Nature 子刊:发现猪胆酸可以作为代谢紊乱的生物标志物

  谢紊乱相关的疾病包括肥胖症,二型糖尿病(T2DM),非酒精脂肪肝(NAFLD),冠心病(CVD)和中风。近些年来随着其流行比例的增高,已经成为了临床和转化研究的关键领域。然而由于个体间的高度可变性,目前尚未找到明确的可运用于早期检测和鉴别诊断这些代谢性疾病的通用生物标志物。因此,能够在早期发现这些高危人群对于预防和控制这些代谢疾病就变得尤为关键。
  
  近日上海交通大学附属第六人民医院贾伟教授,贾伟平教授和香港浸会大学吕爱平教授团队合作在 Nature Communications 发表了题为 Hyocholic acid species as novel biomarkers for metabolic disorder 的研究论文,揭示了猪胆酸在预测代谢紊乱相关疾病中发挥的重要作用。

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  图片来源:Nature Communications
  
  猪作为一种独特的哺乳动物,却对一些代谢疾病(T2DM,NAFLD 和 CVD)具有异常的抵抗力。最近报道发现猪与人类的胆汁酸(BAs)有着明显的不同,猪体内有大量的猪胆酸(HCA)的存在(>75%)而人类体内只有仅仅 3% 左右。
  
  胆汁酸的功能主要涉及肝脏内的胆固醇代谢,以及与肠道有关的胆固醇,脂溶性维他命和脂类的吸收。由于 BAs 在生理和代谢方面发挥着重要功能,研究人员探究人类体内 HCA 与代谢紊乱之间是否存在着未知的联系。
  
  研究内容
  
  肥胖症与糖尿病是与血液中低浓度 HCA 相关的
  
  该团队对来自上海肥胖研究 (SHOS) 中的 1107 个样本(610 个男性和 497 个女性)进行分组:健康组(HL, n=585),健康肥胖组(HO,n=419)和肥胖糖尿病组(OD,n=103),随后进行了血清 BA 分析。结果发现 HO 和 OD 组相对于 HL 组,猪胆酸(HCA)与脱氧胆酸(DCA)水平显著降低。
  
  随后,研究者对参与调查的人群进行年龄,体重,性别的调整,再次分析后发现 HO 与 OD 组相对 HL 组,HCA 仍旧保持低水平,但是 DCA 并没有上次的显著差异。与总体 HCA 水平相一致的是,单独的 HCA 种类(HCA,HDCA,GHCA 和 GHDCA)都表现出 HL 组中增高而 OD 组中降低的趋势。这些结果表明了代谢紊乱包括肥胖和糖尿病都是与血清中低浓度的 HCA 相关的。

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  前驱糖尿病和糖尿病与血液和排泄物中低浓度 HCA 有关
  
  研究人员为了进一步证明上述结论,对糖尿病又进行了不同人群的验证。除了血清样本又添加了粪便样本,结果发现非健康组的血清和粪便中总体 HCA 浓度降低。

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  术前 HCA 浓度可能预测术后病情缓解效果
  
  为了进一步研究 HCA 水平改变的影响,研究人员对 38 个肥胖和糖尿病患者进行了胃分流术(RYGB),增加血清中总 BAs 的浓度,监测发现术后一个月血清中 HCA 水平显著升高。术后两年的随访调查发现,26 个病人病情仍旧保持缓解,而 12 个病人糖尿病复发。检测其体内 BAs 水平发现,总体 HCA 和大部分单独的 HCA 在缓解组中是显著高于复发组的。二元逻辑回归模型表明术前高浓度的 HCA 是与术后 2 年维持糖尿病缓解相关。
  
  研究人员又将病人分为四组进行分析,发现术后 12 或 24 个月复发的病人术前 HCA 水平较低,而缓解的病人术前都有较高的 HCA 水平。因此,术前 HCA 水平可能对于预测术后长期缓解有效。

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  血清 HCA 是健康个体未来代谢结果的重要预测因子
  
  为了进一步评估 HCA 与未来代谢健康的关系,该团队挑选了 132 个代谢健康的受试者(36 个男性和 96 个女性)。10 年后,86 个参与者代谢出现问题,而 46 人仍保持代谢健康。在健康组和非健康组中总 BAs 的浓度基本相同,但是总 HCA 和单独 HCA 种类在非健康组中显著较低。
  
  二项逻辑回归分析所有的样本,数据支持使用总 HCA 和单独 HCA 种类作为未来代谢结果的预测标志物。为了证实血清 HCA 对未来代谢结果的预测能力,该团队进一步收集了来自北京的 207 个血清样本,进行了独立的分析。结果验证了先前的结论,总 HCA 与单独的 HCA 种类有着很强的预测能力。

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  研究总结
  
  本文发现了肥胖和糖尿病是与血清中低浓度的 HCA 有关,并且血清 HCA 水平与未来代谢健康的结果具有相关性。该团队揭示了 HCA 种类与糖尿病之间的联系,以及 HCA 作为未来代谢异常发展的生物学标志物的可行性。
  
  本研究也存在不足之处,HCA 代谢外科手术的研究样本还需要进一步的扩大,并且 HCA 与二型糖尿病之间的具体机制有待进一步深入探究。
  
  首发 | 丁香学术
  
  参考文献:
  
  Xiaojiao Zheng et al. Hyocholic acid species as novel biomarkers for metabolic disorders. Nature Communication. https://doi.org/10.1038/s41467-021-21744-w

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