成人隐匿性自身免疫性糖尿病与1型糖尿病的代谢组学特征差异:色氨酸代谢通路参与自身免疫性糖尿病异质性

Metabolomic profile differs between LADA and type 1 diabetes identifying tryptophan metabolism as a pathway involved in the heterogeneity of autoimmune diabetes

作者信息Ernesto Maddaloni, Samantha Pezzica, Rocco Amendolara, Silvia Sabatini, Gabriele Mocciaro, Guido Sebastiani, Luca D'Onofrio, Fabrizia Carli, Marta Tesi, Mara Suleiman, Luca Navarini, Laura Nigi, Caterina Formichi, Marta Vomero, Marco Minerba, Piero Marchetti, Francesco Dotta, Raffaella Buzzetti, Amalia Gastaldelli
PMID42360463
发布时间2026-09
DOI10.1007/s00125-026-06777-4

实验完整度

研究包含临床血清代谢组学/脂质组学、体外胰岛细胞实验和多变量统计分析,但缺少动物模型和功能验证实验。

主要模型

健康供体人胰岛 LADA患者样本 1型糖尿病患者样本 RA患者样本

重点核对

LADA诊断标准:根据免疫糖尿病学会标准,需验证糖尿病自身抗体阳性且诊断时不依赖胰岛素 样本量:LADA 49例,1型糖尿病44例,RA 29例,对照组14例,需核对各组样本量 体外实验:500个胰岛经IL-1β(50 U/ml)和IFN-γ(1000 U/ml)处理48小时,需验证细胞因子浓度和时间 Kyn/Trp比值:中位数(25th-75th百分位数),LADA 0.021(0.018-0.024),1型糖尿病0.018(0.014-0.022),需核对检测方法 统计设计:ANCOVA校正年龄、性别、eGFR,FDR校正,需核对模型假设

摘要

目的/假设:自身免疫性糖尿病的异质性可能与代谢改变的差异有关。我们旨在研究自身免疫性疾病代谢组和脂质组的差异,并识别与β细胞损伤相关的通路。为此,我们比较了成人隐匿性自身免疫性糖尿病(LADA)和1型糖尿病,同时与类风湿关节炎(RA)这一相关自身免疫性疾病及健康对照进行比较。方法:对136名个体(49名LADA,44名1型糖尿病,29名RA,14名对照)进行了代谢组学和脂质组学分析。还在体外用促炎细胞因子处理后评估了健康供体胰岛的组学。结果:LADA和1型糖尿病在脂质组学和代谢组学上与RA存在差异。与LADA相比,1型糖尿病的磷脂酰乙醇胺、神经酰胺、溶血磷脂酰胆碱和三羧酸循环入口处的几种代谢物均较高。在经促炎细胞因子处理的胰岛中,色氨酸浓度降低了80%,表明色氨酸代谢响应炎症刺激而被激活。在自身免疫性疾病患者中,犬尿氨酸/色氨酸比值(Kyn/Trp)作为色氨酸通路激活的标志物,高于对照组(对照组Kyn/Trp比值,中位数[25th–75th百分位数]:0.014 [0.012–0.019]),从RA(0.027 [0.022–0.032])到LADA(0.021 [0.018–0.024])再到1型糖尿病(0.018 [0.014–0.022])逐渐下降,ANCOVA p<0.0001。在LADA中,多变量回归模型校正混杂因素后,Kyn/Trp与空腹C肽水平直接相关(p=0.038)。结论/解释:LADA和1型糖尿病之间以及与RA之间的代谢组学和脂质组学特征存在差异,为自身免疫性糖尿病的异质性提供了新的见解。我们的结果证实了色氨酸代谢在自身免疫性疾病中的参与,提示LADA中该免疫耐受通路的激活受损程度较1型糖尿病轻,与其β细胞丢失程度较轻一致。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
LADA和1型糖尿病在代谢组学和脂质组学上是否存在差异?色氨酸代谢是否参与自身免疫性糖尿病的异质性?
核心机制
色氨酸代谢通路(犬尿氨酸途径)的激活在自身免疫性疾病中起免疫调节作用,其激活程度从RA到LADA再到1型糖尿病逐渐减弱,与β细胞凋亡和胰岛素分泌相关。
主要证据
血清代谢组学和脂质组学显示LADA与1型糖尿病在多个脂质和代谢物上存在差异;体外胰岛细胞实验显示IL-1β+IFN-γ处理使色氨酸降低80%,激活色氨酸代谢;Kyn/Trp比值在自身免疫性疾病中显著升高,且与LADA的C肽水平正相关。
研究意义
该研究为自身免疫性糖尿病的异质性提供了代谢层面的新见解,提示色氨酸代谢通路可能作为区分疾病亚型和预测β细胞功能丧失的生物标志物,并为未来开发干预策略提供潜在靶点。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

临床样本招募和分组

比较LADA、1型糖尿病、RA和对照组的代谢组和脂质组差异

从意大利五个中心入组了136名参与者,包括49例LADA、44例1型糖尿病、29例RA和14例对照(来自匿名数据库),收集空腹血样进行代谢组学和脂质组学分析。

2

代谢组学和脂质组学分析

检测循环中的脂质和极性代谢物,评估各组间的差异

使用UHPLC-MS QTOF进行脂质组学,使用GC-MS/MS或UHPLC-MS QTOF进行代谢组学。针对超过200种脂质和极性代谢物(氨基酸、TCA循环、糖酵解和色氨酸代谢产物)进行定量分析。

3

人胰岛分离和体外细胞因子处理

模拟自身免疫反应,评估细胞因子对胰岛代谢组的影响

从5例无糖尿病供体的胰腺中分离胰岛,培养48小时恢复,然后使用IL-1β(50 U/ml)和IFN-γ(1000 U/ml)处理48小时。离心收集胰岛,冻存后进行代谢组学/脂质组学分析。

4

Kyn/Trp比值分析

评估自身免疫性疾病中色氨酸代谢通路的激活程度

基于色氨酸和犬尿氨酸的定量,计算Kyn/Trp比值,比较各组差异,并分析其与C肽(LADA)的相关性。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱Agilent--
气相色谱-串联质谱Agilent--
M199培养基Euroclone SpA--
白细胞介素-1βSigma-Aldrich--
干扰素-γSigma-Aldrich--
Daytona生化分析仪Randox Laboratories--
C肽免疫放射分析试剂盒PantecIM3639
Prism软件GraphPad--
STATA/IC软件StataCorp--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
受试者招募
LADA和1型糖尿病的诊断标准,入组排除标准(家族性高胆固醇血症、活动性恶性肿瘤、其他类型糖尿病、妊娠),采血前空腹时长,胰岛素使用患者采血前药物调整
阅读提示:Methods: Study design and population
代谢组学和脂质组学分析
使用的质谱仪器型号,色谱柱信息(未提供),内部标准品来源,目标代谢物和脂质列表,数据处理方法,质控方法
阅读提示:Methods: Lipidomic and metabolomic profiling; ESM Methods
人胰岛分离和培养
供体胰腺来源,胰岛分离方法(胶原酶消化和密度梯度纯化),培养条件(培养基、添加剂、浓度),细胞因子处理浓度和时间
阅读提示:Methods: Human islets and in vitro experiments; ESM Methods
统计分析与数据解释
组间比较使用的统计检验(Kruskal-Wallis、Mann-Whitney U),ANCOVA校正的具体变量,多变量回归的协变量,FDR校正方法,Kyn/Trp比值计算方式
阅读提示:Methods: Statistical analysis; Results: Kynurenine/tryptophan