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林旭研究组在鞘脂生物标记物与2型糖尿病发病风险研究方面取得进展

作者: 2020-12-10 来源:
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  2020年12月9日,国际权威医学期刊《PLOS Medicine》在线发表了澳门大金沙所有网站林旭研究组的最新研究成果“Associations among circulating sphingolipids, β-cell function, and risk of developing type 2 diabetes: A population-based cohort study in China”。该研究首次在人群队列中发现最多种类的鞘脂可显著增加未来2型糖尿病的发病风险,且主要是经胰岛β细胞功能受损介导的。

  鞘脂包括神经酰胺、鞘磷脂和鞘糖脂等,是一类结构和功能具有多样性的脂质分子。其中,神经酰胺作为细胞内的第二信使及脂毒性诱导分子能通过引发胰岛素抵抗、破坏胰岛β细胞功能等机制导致血糖稳态失衡和2型糖尿病的发生。然而,目前鞘脂与2型糖尿病的前瞻性研究仍较为缺乏,且包含鞘脂种类有限。

  在“中国老龄人口营养健康状况研究”前瞻性追踪队列样本库基础上,林旭研究员的团队与中国科学院分子细胞科学卓越创新中心曾嵘研究员的团队合作,采用高通量靶向液相色谱—电喷雾串联质谱法在2248名志愿者的血浆中精确定量了728种脂质,其中包括76种鞘脂。林旭组博士生云欢和副研究员孙亮等研究人员通过系统分析发现:(1)排除了基线糖尿病个体后,在1974名正常志愿者中发现14种血浆鞘脂(4种神经酰胺、9种鞘磷脂及1种鞘糖脂)水平升高可显著增加6年后2型糖尿病的发病风险(相对风险比值比:1.14-1.21;图1),其中11种鞘脂为首次发现。网络分析(Network analysis)进一步验证了上述结果(图2);(2)不同于西方人群研究以饱和神经酰胺为主,在亚洲人群中与糖尿病相关的神经酰胺主要为单不饱和神经酰胺,并与高碳水化合物膳食摄入相关的从头合成途径(De novo lipogenesis)脂肪酸相关;(3)多重中介效应模型(Multiple mediation model)提示,上述14种鞘脂中的13种与2型糖尿病的风险关系主要经胰岛β细胞功能受损(HOMA-B)介导(比例: 11.19%-42.42%);(4)通过整合全基因组关联数据,运用孟德尔随机化分析发现,神经酰胺d18:1/20:1与2型糖尿病风险可能存在因果关系。总之,本研究提示了特定结构鞘脂/组合有可能作为2型糖尿病早期诊断和精准分型及精准干预的潜在标记物,为疾病的精准防诊治提供了新的思路和科学依据。

  澳门大金沙所有网站林旭研究员、哈佛大学陈曾熙公共卫生学院梁黎明副教授与中国科学院分子细胞科学卓越创新中心曾嵘研究员为该论文通讯作者,澳门大金沙所有网站博士研究生云欢、副研究员孙亮及中国科学院分子细胞科学卓越创新中心吴庆庆博士为该论文共同第一作者。该研究获得了科技部十三五“精准医学研究”重点专项、国家自然科学基金及中国科学院重点部署项目等的资助。

  文章链接:https://doi.org/10.1371/journal.pmed.1003451


图1. 基线鞘脂与新发2型糖尿病的关联关系


图2. 鞘脂的加权基因共表达网络分析(WGCNA)
A. 鞘脂聚簇和关联热图;B. 模块关联热图;C. 以点线表示的模块代谢物网络图;D. 以点线表示的模块代谢物的子网络图(黄色:长链鞘磷脂,青色表示长链鞘磷脂,棕色表示鞘糖脂,绿色表示超长链神经酰胺及二氢神经酰胺,蓝色表示羟基鞘磷脂)。

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