以加速型腎毒血清腎炎小鼠模型研究免疫腎臟疾病之代謝體學研究

本研究採用自體免疫性腎臟損傷的加速型腎毒血清(nephrotoxic serum, NTS)腎炎小鼠模型探討其損傷進程下的機轉與生物標記，根據模型進程分為正常組(Normal; W1)、IgG注射組(Control; W2)、IgG注射加NTS注射後7天(Day 7; W3)與14天(Day 14; W4)等四組。利用NMR分析非標靶性代謝體學，結果發現包含糖解作用、酮體代謝、眾多胺基酸的代謝路徑以及能量利用終點的檸檬酸循環均會隨著NTS腎炎的病程發生顯著的改變，根據L-乳酸的增加與上游胺基酸表現量的減少，推測代謝路徑的改變和瓦式效應(Warburg effect)有關，因此胺基酸的補充可能為有效改善疾病的方法。Receptor-interacting kinase 3 (RIP3)蛋白僅表現於Day 7組的腎臟組織中，顯示雖然NTS腎炎中會活化細胞程序性壞死路徑，但並非影響代謝物表現的關鍵。在標靶性代謝體學的部分，以LC-MS/MS方法測定醣化終產物Nε-(carboxyethyl)lysine (CEL)、Nε-(carboxymethyl)lysine (CML)和methylglyoxal-derived hydroimidazolone 1 (MG-H1)，三者在Normal組尿液中含量分別為2.33 ± 0.28、2.77 ± 0.30與1.14 ± 0.10 μg/12 hr，在其他三組皆有1.5到2倍的含量上升，而在Normal組血清中三者的濃度分別為34.59 ± 11.56、59.83 ± 7.70與27.68 ± 3.35 ng/mL，隨著加速型NTS腎炎模型進程，三者的表現量會逐漸上升，最終在Day 14組有4.6到5.8倍之間的增加。此外，從tumor necrosis factor-α (TNF-α)和glyoxalase 1 (GLO1)的結果可知在疾病階段會活化發炎反應與乙二醛酶系統，但是隨NTS腎炎進展，TNF-α會逐步上升而GLO1則逐步下降，推測免疫反應造成TNF-α增加，TNF-α會抑制GLO1，使得甲基乙二醛轉向形成醣化終產物，最終醣化終產物的堆積造成腎臟進一步的損傷。最後，本研究建立顯微鏡式圓二色光譜檢測系統，利用蛋白質經過醣化後會改變圓二色性的特性，以此檢測方法能在Day 14組發現圓二色性訊號的發生變化，代表此檢測法能成為影像醫學以及人工智能診斷的另一個應用方向。