STTT | 四川大学解慧琪团队发现代谢组学在尿石症中的应用：琥珀酸盐可能为治疗尿路结石提供了一种新的选择
时间：2023-01-22 15:01:37 热度：37.1℃ 作者：网络
尿路结石被定义为伴有症状性结石事件的慢性代谢紊乱。研究表明，草酸钙一水合物(COM)在结石形成过程中的发生受晶体生长调节剂的调控。尽管结晶抑制剂几十年来一直被认为是一种治疗方式，但在发现干预结石疾病的有效调节剂方面仅取得了有限的进展。
2023年1月21日，四川大学解慧琪团队在Signal Transduction and Targeted Therapy在线发表题为“Application of metabolomics in urolithiasis: the discovery and usage of succinate”的研究论文，该研究报道了一项代谢组学在尿石症中的应用：琥珀酸盐的发现和使用。该研究通过对代谢组学数据的深入挖掘和分析，筛选出了5种差异代谢产物。通过密度泛函理论研究和体结晶研究，该研究发现其中3种化合物(水杨酸、龙胆酸和琥珀酸盐)能有效抑制体外成核。因此，该研究用EG诱导的大鼠肾结石模型评估了抑制剂的影响。
值得注意的是，琥珀酸盐在三羧酸循环中起关键作用，可以减少模型中的肾钙沉积和损伤。转录组分析进一步表明琥珀酸盐的保护作用主要是通过抗炎、抑制细胞粘附和成骨分化来实现的。这些结果表明琥珀酸盐可能为治疗尿路结石提供了一种新的选择。
尿石症是一种比较典型的泌尿系统疾病，近几十年来在世界范围内的患病率持续上升。尿石症的病因复杂，可能受肥胖、糖尿病、高血压和代谢综合征的影响。草酸钙(CaOx)结石占尿路结石的75%以上，其次是尿酸型、磷酸钙型、鸟粪石型和胱氨酸型。尿石症是一个涉及晶体成核、生长和聚集的多步骤过程，但其潜在机制尚不完全清楚。如何抑制尿石症并预测其潜在风险，仍然是一个巨大的挑战。
患者结石类型的异质性产生了个性化治疗管理的要求，其中可能包括饮食调节/饮水摄入量、几种FDA批准的药物的管理以及去除结石的外科手术。目前，尿石症的复发和流行问题仍然引起了社会经济的高度关注。因此，寻求新的治疗方法是必要的。随着预防和治疗结石药物的不断探索，影响结石结晶的修饰剂越来越受到人们的关注。钙结石最有效的修饰剂是由羧酸、硫酸盐官能团组成，它们能与晶体表面相互作用和/或与尿液中的自由离子络合。
许多天然的和合成的物种可以抑制它的生长。但是，在体外和体内的证据之间建立桥梁仍然非常困难。将实验研究、动物实验和临床试验相结合，有助于人们对晶体生长修饰及其在结晶过程中的作用的认识。此外，尿石症的发病与多种代谢因素和外界因素有关。虽然其机制尚未完全了解，但一个事实是，它受到尿液成分的影响。尿液是一种复杂的混合物，含有丰富的分子物种，包括肾结石发展的抑制剂和促进剂。对于尿液的复杂性，评估抑制剂的独特作用是非常困难的，其中包括约3100种小分子代谢物，其中一半尚未确定。
代谢组学分析已经确定了5种有机分子作为晶体抑制剂的候选分子（图源自Signal Transduction and Targeted Therapy ）
代谢组学主要研究细胞和组织中的小分子物质。这些物质与人体健康密切相关，主要是在生理或病理条件下通过各种物质的代谢而获得的。在肾脏研究领域，代谢组学已被广泛应用并取得显著成果，也被用于研究肾脏疾病诊断的新标志物。随着生物信息技术的飞速发展，代谢组学技术的应用范围也在不断扩大。如在疾病机理研究、靶点选择等领域得到应用。此外，代谢组学方法在CaOx动物模型研究领域也具有很高的应用价值，通过代谢组学方法发现了许多异常代谢途径。最近，代谢组学方法也被用于研究肾结石患者的尿液，这可能对肾结石的治疗有很高的价值。
在本研究中发现了一种新的晶体抑制剂琥珀酸盐，具有特殊的功效，并显示了其对CaOx沉积的体内作用。琥珀酸盐有望成为预防肾结石的有效疗法。
原文链接：
https://www.nature.com/articles/s41392-023-01311-z
