Zeitschrift für Proteomik und Bioinformatik
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Abstrakt

Gezielte Lipidom- und Transkriptomanalyse identifiziert dysregulierten renalen Ceramidstoffwechsel in einem Mausmodell der diabetischen Nierenerkrankung

Kelli M Sas, Viji Nair, Jaeman Byun, Pradeep Kayampilly, Hongyu Zhang, Jharna Saha, Frank C Brosius III, Matthias Kretzler und Subramaniam Pennathur

Sowohl Typ-1- als auch Typ-2-Diabetes sind mit einem veränderten Fettstoffwechsel verbunden, der teilweise zu schweren Komplikationen wie diabetischer Nierenerkrankung (DKD) beitragen kann. Ceramide sind bioaktive Sphingolipide, die mit einer Reihe von Erkrankungen in Zusammenhang gebracht wurden, da sie zelluläre Reaktionen auf Stress regulieren und eine Vielzahl von nachgeschalteten Signalreaktionen auslösen können. Um eine mögliche Rolle des veränderten Ceramidstoffwechsels bei DKD zu untersuchen, verwendeten wir eine hochempfindliche und spezifische Massenspektrometrie (MS), um einzelne Ceramidarten im Plasma und in der Nierenrinde des C57BLKS db/db-Mausmodells von DKD und Wurfgeschwistern quantitativ zu messen. Langkettige Ceramide (C14:0, C16:0, C18:0, C20:0) und ein Glucosylceramid (Glu-Cer C18:0) waren im Plasma diabetischer Mäuse erhöht, während langkettige (C14:0, C16:0, C18:0) und sehr langkettige (C24:0, C24:1) Ceramide und ein Glucosylceramid (Glu-Cer C16:0) im Nierengewebe diabetischer Mäuse verringert waren. Die Ceramidwerte in Nieren und Plasma korrelierten mit funktionellen und histopathologischen Merkmalen von DKD. Die Transkriptomanalyse des Nierengewebes von Mäusen ergab Expressionsänderungen, die auf eine verringerte Ceramidsynthese (Degs2, Smpd2) und eine erhöhte Umwandlung in Sphingosin (Acer2) und nachgeschaltete Sphingosin-1-Phosphat-Signalisierung hindeuteten. Die Korrelationsanalyse ergab eine negative Beziehung zwischen den Plasma- und Nierengewebewerten von Ceramid C16:0 und Ceramid C24:1. Insgesamt deuten die Ergebnisse auf eine bisher nicht erkannte Rolle des Ceramidstoffwechsels bei DKD hin.