质组学分析显示，差异表达的蛋白质主要参与神经纤维细胞骨架的组装、突触后肌动蛋白细胞骨架的构建以及肌动蛋白纤维的断裂等生物过程。KEGG通路分析表明，主要富集的通路包括硫胺素代谢、胆固醇代谢、戊糖磷酸途径（PPP）、ABC转运蛋白以及肌动蛋白细胞骨架的调控。代谢组学分析显示，主要富集的通路包括自噬、溶酶体功能、糖酵解/糖异生、PPP以及ABC转运蛋白。KGML网络分析结果显示，T2DM大鼠的海马区PPP通路和ABC转运蛋白被激活，同时相关代谢物的水平也有所上升。其中，Rpia基因上调，这表明PPP通路的活性增强；具有免疫功能的独特ABC转运蛋白Tap1也表现出上调趋势。PPP通路过度激活会干扰与认知相关的突触传递，而上调的免疫功能ABC转运蛋白则会促进异常的突触重塑和慢性神经炎症。这些结果有助于更好地理解T2DM相关认知功能障碍的生物学机制，并可能为开发针对T2DM认知功能障碍的神经保护药物提供潜在靶点。

图形摘要

本研究结合了代谢组学和蛋白质组学方法，分析了T2DM大鼠海马区的变化。KGML网络分析显示，戊糖磷酸途径（PPP）和ABC转运蛋白被激活；Rpia基因上调，这是PPP通路活性增强的关键指标；具有免疫功能的独特ABC转运蛋白Tap1也表现出上调趋势。PPP通路过度激活会减少ATP的产生并干扰突触传递，而上调的免疫功能ABC转运蛋白则会引发慢性神经炎症。这些结果进一步揭示了T2DM相关认知功能障碍的生物学机制。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。

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