糖尿病人肾模型的 SGLT2 抑制与分段转运模拟
将糖尿病相关滤过、结构和转运参数加入人肾单位模型，比较 SGLT2 抑制前后的葡萄糖、盐和水处理。
用途与模型
- 研究用途
- 分析高血糖与肾小管变化下，SGLT2 抑制的分段作用和尿排泄反应。
- 模型与细胞来源
- 1 类浅表与 5 类近髓肾单位；浅表占 85%、其余占 15%，采用稳态上皮转运模型。
- 方法版本
- 2021 年 6 类肾单位、2 种高血糖情景版本
- 实验形式
- 耦合常微分及代数方程，计算管腔/细胞溶质、流量、膜电位和跨细胞/细胞旁通量。
材料与平台
- 基线与病理情景
- 血糖 5、8.6 及 20 mM；糖尿病情景改变滤过、小管尺寸与转运蛋白参数。
- 药理干预
- 模拟钠-葡萄糖共转运蛋白 2（sodium-glucose cotransporter 2，SGLT2）受到 90% 抑制；急性糖尿病模拟维持高血糖，滤过水平另设回至非糖尿病条件。
- 测算范围
- 钠、钾、氯、葡萄糖等 15 种溶质及水，按肾小管位置计算，并汇总尿排泄。
测量指标与分析
- 分段葡萄糖及钠转运
- 尿糖排泄比例
- 盐与水排泄
- 致密斑位置氯浓度
比较基线、两种糖尿病情景及 SGLT2 抑制；滤过量、转运量和排泄各用明确分母，预设滤过变化与计算输出分开解释。
研究设计与结果
实验条件比较
- 研究设计
- 不同高血糖及病理参数组合的稳态模拟，加入 SGLT2 靶点抑制后与既有资料比较。
- 测试范围
- 计算情景；没有新招募患者或细胞供者。
- 参照体系
- 非糖尿病、未抑制糖尿病及两种血糖情景；参考既有尿糖报道。
- 研究结果
- SGLT2 抑制后，中度与严重情景的尿糖约占滤过葡萄糖 53.1% 和 66.8%；近端水及钠重吸收和下游处理随之改变。
适用条件与研究局限
- 药物后的滤过降低是预设条件。
- 部分转运参数来自既有大鼠模型，人体性别差异未完整表示。
- 体液调节未纳入，部分尿量预测高于既有报道。
来源与原文
- A Computational Model of Kidney Function in a Patient with Diabetes原始研究 · International Journal of Molecular Sciences · 2021-05-29