《Diabetes Research and Clinical Practice》：Serum vs. exosomal miRNA signatures in South Asian adults with prediabetes: implications for T2DM risk prediction
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摘要研究目的微小RNA是维持代谢平衡的关键调节因子，它们既可自由存在于血清中，也可封装在外泌体中。但目前尚未对它们在糖尿病前期诊断中的应用潜力进行直接比较研究。研究方法我们开展了一项队列研究，研究对象包括糖尿病前期患者（n=25）、新诊断的2型糖尿病患者（n=15）、持续性2型糖
摘要
研究目的
微小RNA是维持代谢平衡的关键调节因子，它们既可自由存在于血清中，也可封装在外泌体中。但目前尚未对它们在糖尿病前期诊断中的应用潜力进行直接比较研究。
研究方法
我们开展了一项队列研究，研究对象包括糖尿病前期患者（n=25）、新诊断的2型糖尿病患者（n=15）、持续性2型糖尿病患者（n=25），以及年龄、性别和BMI匹配的正常血糖对照组（n=25）。我们从配对的完整血清和血清来源的外泌体中提取RNA，通过RT-qPCR技术检测差异表达的微小RNA，包括miR-128-3p、miR-15b-5p、miR-6838-5p、miR-195-5p和miR-424-5p。此外还通过ROC曲线分析评估这些候选微小RNA的诊断效能。
研究结果
在完整血清和外泌体组分中分别发现了不同的微小RNA特征。在糖尿病前期组中，miR-195-5p和miR-6838-5p的表达显著升高且具有一致性。在糖尿病前期患者和新诊断2型糖尿病患者中，外泌体中的微小RNA也表现出明显变化。这些微小RNA具备良好的区分糖尿病前期患者与正常血糖人群的能力。
研究结论
我们的研究结果表明，分析总血清中的微小RNA是一种更为灵敏且可靠的手段，可用于识别糖尿病前期患者，这一结果与外泌体中的微小RNA特征相一致。因此可以推断，miR-195-5p和miR-6838-5p是用于检测2型糖尿病的新型高效循环生物标志物，有望为更精准的风险分层和预防策略提供依据。
引言
近年来，印度的糖尿病患病率持续上升。预计到2045年，经过年龄调整后的糖尿病患病率将从2011年的9.2%上升到10.9%。此外，印度约有50%的糖尿病患者尚未得到诊断。根据2024年的一项调查，印度有1.36亿糖尿病前期患者，20至79岁之间的糖尿病患者则有8990万。ICMR-INDIAB研究显示，约15.3%的印度人口被诊断为糖尿病前期[1]、[2]。如果不采取生活方式干预措施，这部分糖尿病前期患者中有相当比例可能会发展成糖尿病。那些空腹血糖水平正常或略高但存在明显葡萄糖代谢异常的人群，可通过进行75克口服葡萄糖耐量试验后两小时测定其血糖水平来识别。
“糖尿病前期”是2型糖尿病的一种不确定且难以预测的前期状态，此时很难准确预测糖尿病是否会进一步发展。在印度，尤其是那些存在空腹血糖受损情况的糖尿病前期患者，其糖尿病进展速度较快[3]。
胰岛素抵抗是多种慢性代谢性疾病发病机制的共同特征，这类疾病包括1型糖尿病[4]、2型糖尿病[5]、妊娠糖尿病[6]、多囊卵巢综合征（现称为多内分泌代谢卵巢综合征）[7]，以及心血管疾病和神经退行性疾病[8]。随着对胰岛素抵抗相关复杂代谢途径的研究不断深入，人们正在寻找新的分子干预靶点。过去十年中，许多研究致力于筛选和鉴定在调控胰岛素信号通路和胰岛素抵抗过程中起作用的微小RNA，进而探讨它们与2型糖尿病发病之间的关联[9]。
作为生物标志物的微小RNA具有稳定性、微创性，且能够准确反映潜在的生理和代谢异常。微小RNA是一类长度在18至22个核苷酸之间的小型单链非蛋白质编码RNA分子[10]。它们存在于真核生物的基因组中，因其能够在转录后阶段通过抑制翻译或降解mRNA来负向调控目标基因的表达而备受关注[11]。目前尚不清楚微小RNA介导的转录后基因沉默异常对胰岛素抵抗和2型糖尿病发病的影响，但越来越多的证据表明，微小RNA可能成为预防和治疗代谢性疾病的新治疗靶点。
过去五年间，有研究证明微小RNA不仅存在于细胞内，也可能出现在血清、血浆、尿液、牛奶和唾液等细胞外生物液中[12]。成熟的微小RNA由于被封装在外泌体、微囊泡、凋亡小体等小型膜囊泡中，或包裹在高密度脂蛋白颗粒中，同时还与Argonaute 2 RNA结合蛋白结合，因此能够避免被RNase降解[13]。
尽管微小RNA作为生物标志物具有巨大潜力，但其诊断和治疗效果却因来源不明以及转运不受控制等问题而受到限制。而利用其外泌体形式则可以有效缓解这些问题。外泌体是包裹在脂质双层结构中的小型细胞外囊泡，能够携带特定的微小RNA，因此在循环过程中仍能保持其生物成分的完整性[14]。
目前还没有证据可以直接说明，在早期识别2型糖尿病方面，总血清中的微小RNA和外泌体中的微小RNA在灵敏度和特异性方面哪个更具优势。虽然已有许多研究分析了2型糖尿病患者体内的微小RNA，但关于糖尿病前期状态下总血清微小RNA与外泌体微小RNA的诊断价值对比仍缺乏清晰认识。有观点认为，由于外泌体中的微小RNA是经过选择性包装的，因此可能更能反映细胞应激或功能障碍的特定“信号”，而总血清中的微小RNA则可能反映更广泛、更即时的代谢紊乱状态[8]。
在本研究中，我们对一组已明确特征的糖尿病前期患者和正常血糖患者的配对完整血清及血清来源的外泌体中的微小RNA进行了全面比较分析。我们的主要目标是找出最敏感的微小RNA来源以及最具诊断价值的微小RNA候选分子，以便实现糖尿病前期的早期检测。研究结果显示，总血清中的微小RNA能够提供更可靠的糖尿病前期特征，这一结果与外泌体中的微小RNA特征相一致。
章节摘录
实验设计与患者招募
研究对象选自印度金奈的SRM医学院附属医院及研究中心。参与者为30至70岁的男性和女性。据此，我们将研究对象分为以下几组：（1）正常葡萄糖耐量组，共25人；（2）糖尿病前期组，共25人；（3）新诊断的2型糖尿病患者组，共15人；（4）持续性2型糖尿病患者组，共25人。所有参与者均签署了知情同意书，本研究
外泌体的形态学分析
通过高分辨率透射电子显微镜进行的形态学和大小分析表明，所分离得到的外泌体呈圆形，大小均匀（见图1）。在我们之前发表的研究中，纳米粒子追踪分析也证实成功分离出了浓度在106到108个/毫升之间的外泌体[16]。此外，通过分光光度法还确认了外泌体中存在天冬氨酸氨基转移酶这一标志物[16]。
讨论
南亚人群通常在更年轻的年龄就被诊断出2型糖尿病，且其体重指数相对较低[18]。即便在没有明显2型糖尿病症状的人群中，他们也存在较高的胰岛素抵抗水平。HOMA-IR指数和Matsuda指数常被用作评估胰岛素抵抗的指标[19]，但这些广泛使用的筛查工具低估了该人群中2型糖尿病的发病率[20]。
先前的研究已经表明，在肥胖、不健康
研究的局限性
这项研究还需要在更大规模、多中心、前瞻性的纵向队列中进行验证，以确认这些微小RNA在预测2型糖尿病进展方面的作用。除了具备预测价值外，总血清中微小RNA的特征还有助于深入了解该疾病的发病机制。不过，血液中微小RNA的确切来源目前尚不明确，但它们主要来源于多个器官的各类细胞，比如胰腺、肝脏等。
结论
总之，我们的研究为优先采用血清微小RNA分析来早期识别糖尿病前期提供了有力依据。miR-195-5p/miR-6838-5p组合有望成为优化风险分层的有效工具，有助于实施针对性的生活方式干预或药物治疗，从而阻止2型糖尿病的发展。
伦理审批
本研究已获得印度泰米尔纳德邦SRM医学院附属医院及研究中心伦理委员会的批准（伦理审批编号：8782/IEC/2024）。
CRediT作者贡献说明
Angel Mendonca： 文章撰写——审阅与编辑，文章撰写——初稿撰写，方法学研究，正式数据分析。Janardanan Subramonia Kumar： 指导工作，正式数据分析。Sujatha Sundaresan： 文章撰写——审阅与编辑，指导工作，概念构思。
利益冲突声明
各位作者声明，自己不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益关系或个人关系。
致谢
我们要感谢SCIF和SRM-DBT平台以及SRMIST为本研究提供的仪器设备支持。
Angel Mendonca|Janardanan Subramonia Kumar|Sujatha Sundaresan
印度泰米尔纳德邦卡坦库拉图尔603203，SRM理工学院生物工程系生物技术专业
