探索唾液E-钙黏蛋白作为糖尿病非侵入性生物标志物：一项基于大鼠模型的研究

《Scientific Reports》：Exploratory insights into salivary E-cadherin as a non-invasive biomarker in a rat model of diabetes

本研究针对糖尿病早期诊断中侵入性检测方法带来的不便，探索了唾液E-钙黏蛋白作为非侵入性生物标志物的潜力。研究人员通过建立STZ诱导的糖尿病大鼠模型，系统评估了唾液和血清中E-cadherin水平与氧化应激(OS)标志物的关联。结果显示糖尿病大鼠唾液E-cadherin水平显著降低(0.60±0.15 ng/ml)，且与氧化应激标志物呈显著相关性，表明唾液E-cadherin有望成为糖尿病相关上皮功能障碍的早期诊断标志物，为临床提供了一种简单、无压力的筛查新途径。

　　

在全球范围内，糖尿病已经成为影响超过5亿人的重大健康问题。这种慢性疾病以持续性高血糖、氧化应激(Oxidative Stress, OS)和全身性炎症为特征，导致广泛的细胞和组织功能障碍。虽然血糖和糖化血红蛋白(HbA_1c)仍然是糖尿病诊断的金标准，但这些方法依赖静脉穿刺等侵入性操作，常常给患者带来不适和痛苦，使得频繁监测变得困难。

在这种背景下，唾液生物标志物因其与血液的蛋白质组相似性而成为有前景的非侵入性替代方案。特别是上皮屏障功能障碍作为糖尿病的关键并发症之一，影响着包括口腔和唾液组织在内的多个器官。E-钙黏蛋白(E-cadherin)作为钙黏蛋白家族中的重要成员，是上皮细胞间粘附连接的关键组成部分，对维持上皮完整性至关重要。然而，尽管血清E-钙黏蛋白已在多种疾病状态中得到研究，但其在唾液中的存在及其作为糖尿病生物标志物的潜力仍知之甚少。

这项发表在《Scientific Reports》上的研究首次系统评估了糖尿病大鼠模型中唾液E-钙黏蛋白的水平，并探讨了其与氧化应激标志物的关系，为糖尿病早期诊断提供了新的思路。

主要技术方法

研究采用20只雄性Wistar大鼠，通过链脲佐菌素(STZ)诱导建立糖尿病模型。样本来源为实验动物中心提供的大鼠。关键技术包括：通过毛果芸香碱刺激收集唾液样本；采用心脏穿刺采集血液样本；使用酶联免疫吸附测定(ELISA)检测血清和唾液中的E-cadherin水平；通过商业试剂盒定量分析氧化应激标志物，包括丙二醛(MDA)、谷胱甘肽(GSH)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)；使用统计学方法分析各组间差异及相关性。

研究结果

生理和生化参数变化

糖尿病大鼠在实验结束时表现出明显的生理变化。与对照组(453.0±29.95 g)相比，糖尿病大鼠的最终体重显著降低(322.80±97.50 g；p<0.05)。空腹血糖水平在糖尿病组中显著升高(440.0±75.10 mg/dl)，而对照组保持正常水平(96.44±2.88 mg/dl；p<0.05)。此外，糖尿病大鼠的血清肌酐、尿素以及ALT和AST活性均显著升高(p<0.01)，表明存在多器官功能异常。

E-钙黏蛋白水平变化

糖尿病大鼠在血清和唾液中的E-钙黏蛋白水平均显著降低。唾液E-钙黏蛋白水平在糖尿病组中为0.60±0.15 ng/ml，显著低于对照组的1.21±0.45 ng/ml(p<0.05)。血清E-钙黏蛋白水平在糖尿病组中为15.64±3.62 ng/ml，也显著低于对照组的18.17±2.23 ng/ml(p<0.05)。值得注意的是，两组中血清E-钙黏蛋白水平均显著高于唾液水平(p<0.001)。

氧化应激标志物变化

糖尿病大鼠表现出明显的氧化应激失衡。MDA水平在糖尿病组中显著升高(1.32±0.03 nmol/ml)，而对照组为0.50±0.04 nmol/ml(p<0.001)。抗氧化标志物则显著降低：GSH水平在糖尿病组中为0.76±0.06 μg/ml，对照组为2.55±0.04 μg/ml(p<0.001)；SOD活性在糖尿病组中为0.11±0.02抑制率，对照组为0.18±0.02抑制率(p<0.001)；CAT活性在糖尿病组中为2.02±0.17 mU/ml，对照组为4.84±0.56 mU/ml(p<0.001)。

相关性分析

唾液E-钙黏蛋白与MDA水平呈显著负相关(r=-0.66, p<0.05)，而与GSH(r=0.78, p<0.01)和SOD(r=0.63, p<0.05)呈正相关。血清E-钙黏蛋白也显示出类似的相关性模式。特别重要的是，唾液和血清E-钙黏蛋白水平之间存在显著正相关(r=0.65, p<0.05)，表明唾液中的变化能够反映系统性改变。

研究结论与讨论

本研究首次提供了糖尿病对E-钙黏蛋白表达的系统性和局部影响的整合视角，揭示了氧化应激与上皮完整性之间的密切联系。研究结果表明，糖尿病诱导的氧化应激与E-钙黏蛋白水平降低相关，唾液和血清E-钙黏蛋白与氧化应激标志物之间存在中度至强度的相关性。

E-钙黏蛋白对维持上皮完整性至关重要，特别是在口腔黏膜中，通过调节细胞间粘附和上皮屏障功能发挥作用。在糖尿病条件下，氧化应激可能通过多种途径导致E-钙黏蛋白减少，包括基质金属蛋白酶(MMP-2和MMP-9)的激活、转录抑制因子Snail的触发以及Wnt/β-连环蛋白信号通路的刺激。这些机制共同驱动上皮-间质转化(Epithelial-to-Mesenchymal Transition, EMT)，其特征是E-钙黏蛋白等上皮标志物的丢失和间质特征的获得，促进组织重塑和纤维化。

唾液E-钙黏蛋白与氧化应激标志物的显著相关性支持了氧化失衡破坏上皮完整性的观点。更重要的是，唾液和血清E-钙黏蛋白水平之间的显著正相关提供了直接证据，表明唾液测量可以可靠地反映系统性变化，为评估上皮完整性和监测糖尿病中氧化应激相关改变提供了实用、非侵入性的血液检测替代方案。

尽管这项研究基于大鼠模型且样本量有限，但结果为在更大群体（包括人类受试者）中进行进一步研究以验证其临床实用性奠定了基础。唾液E-钙黏蛋白有望成为血液评估的实用、无压力替代方案，促进临床和社区环境中的可及性筛查和纵向监测，为糖尿病相关上皮功能障碍的早期检测和监测开辟了新途径。