达格列净和恩格列净治疗降低血浆中与血管损伤相关的生物标志物N4-乙酰胞苷的浓度

Treatment with dapagliflozin and empagliflozin reduces concentrations of N4-acetylcytidine in plasma, a biomarker associated with vascular damage

作者信息Arne Gessner, Dennis Kannenkeril, Agnes Bosch, Joanna M Harazny, Martin F Fromm, Hannah Klinkhammer, Christian Staerk, Andreas Mayr, Roland E Schmieder, Renke Maas
PMID42498959
发布时间2026-07-24
DOI10.1186/s12933-026-03292-z

实验完整度

包含临床样本的代谢组学分析、核糖核苷鉴定、血管参数相关性分析,但缺乏体外或动物模型的功能验证和机制干预实验。

主要模型

2型糖尿病患者的血浆样本 2型糖尿病患者的24小时尿液样本

重点核对

治疗药物:达格列净10mg/恩格列净25mg或安慰剂,每日一次,6周(DAPA/EMPA试验);恩格列净/利格列汀或二甲双胍/甘精胰岛素,12周(ELMI试验) 样本量:DAPA和EMPA试验各24例,ELMI试验24例(每组12例) 分析平台:Q Exactive™ Focus系统(Thermo Fisher Scientific)耦合液相色谱的LC-MS 统计设计:配对t检验、Benjamini-Hochberg校正、线性混合效应模型、Spearman相关

摘要

背景:钠-葡萄糖协同转运蛋白2(SGLT2)抑制剂在糖尿病和非糖尿病患者中均提供心血管和肾脏保护,至少部分独立于血糖控制。一些潜在的机制已被提出,但远未完全清楚。本研究旨在应用非靶向代谢组学以确定新的机制线索。方法:使用来自两项前瞻性、随机、双盲、安慰剂对照、交叉试验的48例糖尿病患者的血浆和24小时尿液样本,这些样本在达格列净或恩格列净治疗6周前后采集。此外,使用来自一项前瞻性、随机、对照、平行组、干预性、开放标签、单中心研究的24例糖尿病患者的血浆和尿液样本进行验证,该研究使用恩格列净和利格列汀或二甲双胍和甘精胰岛素治疗12周。通过非靶向高分辨率质谱法测定血浆和尿液中代谢物模式的变化。此外,将动脉僵硬度和视网膜血管重塑参数与SGLT2抑制剂对修饰核苷N4-乙酰胞苷(ac4C)的治疗效果相关联,ac4C是N-乙酰转移酶10(NAT10)活性的潜在生物标志物。结果:与先前报道的结果一致,SGLT2抑制剂治疗导致血糖(log2fc: −0.23, adj. p<0.01)和尿酸(log2fc: −0.23, adj. p<0.001)降低,而3-羟基丁酸(log2fc: 0.84, adj. p<0.001)和3-羟基丁酰肉碱(log2fc: 0.57, adj. p<0.001)在血浆中升高。作为新发现,SGLT2抑制剂降低了血浆ac4C浓度(log2fc: −0.32, adj. p<0.001),而非SGLT2抑制的降糖治疗则无此效果。在SGLT2抑制剂治疗组中,尿中ac4C浓度的降低与其在血浆中的降低相对应。视网膜小动脉壁厚度和中枢收缩压与血浆ac4C显著相关。结论:达格列净和恩格列净治疗降低了血浆ac4C浓度,后者与血管健康参数相关。这些探索性发现可能表明抑制NAT10活性是SGLT2抑制剂对心血管和肾脏健康有益作用的潜在贡献因素。试验注册:http://www.clinicaltrials.gov: NCT02383238, NCT02471963, NCT02752113。补充信息:在线版本包含补充材料,网址为10.1186/s12933-026-03292-z。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
非靶向代谢组学是否能够揭示SGLT2抑制剂的类别效应,从而提示尚未知的心脏肾脏保护作用机制?
核心机制
SGLT2抑制剂可能通过抑制NAT10活性来减少ac4C的合成,进而影响血管重塑和功能。
主要证据
在三个临床试验中,SGLT2抑制剂治疗显著降低血浆ac4C浓度(log2fc: −0.32,adj.p<0.001),而非SGLT2抑制剂治疗组无变化;ac4C与视网膜小动脉壁厚度和中枢收缩压显著相关。
研究意义
这些探索性发现可能指导未来研究,探究抑制NAT10活性作为SGLT2抑制剂心血管和肾脏保护作用的潜在贡献因素。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

临床试验设计及样本收集

评估SGLT2抑制剂(达格列净、恩格列净)对2型糖尿病患者血浆和尿代谢组的影响,并与安慰剂和其他降糖治疗比较。

纳入3项临床试验:DAPA和EMPA为随机、双盲、安慰剂对照、交叉设计,各24例;ELMI为随机、开放标签、平行对照,24例。采集治疗前(基线和安慰剂)和治疗6周(DAPA/EMPA)或12周(ELMI)后的血浆和24小时尿液样本。

2

非靶向代谢组学分析

发现并验证SGLT2抑制剂治疗引起的血浆和尿液代谢物变化。

使用LC-MS(Q Exactive™ Focus系统)对血浆和尿液样本进行非靶向代谢组学分析,使用Compound Discoverer 3.4处理数据,注释代谢物,并通过MS3碎裂模式确认ac4C等修饰核苷。

3

统计分析比较治疗效应

确定SGLT2抑制剂治疗相关的显著代谢物变化,并比较不同治疗组间的差异。

计算个体内log2倍数变化,使用配对t检验和Benjamini-Hochberg校正进行筛选,对DAPA/EMPA交叉设计使用线性混合效应模型,对ELMI平行设计进行协变量校正。

4

ac4C与临床血管参数的相关性分析

评估血浆ac4C浓度与血管健康参数(视网膜小动脉壁厚度、中枢收缩压)的相关性,以提示临床意义。

使用Spearman相关分析ac4C与血管参数的相关性,并使用线性回归模型校正混杂因素。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
Q Exactive™ Focus质谱仪Thermo Fisher Scientific--
Dionex Ultimate™ 3000液相色谱仪Thermo Fisher Scientific--
QTRAP 6500+系统AB Sciex--
LC-40 X3液相色谱系统Shimadzu--
Compound Discoverer 3.4软件Thermo Fisher Scientific--
Sciex OS 4软件AB Sciex--
Heidelberg视网膜血流仪Heidelberg Engineering--
SphygmoCor™系统AtCor Medical?--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
临床试验设计
治疗药物、剂量、疗程:达格列净10mg/恩格列净25mg,每日一次,6周(DAPA/EMPA);恩格列净10mg/利格列汀5mg(滴定至25mg/5mg)或二甲双胍850/1000mg+甘精胰岛素,12周(ELMI)
阅读提示:Methods - Study design
样本收集与处理
血浆和24小时尿液样本采集时间点(基线和治疗后),储存条件(-80°C),样品前处理
阅读提示:Methods - Study design, Metabolomic analysis
代谢组学分析
LC-MS平台(Q Exactive™ Focus)、色谱条件、数据处理软件(Compound Discoverer 3.4)、注释标准(ID level≥2)
阅读提示:Methods - Metabolomic analysis of plasma and urine samples
统计分析
统计方法(配对t检验、BH校正、线性混合模型)、显著性阈值(adj.p<0.05)、相关分析(Spearman)
阅读提示:Methods - Statistics and data analysis
血管参数测量
视网膜小动脉壁厚度测量方法(HRF)、中枢收缩压测量方法(SphygmoCor)
阅读提示:Methods - Determination of vascular parameters