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

高堂清; 罗静雅; 赵梦雪; 吴畏; 杨海红

doi:10.16016/j.2097-0927.202512162

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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

基础医学 | 更新时间：2026-03-30

- 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
- Nutrient-sensing mechanisms in painful diabetic peripheral neuropathy: identification of hub miRNA-mRNA regulatory networks via multi-omics sequencing of the dorsal root ganglia
- 陆军军医大学学报 2026年48卷第6期页码：757-767
- 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：
  
  吴畏， E-mail： wuweizj@163.com
  杨海红， E-mail： yanghaihong@swjtu.edu.cn
- 基金信息：
  
  四川省自然科学基金项目(2022NSFSC0672);中国人民解放军西部战区总医院院管课题(2024-YGJS-A08)
- DOI：10.16016/j.2097-0927.202512162
  中图分类号： R587.2;R745;Q522
- 收稿：2025-12-30，
  
  修回：2026-01-23，
  
  纸质出版：2026-03-30
- 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

FENG Z ， LI F ， LIN Z ， et al . ALOX15-mediated neuron ferroptosis was involved in diabetic peripheral neuropathic pain ［J］. CNS Neurosci Ther ， 2025 ， 31 （ 5 ）： e70440 . DOI： 10.1111/cns.70440 http://dx.doi.org/10.1111/cns.70440 .

LEE J E ， WON J C . Clinical phenotypes of diabetic peripheral neuropathy： implications for phenotypic-based therapeutics strategies （diabetes metab J 2025；49： 542-64）［J］. Diabetes Metab J ， 2025 ， 49 （ 6 ）： 542 - 564 .

SLOAN G ， SELVARAJAH D ， TESFAYE S . Pathogenesis， diagnosis and clinical management of diabetic sensorimotor peripheral neuropathy ［J］. Nat Rev Endocrinol ， 2021 ， 17 （ 7 ）： 400 - 420 . DOI： 10.1038/s41574-021-00496-z http://dx.doi.org/10.1038/s41574-021-00496-z .

LI L Y ， RU Q ， LU Y G ， et al . Tiam1 coordinates synaptic structural and functional plasticity underpinning the pathophysiology of neuropathic pain ［J］. Neuron ， 2023 ， 111 （ 13 ）： 2038 - 2050.e6 . DOI： 10.1016/j.neuron.2023.04.010 http://dx.doi.org/10.1016/j.neuron.2023.04.010 .

JENSEN T S ， KARLSSON P ， GYLFADOTTIR S S ， et al . Painful and non-painful diabetic neuropathy， diagnostic challenges and implications for future management ［J］. Brain ， 2021 ， 144 （ 6 ）： 1632 - 1645 . DOI： 10.1093/brain/awab079 http://dx.doi.org/10.1093/brain/awab079 .

MARSHALL S . Role of insulin， adipocyte hormones， and nutrient-sensing pathways in regulating fuel metabolism and energy homeostasis： a nutritional perspective of diabetes， obesity， and cancer ［J］. Sci STKE ， 2006 ， 2006 （ 346 ）： e3462006re7 . DOI： 10.1126/stke.3462006re7 http://dx.doi.org/10.1126/stke.3462006re7 .

EFEYAN A ， COMB W C ， SABATINI D M . Nutrient-sensing mechanisms and pathways ［J］. Nature ， 2015 ， 517 （ 7534 ）： 302 - 310 . DOI： 10.1038/nature14190 http://dx.doi.org/10.1038/nature14190 .

LÓPEZ-OTÍN C ， BLASCO M A ， PARTRIDGE L ， et al . Hallmarks of aging： an expanding universe ［J］. Cell ， 2023 ， 186 （ 2 ）： 243 - 278 . DOI： 10.1016/j.cell.2022.11.001 http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2022.11.001 .

BERGER A A ， LIU Y ， POSSOIT H ， et al . Dorsal root ganglion （DRG） and chronic pain ［J］. Anesth Pain Med ， 2021 ： e113020 . DOI： 10.5812/aapm.113020 http://dx.doi.org/10.5812/aapm.113020 .

GRAHAM R D ， SANKARASUBRAMANIAN V ， LEMPKA S F . Dorsal root ganglion stimulation for chronic pain： hypothesized mechanisms of action ［J］. J Pain ， 2022 ， 23 （ 2 ）： 196 - 211 . DOI： 10.1016/j.jpain.2021.07.008 http://dx.doi.org/10.1016/j.jpain.2021.07.008 .

BERTA T ， QADRI Y ， TAN P H ， et al . Targeting dorsal root ganglia and primary sensory neurons for the treatment of chronic pain ［J］. Expert Opin Ther Targets ， 2017 ， 21 （ 7 ）： 695 - 703 . DOI： 10.1080/14728222.2017.1328057 http://dx.doi.org/10.1080/14728222.2017.1328057 .

MORCHIO M ， SHER E ， COLLIER D A ， et al . The role of miRNAs in neuropathic pain ［J］. Biomedicines ， 2023 ： 1 - 23 . DOI： 10.3390/biomedicines11030775 http://dx.doi.org/10.3390/biomedicines11030775 .

ZHAO Y Y ， WU Z J ， ZHU L J ， et al . Emerging roles of miRNAs in neuropathic pain： From new findings to novel mechanisms ［J］. Front Mol Neurosci ， 2023 ， 16 ： 1110975 . DOI： 10.3389/fnmol.2023.1110975 http://dx.doi.org/10.3389/fnmol.2023.1110975 .

KALPACHIDOU T ， KUMMER K K ， KRESS M . Non-coding RNAs in neuropathic pain ［J］. Neuronal Signal ， 2020 ， 4 （ 1 ）： NS20190099 . DOI： 10.1042/NS20190099 http://dx.doi.org/10.1042/NS20190099 .

KORNFELD J W ， BAITZEL C ， KÖNNER A C ， et al . Obesity-induced overexpression of miR-802 impairs glucose metabolism through silencing of Hnf1b ［J］. Nature ， 2013 ， 494 （ 7435 ）： 111 - 115 . DOI： 10.1038/nature11793 http://dx.doi.org/10.1038/nature11793 .

ZHANG P G ， WANG C H ， LI C X ， et al . miR-34a-5p predicts the risk of diabetic neuropathic pain and mediates neuroinflammation in microglia via targeting ENPP3 ［J］. Immunol Invest ， 2024 ， 53 （ 8 ）： 1348 - 1358 . DOI： 10.1080/08820139.2024.2400550 http://dx.doi.org/10.1080/08820139.2024.2400550 .

WU H H ， ZHU L ， GENG X ， et al . miR-363-5p protects from neuropathic pain in chronic constriction injury （CCI） rat models and regulates Schwann cell injury via negatively modulating SERPING1 ［J］. Neurol Res ， 2025 ， 47 （ 1 ）： 35 - 43 . DOI： 10.1080/01616412.2024.2438613 http://dx.doi.org/10.1080/01616412.2024.2438613 .

SHEN X L ， QIU Y G ， WIGHT A E ， et al . Definition of a mouse microglial subset that regulates neuronal development and proinflammatory responses in the brain ［J］. Proc Natl Acad Sci USA ， 2022 ， 119 （ 8 ）： e2116241119 . DOI： 10.1073/pnas.2116241119 http://dx.doi.org/10.1073/pnas.2116241119 .

KOHNO K ， SHIRASAKA R ， YOSHIHARA K ， et al . A spinal microglia population involved in remitting and relapsing neuropathic pain ［J］. Science ， 2022 ， 376 （ 6588 ）： 86 - 90 . DOI： 10.1126/science.abf6805 http://dx.doi.org/10.1126/science.abf6805 .

GOUL C ， PERUZZO R ， ZONCU R . The molecular basis of nutrient sensing and signalling by mTORC1 in metabolism regulation and disease ［J］. Nat Rev Mol Cell Biol ， 2023 ， 24 （ 12 ）： 857 - 875 . DOI： 10.1038/s41580-023-00641-8 http://dx.doi.org/10.1038/s41580-023-00641-8 .

ELIEH ALI KOMI D ， WÖHRL S ， BIELORY L . Mast cell biology at molecular level： a comprehensive review ［J］. Clin Rev Allergy Immunol ， 2020 ， 58 （ 3 ）： 342 - 365 . DOI： 10.1007/s12016-019-08769-2 http://dx.doi.org/10.1007/s12016-019-08769-2 .

LI T ， HE H Y ， ZHANG E J ， et al . The physiological and pathological effects of sphingolipid metabolism and signaling in the central nervous system ［J］. Brain Pathol ， 2026 ， 36 ： e70033 . DOI： 10.1111/bpa.70033 http://dx.doi.org/10.1111/bpa.70033 .

JIN T R . Current understanding on role of the Wnt signaling pathway effector TCF7L2 in glucose homeostasis ［J］. Endocr Rev ， 2016 ， 37 （ 3 ）： 254 - 277 . DOI： 10.1210/er.2015-1146 http://dx.doi.org/10.1210/er.2015-1146 .

XUE C ， CHU Q F ， SHI Q M ， et al . Wnt signaling pathways in biology and disease： mechanisms and therapeutic advances ［J］. Signal Transduct Target Ther ， 2025 ， 10 （ 1 ）： 106 . DOI： 10.1038/s41392-025-02142-w http://dx.doi.org/10.1038/s41392-025-02142-w .

LU F ， LIANG P ， FAN B ， et al . TNN is first linked to auditory neuropathy ［J］. Biochem Biophys Res Commun ， 2022 ， 632 ： 69 - 75 . DOI： 10.1016/j.bbrc.2022.09.081 http://dx.doi.org/10.1016/j.bbrc.2022.09.081 .

BURKE J E ， TRISCOTT J ， EMERLING B M ， et al . Beyond PI3Ks： targeting phosphoinositide kinases in disease ［J］. Nat Rev Drug Discov ， 2023 ， 22 （ 5 ）： 357 - 386 . DOI： 10.1038/s41573-022-00582-5 http://dx.doi.org/10.1038/s41573-022-00582-5 .

AN Y T ， HU J Y ， HAO H ， et al . The transmembrane channel-like 6 （TMC6） in primary sensory neurons involving thermal sensation via modulating M channels ［J］. Front Pharmacol ， 2024 ， 15 ： 1330167 . DOI： 10.3389/fphar.2024.1330167 http://dx.doi.org/10.3389/fphar.2024.1330167 .

BRAZ J M ， BHARDWAJ K ， RODRIGUEZ-ROSADO S ， et al . Contribution of transmembrane channel-like （TMC） proteins 3， 5 and 7 to pain and itch processing ［J］. J Pain ， 2026 ， 38 ： 105593 . DOI： 10.1016/j.jpain.2025.105593 http://dx.doi.org/10.1016/j.jpain.2025.105593 .

CHUNG S ， KIM C H ， & KIM K S . Lmx1a regulates dopamine transporter gene expression during ES cell differentiation and mouse embryonic development ［J］. J Neurochem ， 2012 ， 122 （ 2 ）： 244 - 250 . DOI： 10.1111/j.1471-4159.2012.07779.x http://dx.doi.org/10.1111/j.1471-4159.2012.07779.x .

HUANG J ， CHE J ， KEE M Z L ， et al . Linking obesity-associated genotype to child language development： the role of early-life neurology-related proteomics and brain myelination ［J］. EBioMedicine ， 2025 ， 113 ： 105579 . DOI： 10.1016/j.ebiom.2025.105579 http://dx.doi.org/10.1016/j.ebiom.2025.105579 .

MONASTYRSKAYA K ， SÁNCHEZ-FREIRE V ， HASHEMI GHEINANI A ， et al . miR-199a-5p regulates urothelial permeability and may play a role in bladder pain syndrome ［J］. Am J Pathol ， 2013 ， 182 （ 2 ）： 431 - 448 . DOI： 10.1016/j.ajpath.2012.10.020 http://dx.doi.org/10.1016/j.ajpath.2012.10.020 .

WANG Y L ， LIU D ， WANG S ， et al . Multi-dimensional multi-omics integrative study to identify target genes for ischemic stroke and related chronic pain ［J］. Cell Mol Neurobiol ， 2025 ， 45 （ 1 ）： 81 . DOI： 10.1007/s10571-025-01602-9 http://dx.doi.org/10.1007/s10571-025-01602-9 .

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