Mol Metab :血浆三酰基甘油是小鼠和人类ß-细胞功能的生物标志物

时间:2021-10-14 15:01:29   来源 网络   作者:网络

   2型糖尿病(T2D)是一种慢性高血糖状态,以葡萄糖刺激的胰岛素分泌减少(GSIS)和胰岛素靶组织胰岛素抵抗增加为特征。启动致病机制可能是多方面的,主要影响任何参与葡萄糖稳态的组织,包括胰岛细胞、肝脏、肌肉、脂肪组织或自主神经系统。胰岛素分泌或胰岛素作用的减弱会导致器官间通讯的缺陷,导致葡萄糖稳态失衡,最终导致T2D。为了开发更好的预防策略或治疗方案,确定个体患者出现T2D的主要组织缺损将是非常有意义的。血浆中大量代谢物的存在代表了关于单个组织的功能和减弱调控的潜在信息来源。因此,原则上,他们的定量测量可以为特定组织代谢途径提供信息。此外,由于循环代谢产物可以调节不同类型细胞的功能,它们的识别有助于确定调节葡萄糖稳态的器官间通讯模式。

目的:寻找血浆生物标志物来预测2型糖尿病的预后,并提示胰腺ß-细胞失调或胰岛素靶组织功能缺陷。

方法:我们采用了一种系统生物学方法来表征C57Bl/6J、DBA/2J和BALB/cJ小鼠在不同营养条件下的血浆脂质组以及它们的胰岛和肝脏转录组。我们寻找血脂与组织基因表达部分之间的相关性。

结果:我们发现血浆三酰基甘油(TAGs)与胰岛基因模块之间存在很强的相关性。胰岛基因模块是葡萄糖和脂质调节胰岛素分泌的关键调控因子,也是胰岛素信号通路的关键调控因子。鞘磷脂和胰岛基因模块之间也存在相关性,这些基因模块与TAGs相关的基因模块部分重叠。在肝脏中,与血浆TAGs相关性最强的基因模块富集于编码脂肪酸和肉碱转运体的mRNA以及ß-氧化通路的多种酶。在人类中,血浆TAGs也与在小鼠中发现的胰岛素分泌和胰岛素信号通路的几个关键调节因子的表达相关。这种跨物种的比较分析进一步确定了PITPNC1作为葡萄糖刺激胰岛素分泌的候选调节剂。

图1 代谢表型、脂质体表型和转录组表型;A.试验方案。B.生理数据的主成分分析(PCA)和研究中使用的每只小鼠的表型性状的双曲线图。大圆圈和三角形表示每组的中心。(n=185只小鼠)C.脂质组学数据的主成分分析。每个符号代表来自一只鼠标的数据;n=71只老鼠。每只小鼠每种脂类的血浆浓度热图。E.胰岛转录数据的主成分分析;n=69只小鼠。

图2 TAGs和SMs与基因模块和胰岛功能通路的相关性;A.脂质-基因模块相关性的热图。脂类的颜色代码显示在图的右边。右边的颜色刻度表示斯皮尔曼相关系数的值。七个与等离子体TAGs和SMs最相关的模块用黑线突出显示。黑色虚线表示这些个体PCs与指示的基因模块相关。B.显示脂质类别、胰岛基因模块和每个模块中丰富的功能项之间的相关性的HivePlot。圆圈的大小表示关联的相对强度。绿线:正相关;紫线:反相关。C.单个等离子体标签和在相关模块中过度表示的路径之间的相关性的热图。D.血浆SMs与相关模块中过度表达的通路之间的相关性热图。

结论:TAGs是肝细胞轴的生物标记物,它将肝细胞氧化与细胞功能质量和胰岛素分泌联系起来。

原文出处:

Sánchez-Archidona AR,  Cruciani-Guglielmacci C,  Roujeau C,et al.Plasma triacylglycerols are biomarkers of ß-cell function in mice and humans.Mol Metab 2021 Oct 08

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