基于皮肤与汗液的多模态研究揭示二氢硫辛酰琥珀酰转移酶（DLST）为糖尿病早期无创检测的葡萄糖响应性生物标志物

《Molecular Metabolism》：DLST-driven metabolic alterations link skin to blood glucose: A translational study from mouse to human

摘要

为探究皮肤特征与糖尿病之间的关联，我们开展了一项多模态研究，综合了糖尿病小鼠模型、人类先证者队列以及角质形成细胞反应实验。我们的目标是在皮肤、细胞和汗液中鉴定出与血糖控制相关的分子标志物，并将其作为高血糖的早期生物标志物。这一整合性方法有助于加深对糖尿病相关皮肤病变变化的理解，并支持开发针对早期检测的靶向、无创诊断工具。

在糖耐量测试之后，我们进行了蛋白质组和代谢组分析。我们鉴定出二氢硫辛酰琥珀酰转移酶（DLST）作为一种有前景的生物标志物，其蛋白质水平和转录本水平在不同模型中与血糖状态一致相关。在HaCaT角质形成细胞中，DLST被发现驱动代谢重编程向谷氨酰胺利用方向发展，作为抗氧化保护反应的一部分。染色质免疫共沉淀实验显示Sp1结合于DLST启动子区域，而包括Sp1过表达和敲低在内的功能研究进一步证实Sp1在转录水平上调控DLST。此外，DLST敲低复现了谷氨酰胺通路的代谢变化，这些发现得到了蛋白质组分析和稳定同位素标记通量分析的支持。

健康皮肤中DLST表达降低与口服葡萄糖摄入后角质形成细胞中观察到的谷氨酰胺代谢变化相对应。虽然健康皮肤和汗液表现出相反的代谢趋势，但2型糖尿病前期样本显示一致的代谢趋势，表明汗液代谢组学可作为早期系统性代谢指标。

这些发现表明DLST是一种葡萄糖响应性生物标志物，反映了皮肤和汗液对全身葡萄糖的反应，为开发针对糖尿病早期检测的靶向、无创诊断工具奠定了基础。

Nsrein Ali|Syeda Tayyiba Rahat|Diana Motei|Mira M?kel?|Subodh Sharma|Mikko Tulppo|Juhani Juntilla|J. Kalervo Hiltunen|Anni I. Nieminen|Steffen Ohlmeier|Seppo Vainio

生物化学与分子医学系