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全身FFDG PET/MRIと非標的メタボロミクスを統合することで、2型糖尿病における組織特異的なインスリン抵抗性に関する新たな知見が得られる可能性があります
Integration of whole-body [F]FDG PET/MRI with non-targeted metabolomics can provide new insights on tissue-specific insulin resistance in type 2 diabetes.
PMID: 32433479 PMCID: PMC7239946. DOI: 10.1038/s41598-020-64524-0.
抄録
様々な代謝物の変化は、2 型糖尿病（T2D）やインスリン抵抗性と関連している。しかし、代謝物と組織特異的表現型との間の有意な関連を特定するには、マルチオミクスのアプローチが必要である。年齢と体格指数をマッチさせた耐糖能レベルの異なる 42 人の被験者（正常、糖尿病前、T2D）のコホートにおいて、高インスリン血症性血糖測定時の全身陽電子放出断層撮影（PET）/磁気共鳴画像法（MRI）のパラメータと皮下脂肪組織（SAT）および血漿の非標的メタボロミクスプロファイリングとの間の関連を計算しました。血漿メタボロミクスプロファイリングの結果、肝脂肪含量はチロシンと正の相関があり、リソPC（P-16:0）と負の相関があることが明らかになった。内臓脂肪組織（VAT）とSATインスリン感受性（K）は、いくつかのリゾリン脂質と正の相関がありましたが、分岐鎖アミノ酸とは逆の相関がありました。また、脂肪組織のメタボローム解析では、非エステル化脂肪酸とVATと肝臓のKとの間に正の相関があることが明らかになりました。本研究では、SAT および血漿中のいくつかの代謝物と全身の様々な組織の脂肪率、体積、インスリン感受性との間の新たな関連性を提示し、統合的なマルチオミクスアプローチの利点を実証しました。
Alteration of various metabolites has been linked to type 2 diabetes (T2D) and insulin resistance. However, identifying significant associations between metabolites and tissue-specific phenotypes requires a multi-omics approach. In a cohort of 42 subjects with different levels of glucose tolerance (normal, prediabetes and T2D) matched for age and body mass index, we calculated associations between parameters of whole-body positron emission tomography (PET)/magnetic resonance imaging (MRI) during hyperinsulinemic euglycemic clamp and non-targeted metabolomics profiling for subcutaneous adipose tissue (SAT) and plasma. Plasma metabolomics profiling revealed that hepatic fat content was positively associated with tyrosine, and negatively associated with lysoPC(P-16:0). Visceral adipose tissue (VAT) and SAT insulin sensitivity (K), were positively associated with several lysophospholipids, while the opposite applied to branched-chain amino acids. The adipose tissue metabolomics revealed a positive association between non-esterified fatty acids and, VAT and liver K. Bile acids and carnitines in adipose tissue were inversely associated with VAT K. Furthermore, we detected several metabolites that were significantly higher in T2D than normal/prediabetes. In this study we present novel associations between several metabolites from SAT and plasma with the fat fraction, volume and insulin sensitivity of various tissues throughout the body, demonstrating the benefit of an integrative multi-omics approach.