Nutrient-sensing mechanisms in painful diabetic peripheral neuropathy: identification of hub miRNA-mRNA regulatory networks <italic style="font-style: italic">via</italic> multi-omics sequencing of the dorsal root ganglia

GAO Tangqing; LUO Jingya; ZHAO Mengxue; WU Wei; YANG Haihong

doi:10.16016/j.2097-0927.202512162

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Nutrient-sensing mechanisms in painful diabetic peripheral neuropathy: identification of hub miRNA-mRNA regulatory networks via multi-omics sequencing of the dorsal root ganglia

Basic Medicine | 更新时间：2026-03-30

- Nutrient-sensing mechanisms in painful diabetic peripheral neuropathy: identification of hub miRNA-mRNA regulatory networks via multi-omics sequencing of the dorsal root ganglia
- Journal of Army Medical University Vol. 48, Issue 6, Pages: 757-767(2026)
- 作者机构：
  
  1.西南交通大学医学院，成都
  2.中国人民解放军西部战区总医院麻醉科，成都
- 作者简介：
  
  WU Wei， E-mail： wuweizj@163.com
  YANG Haihong， E-mail： yanghaihong@swjtu.edu.cn
- 基金信息：
  
  the Natural Science Foundation of Sichuan Province(2022NSFSC0672);the Hospital Management Project of General Hospital of Western Theater Command of Chinese PLA(2024-YGJS-A08)
- DOI：10.16016/j.2097-0927.202512162
  CLC： R587.2;R745;Q522
- Received：30 December 2025，
  
  Revised：2026-01-23，
  
  Published：30 March 2026
- 稿件说明：
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高堂清，罗静雅，赵梦雪，等.痛性糖尿病周围神经病变的营养感知机制：基于背根神经节多组学测序发现枢纽miRNA-mRNA调控网络［J］.陆军军医大学学报，2026，48（06）：757-767.DOI：10.16016/j.2097-0927.202512162.

GAO T Q，LUO J G，ZHAO M X，et al.Nutrient-sensing mechanisms in painful diabetic peripheral neuropathy： identification of hub miRNA-mRNA regulatory networks via multi-omics sequencing of the dorsal root ganglia［J］.J Army Med Univ，2026，48（06）：757-767.DOI：10.16016/j.2097-0927.202512162.
高堂清，罗静雅，赵梦雪，等.痛性糖尿病周围神经病变的营养感知机制：基于背根神经节多组学测序发现枢纽miRNA-mRNA调控网络［J］.陆军军医大学学报，2026，48（06）：757-767.DOI：10.16016/j.2097-0927.202512162. DOI：

GAO T Q，LUO J G，ZHAO M X，et al.Nutrient-sensing mechanisms in painful diabetic peripheral neuropathy： identification of hub miRNA-mRNA regulatory networks via multi-omics sequencing of the dorsal root ganglia［J］.J Army Med Univ，2026，48（06）：757-767.DOI：10.16016/j.2097-0927.202512162. DOI：

摘要

目的

痛性糖尿病周围神经病变（painful diabetic peripheral neuropathy， PDPN）是糖尿病常见的破坏性并发症，其临床表现及发病机制复杂。从PDPN进展来看，营养感知如何改变基因转录是非常值得探讨的科学问题。然而其潜在的分子机制，尤其是背根神经节（dorsal root ganglia， DRG）中的转录后调控机制与PDPN之间的关联仍然知之甚少。因此，本研究采用整合的多组学方法，在成熟的PDPN大鼠模型的DRG中全面描绘了miRNA和mRNA的表达图谱并分析其调控脉络。

方法

选取18只雄性SD大鼠（4~5周龄，体质量90~100 g），随机分为阴性对照组（vehicle control）和PDPN组，利用链脲佐

菌素（streptozotocin， STZ）诱导大鼠发生糖尿病，构建PDPN大鼠模型。取2组（

=3）的L4-L6 DRG组织，进行miRNA和mRNA高通量测序。通过生物信息学分析筛选差异表达的miRNAs（DEmiRs）和mRNAs（DEGs），并进行GO和KEGG富集分析，整合数据构建了miRNA-mRNA调控网络，最后通过RT-qPCR进行初步验证，并与人源相关数据进行分析比对。

结果

鉴定出11个显著上调和7个显著下调的DemiRs（|log

FC|

1，

0.05），以及416个上调和110个下调的DEGs（|log

FC|

1，

0.05）。KEGG通路分析显示DEGs显著富集于神经活性配体—受体相互作用和脂质代谢等与疼痛和糖尿病代谢密切相关的通路（阈值

0.05）。通过构建miRNA-mRNA调控网络，结果显示Ms4a2、Itgax、Wnt3、Tnn以及上游miRNA可能是调节PDPN进展的核心枢纽。

结论

本研究初步系统地描绘了PDPN模型中DRG的miRNA-mRNA互作图谱，显示Ms4a2、Itgax、Wnt3、Tnn以及上游miRNA可能调节PDPN进展的营养感知机制，揭示了let-7i-5p、miR-9a-5p、miR-543-5p、miR-199a-5p、miR-324-5p、miR-702-3p、Ikzf3、Klhl6、Igsf6、Tmc8、Tmc1、Lmx1a、Cldn16、Vwc2、Cyp2c23等多个PDPN的潜在靶点，发现了鞘脂代谢很可能是联系代谢改变与PDPN发生之间的重要通路。从新的角度，初步探讨了PDPN进展的营养感知机制。

Abstract

Objective

Painful diabetic peripheral neuropathy (PDPN) is a common and debilitating complication of diabetes mellitus

with complex clinical manifestations and pathogenesis. From the perspective of PDPN progression

how nutrient sensing alters gene transcription represents a scientifically significant question worthy of investigation. However

the underlying molecular mechanisms

particularly the association between post-transcriptional regulatory processes in the dorsal root ganglia (DRG) and PDPN

remain poorly understood. Therefore

this study employed an integrated multi-omics approach to comprehensively profile the miRNA and mRNA expression landscape and analyze their regulatory networks in the DRG of a well-established rat model of PDPN.

Methods

Eighteen male SD rats (aged 4 to 5 weeks

weighing 90 to 100 g) were randomly divided into a vehicle control group and a PDPN group. The rat model of PDPN was established by an intraperitoneal injection of streptozotocin (STZ). The DRG tissues from L4 to L6 were harvested from both group

s (

=3 per group) for high-throughput sequencing of miRNAs and mRNAs. Bioinformatic analyses were performed to identify differentially expressed miRNAs (DEmiRs) and mRNAs (DEGs)

followed by GO and KEGG enrichment analyses. An integrated miRNA-mRNA regulatory network was constructed. Preliminary validation was performed using RT-qPCR

with subsequent comparative analysis with relevant human-derived data.

Results

A total of 11 significantly upregulated and 7 significantly downregulated DEmiRs (|log2FC|

0.05)

along with 416 upregulated and 110 downregulated DEGs (|log2FC|

0.05)

were identified. KEGG pathway analysis revealed that DEGs were significantly enriched in the pathways closely related to pain and diabetic metabolism (threshold

0.05)

such as neuroactive ligand-receptor interaction and lipid metabolism. Through construction of the miRNA-mRNA regulatory network

the results indicated that Ms4a2

Itgax

Wnt3

Tnn

and their upstream miRNAs may serve as core hubs regulating PDPN progression.

Conclusion

This study provides an initial systematic depiction of the miRNA-mRNA interaction network in the DRG of a PDPN model

demonstrating that Ms4a2

Itgax

Wnt3

Tnn

and their upstream miRNAs may modulate nutrient-sensing mechanisms involved in PDPN progression. Multiple potential therapeutic targets for PDPN are identified

including let-7i-5p

miR-9a-5p

miR-543-5p

miR-199a-5p

miR-324-5p

miR-702-3p

Ikzf3

Klhl6

Igsf6

Tmc8

Tmc1

Lmx1a

Cldn16

Vwc2

and Cyp2c23. Importantly

sphingolipid metabolism is regarded as a key pathway likely connecting metabolic alterations to the development of PDPN. Our work preliminarily explores the nutrient-sensing mechanisms underlying PDPN progression from a novel perspective.

关键词

Keywords

references

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