代谢组学揭示 2 型糖尿病队列认知功能的潜在生物标志物

【字体: 时间:2025年04月27日 来源:Scientific Reports 3.8

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  为探究 2 型糖尿病(T2D)与认知障碍风险关系,研究人员对 T2D 富集队列进行研究。发现欧洲裔美国人(EAs)和非裔美国人(AAs)中与认知表现相关的代谢物数量不同,还确定了一些通用代谢物。这为认知障碍的早期干预提供依据。

  在老龄化进程中,2 型糖尿病(T2D)和阿尔茨海默病(AD)等疾病逐渐成为困扰人们健康的重大难题。T2D 患者患痴呆症的风险比普通人高出 60%,其中患 AD 的风险增加 39%,患血管性痴呆的风险更是高出 2 倍多 。而且,T2D 在非裔美国人(AAs)中更为普遍,AAs 患 AD 和相关痴呆症的风险大约是欧洲裔美国人(EAs)的两倍。目前,虽然知道 T2D 与认知障碍存在关联,但对于其中具体的发病机制和潜在的生物标志物却知之甚少。为了深入了解 T2D 与认知障碍风险之间的关系,来自美国维克森林大学医学院(Wake Forest University School of Medicine)的研究人员开展了一项极具意义的研究。该研究成果发表在《Scientific Reports》上,为后续相关研究和临床干预提供了重要依据。
研究人员为了探索 T2D 与认知障碍之间的关系,开展了一项针对 T2D 富集队列的研究。他们采用了多种关键技术方法,其中包括代谢组学分析技术。通过对血浆样本进行全球非靶向代谢组学分析,检测其中的代谢物。同时,利用线性回归模型并结合广义估计方程(GEE)进行统计分析,以此探究代谢物与认知表现之间的关联。研究样本来自糖尿病心脏研究(DHS)和非裔美国人 - 糖尿病心脏研究(AA - DHS),这些样本为研究提供了丰富的数据支持。

在研究结果方面,研究人员进行了多方面的探索:

  • 参与者人口统计学特征:发现 EAs 和 AAs 在年龄、性别比例、身体质量指数(BMI)等方面存在差异 。例如,EAs 年龄更大,女性比例更低,AAs 的 BMI 则显著高于 EAs。
  • 代谢物与认知的关联(发现阶段):在 EAs 中,有 118 种代谢物与认知表现相关。如与 3MSE 相关的异鹅去氧胆酸盐硫酸盐(参与次级胆汁酸代谢)、与 RAVLT 延迟回忆相关的视黄醇等 。而在 AAs 中,仅有 19 种代谢物与认知表现相关,像与 RAVLT 5 次试验总和成绩呈负相关的皮质醇、与 DSC 相关的甘油酸等。这表明不同种族中与认知表现相关的代谢物数量存在明显差异。
  • 跨种族关联分析(发现阶段):对 EAs 和 AAs 中与认知测量相关的代谢物进行跨种族比较。结果显示,部分代谢物在不同种族中的效应方向一致,但达到显著水平的较少。这意味着不同种族之间代谢物与认知表现的关联既有相似之处,也存在差异。
  • 代谢物关联的复制验证:在额外的参与者中对发现阶段的结果进行复制验证。在 EAs 中,多个与认知功能相关的代谢物在复制样本中得到验证,如与 DSC 相关的色氨酸等 。在 AAs 中,同样有部分代谢物的关联得到加强,如与 RAVLT 5 次试验总和成绩相关的皮质醇等。这进一步证实了之前发现的代谢物与认知功能之间的关联。

在研究结论和讨论部分,研究发现一些代谢物,如色氨酸、组氨酸等,以及神经鞘磷脂等代谢通路与认知功能存在关联,这与之前的研究结果相符。同时,还发现了一些新的代谢物,如参与胆红素分解的 N - 乙酰苯丙氨酸和 X21448 等,为后续研究提供了新的方向。此外,研究还指出不同种族在 T2D 和认知障碍方面存在差异,部分代谢物在不同种族中具有一定的通用性。然而,该研究也存在一些局限性,如代谢组覆盖不全面、基于横断面数据无法确定因果关系、样本量可能影响研究结果等。但总体而言,这项研究为理解 T2D 背景下认知能力下降的病理生理机制提供了重要线索,有助于更早地识别痴呆风险较高的个体,以便进行早期干预。未来的研究可以在扩大样本量、采用多种技术全面分析代谢组等方面进一步深入,从而更深入地揭示 T2D 与认知障碍之间的关系。

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