KR20120134272A - 혈장 대사체를 이용한 제2형 당뇨병 진단 키트 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 라이소-포스파티딜 콜린(C14:0), 라이소-포스파티딜 콜린(C16:1) 및 라이소-포스파티딜에탄올아민(C18:1)을 포함하는 혈장 대사체를 분석하여 제2형 당뇨병을 진단하는 키트에 관한 것이다.
본 발명은 다양한 마커들의 농도를 동시에 분석함으로써 제2형 당뇨병에 대한 진단에 유용하게 이용될 수 있다.
본 발명은 다양한 마커들의 농도를 동시에 분석함으로써 제2형 당뇨병에 대한 진단에 유용하게 이용될 수 있다.
Description
본 발명은 라이소-포스파티딜 콜린(C14:0), 라이소-포스파티딜 콜린(C16:1) 및 라이소-포스파티딜에탄올아민(C18:1)으로 구성되는 군으로부터 선택되는 혈장 대사체의 정량장치를 포함하는 당뇨병 진단 키트에 관한 것이다.
21세기에 들어서면서 식생활은 더불어 과거 어느 때보다 풍요로워지고, 의료기술의 발달로 평균수명이 길어지는 고령화 시대에 접어들면서 건강장수에 대한 관심이 점차 커지고 있다. 경제성장과 더불어 나타난 고지방식이 등의 식습관의 변화로 생체의 균형이 무너지고, 남녀노소에 관계없이 비만?당뇨 합병증 환자가 크게 늘어나고 있다.
비만은 고혈압, 당뇨병, 심장순환계질환 및 각종 암 등을 유발시키는 원인이 되며 비만관련 질병치료에 소요되는 의료비는 날로 증가하고 있어 체지방 감소효과를 가지는 물질의 규명 및 이의 효과를 입증하는 노력은 전 세계적으로 큰 관심사가 되고 있다.
소아 당뇨병이라 불리우는 제1형 당뇨병과 달리, 제2형 당뇨병은 운동부족, 비만 또는 스트레스 등에 의한 후천적 요인으로 인슐린의 분비 조절은 원활하나 인슐린이 제기능을 하지 못하여 혈당 조절이 실패하는 경우 발생한다(Stumvoll M, et al., Lancet 365:1333-46(2005)). 2008년 질병관리본부의 통계에 따르면 30세 이상 국민에서 당뇨병의 유병률은 9.1%에 달하며 40세가 넘으면 유병률이 급격히 증가하여 50대에는 20%에 달하는 것으로 나타났다. 이러한 급격한 유병률의 증가는 영양상태의 개선과 운동의 부족 등 환경적 요인의 변화가 가장 주된 원인인 것으로 추정된다.
우리나라의 경우 인슐린 비의존형의 제2형 당뇨환자가 전체 당뇨환자의 90-95%를 차지하고 있으며 선진국뿐만 아니라 개발도상국의 사람들도 점차 신체활동은 줄고 비만은 늘면서, 제2형 당뇨병의 발생이 무서운 속도로 증가하고 있다. 최근 10년간 한국인의 식단에서 지방이 차지하는 비율이 1969년 7.2%에서 2007년 18.5%까지 증가(South Korea Ministry of Health and Social Affairs. The Third Korea National Health & Nutrition 4 Examination Survey(2008))하였으며 당뇨병으로 인한 사망률은 빠르게 증가하여 1988년 7.4%에서 2007년 22.9%(South Korea National Statistical Office. Annual Report on the Cause of Death Statistics (2007))에 이르렀다.
최근 대사체 연구는 인간 혈장 대사체들이 인슐린 저항성, 제2형 당뇨병 및 당뇨병 전증으로 발생한 혈당부하와 관련이 있음을 보여주고 있다(Zhang, X. et al., J.9 Proteome . Res ., 8(11),5188-95(2009), Huffman, K.M. et al., Diabetes Care ., 32(9),1678-83(2009), Bain, J.R. Diabetes ., 58(11),16 2429-43(2009), Zhao, X. et al., J. Physiol . Endocrinol . Metab ., 296(2), E384-93(2009)).
하지만 최근의 혈장 대사체 연구들은 당뇨병 진단 방법 개발하거나 치료제 효과를 높이는데 목표를 두고 있다. 특히, 초기 당뇨병 환자 및 건강한 사람 간의 염증 마커, 산화적 마커 및 동맥 경직 마커의 차이점 및 대사체 변화에 대한 포괄적인 이해는 아직까지 연구되어 있지 않다.
본 발명자들은 초기 당뇨병 환자와 정상인 사이의 대사 물질 변화 뿐 아니라 염증마커, 산화적 마커 및 동맥 경직도와의 상관관계를 밝혀 새로운 당뇨병 진단 키트를 개발하고자 하였다.
본 명세서 전체에 걸쳐 다수의 논문 및 특허문헌이 참조되고 그 인용이 표시되어 있다. 인용된 논문 및 특허문헌의 개시 내용은 그 전체로서 본 명세서에 참조로 삽입되어 본 발명이 속하는 기술 분야의 수준 및 본 발명의 내용이 보다 명확하게 설명된다.
본 발명은 제2형 당뇨병으로 새롭게 진단받은 환자로부터의 혈장 대사체를 분석하여 이들의 수치와 염증, 산화스트레스 및 혈관 경직도와의 상관관계를 분석하는 제2형 당뇨병 진단 키트 개발하고자 노력하였다. 그 결과, UPLC/Q-TOF MS를 이용한 혈장 분석을 통해, 당뇨병 환자의 경우 19가지의 대사 물질[(루신, 라이신, 페닐알라닌, 8가지의 아실카니틴, 6가지의 라이소-포스파티딜콜린(lysophosphatidylcholine, lysoPC) 및 2가지의 라이소-포스파티딜에탄올아민(lysophosphatidylethanolamine, lysoPE)]이 정상인 수치보다 높게 나타나는 반면, 세린 및 라이소-포스파티딜에탄올아민(C18:1)은 정상인보다 낮게 나타남을 확인하였다. 또한 상기 분석된 대사물질 등 측정된 여러 수치들을 통해 정상인과 당뇨병 환자 사이의 관련성 유무를 확인한 결과, 제2형 당뇨병 판정 시, 염증, 산화적 스트레스 및 동맥 경직도와 상관관계가 있는 것을 확인함으로써 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 혈장 대사체 분석과 염증, 산화 스트레스 및 혈관 경직도와의 상관성을 통해 제2형 당뇨병을 진단하는 키트를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 된다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 라이소-포스파티딜 콜린(C14:0), 라이소-포스파티딜 콜린(C16:1) 및 라이소-포스파티딜에탄올아민(C18:1)으로 구성되는 군으로부터 선택되는 혈장 대사체의 정량장치를 포함하는 당뇨병 진단 키트를 제공한다.
본 발명자들은 제2형 당뇨병으로 새롭게 진단받은 환자로부터의 혈장 대사체를 분석하여 이들의 수치와 염증, 산화스트레스 및 혈관 경직도와의 상관관계를 분석하여 제2형 당뇨병을 진단하는 진단 키트를 개발하기 위하여 예의 연구 노력하였다. 그 결과, 정상인과 당뇨병 환자 사이의 혈장 대사체들과 당뇨병 질환의 위험도에 대한 지표가 되는 염증, 산화스트레스 및 혈관 경직도와 일관된 상관관계가 있어 당뇨병 질환의 위험도에 대한 지표가 될 수 있음을 발견하였다.
본 발명에 따르면, 당뇨병 질환군의 경우 혈당, 중성지방, 산화-LDL, 염증성 지표인 hs-CRP, 인터루킨-6(IL-6), 종양괴사인자-(TNF-), 인슐린 저항성 지표인 HOMA-IR, 산화스트레스 마커 및 상완-발목 맥파 속도(ba-PWV, 혈관 경직도 지표에 이용) 수치가 대조군보다 높게 나타났다. 또한, UPLC/Q-TOF MS를 이용한 혈장 대사체 분석을 통해, 루신, 라이신, 페닐알라닌, 8가지의 아실카니틴(프로피오닐-카니틴, 옥타노일-카니틴, 디카노일-카니틴, 도디카노일-카니틴, 팔미틸-카니틴, 헵타디카노일-카니틴, 리놀레일-카니틴 및 바시닐-카니틴), 6가지 라이소-포스파티딜 콜린(C14:0, C16:1, C18:1, C18:3, C20:5 및 C22:6) 및 2가지의 라이소-포스파티딜에탄올아민(C18:2 및 C22:6)이 정상인 수치보다 높게 나타나는 반면, 세린 및 라이소-포스파티딜에탄올아민(C18:1)은 대조군보다 낮게 나타났다.
본 명세서에서 용어 “혈장 대사체”는 혈액 기원의 액상 시료로부터 수득한 대사물질을 말하며 바람직하게는, 상기 혈액 기원은 전혈이고, 더욱 바람직하게는 혈장이다. 바람직하게는, 상기 혈장 대사체를 검출하기 위해 전혈을 전처리할 수 있다. 예를 들어, 여과, 증류, 추출, 분리, 농축, 방해 성분의 불활성화, 시약의 첨가 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 대사체는 대사 및 대사 과정에 의해 생산된 물질 또는 생물학적 효소 및 분자에 의한 화학적 대사작용으로 발생한 물질 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 진단키트는 루신, 라이신, 페닐알라닌, 세린, 라이소-포스파티딜 콜린(C14:0, C16:1, C18:1, C18:3, C20:5 및 C22:6)), 라이소-포스파티딜에탄올아민(C18:1, C18:2 및 C22:6), 프로피오닐-카니틴, 옥타노일-카니틴, 디카노일-카니틴, 도디카노일-카니틴, 팔미틸-카니틴, 헵타디카노일-카니틴, 리놀레일-카니틴 및 바시닐-카니틴으로 구성된 군으로부터 선택되는 혈장 대사체에 대한 정량장치를 추가적으로 포함한다.
본 발명에 따르면, 본 발명자들에 의하여 새롭게 규명된 당뇨병의 지표 대사체인 라이소-포스파티딜 콜린(C14:0), 라이소-포스파티딜 콜린(C16:1) 및 라이소-포스파티딜에탄올아민(C18:1) 이외에도 상기 대사체들에 대한 정량정보를 추가적으로 포함함으로써 보다 일관성 있고 신뢰도 높은 정확한 당뇨병의 진단이 가능하다.
본 명세서에서 용어 “진단”은 특정 질병 또는 질환에 대한 한 객체의 감수성(susceptibility)을 판정하는 것, 한 객체가 특정 질병 또는 질환을 현재 가지고 있는 지 여부를 판정하는 것(예컨대, 대사 이상 또는 당뇨병의 동정), 특정 질병 또는 질환에 걸린 한 객체의 예후(prognosis)를 판정하는 것, 또는 테라메트릭스(therametrics)(예컨대, 치료 효능에 대한 정보를 제공하기 위하여 객체의 상태를 모니터링 하는 것)을 포함한다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 진단키트로 진단되는 당뇨병은 제2형 당뇨병이다.
본 명세서에서 용어 “제2형 당뇨병”은 인슐린은 정상적으로 분비되나 인슐린이 제 기능을 못하는 경우에 발병하는 당뇨병을 말하며‘성인형 당뇨병 또는 인슐린 비의존형 당뇨병으로도 불리운다. 제2형 당뇨병은 세포가 췌장에서 생성된 인슐린에 효과적으로 반응하지 않는 경우에 발생하는데 이러한 상태를 인슐린 저항성이라고 한다. 인슐린 저항성이 있는 환자들은 처음에는 정상적인 혈당을 유지하기 위해 추가적으로 더 많은 인슐린을 생산하는데, 결국에는 인슐린 저항성이 진행하여 췌장이 인슐린 요구량을 감당할 수 없게 되어 혈당이 상승하게 되는 것이다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 진단키트로 진단되는 당뇨병은 초기 당뇨병이다.
본 명세서에서 용어 “초기 당뇨병”은 혈당이 정상보다는 높지만 당뇨병으로 확진되기까지 추가적인 정보가 필요한 상태를 포함한다. 대부분의 사람들은 제2형 당뇨병으로 확진되기 전에 초기 당뇨병 과정을 거친다. 초기 당뇨병에서 나타나는 혈당의 상승은 인슐린 저항성 문제로 인해 시작되지만, 초기 당뇨병에 있다고 해서 자동적으로 당뇨병으로 진행하지는 않지만 당뇨병으로 진행될 위험성이 높은 것은 사실이며, 초기 당뇨병은 심장 질환 발생의 위험 요인이 된다. 제2형 당뇨병 환자와 마찬가지로 초기 당뇨병의 사람들도 과체중인 경향이 있으며 혈압이 높고 비정상적인 콜레스테롤 농도를 보인다. 본 발명에 따르면, 본 발명은 초기 당뇨병 과정에서의 염증, 산화적 스트레스 및 동맥 경직 증가를 검출할 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 정량장치는 크로마토그래피/질량분석기이다.
본 발명에서 이용되는 크로마토그래피는 액체-고체 크로마토그래피(Liquid-Solid Chromatography, LSC), 종이 크로마토그래피(Paper Chromatography, PC), 박층 크로마토그래피(Thin-Layer Chromatography, TLC), 기체-고체 크로마토그래피(Gas-Solid Chromatography, GSC), 액체-액체 크로마토그래피(Liquid-Liquid Chromatography, LLC), 포말 크로마토그래피(Foam Chromatography, FC), 유화 크로마토그래피(Emulsion Chromatography, EC), 기체-액체 크로마토그래피(Gas-Liquid Chromatography, GLC), 이온 크로마토그래피(Ion Chromatography, IC), 겔 여과 크로마토그래피(Gel Filtration Chromatograhy, GFC) 또는 겔 투과 크로마토그래피(Gel Permeation Chromatography, GPC)를 포함하나, 이에 제한되지 않고 당업계에서 통상적으로 사용되는 모든 정량용 크로마토그래피를 사용할 수 있다. 바람직하게는, 본 발명에서 이용되는 크로마토그래피는 액체-고체 크로마토그래피이고, 보다 바람직하게는 울트라 퍼포먼스 액체 크로마토그래피(ultra performance liquid chromatography, UPLC)이다.
바람직하게는, 본 발명에서 이용되는 질량분석기는 MALDI-TOF MS 또는 Q-TOF MS이고, 보다 바람직하게는 Q-TOF MS이다.
본 발명의 혈당 대사체은 다른 이동성에 따라 UPLC에서 각 성분들이 분리되며, Q-TOF MS를 거쳐 얻어진 정보를 이용하여 정확한 분자량 정보뿐만 아니라 구조 정보(elemental composition)를 구성 성분을 확인한다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 혈장 대사체 중 루신, 라이신, 페닐알라닌, 라이소-포스파티딜 콜린(C14:0, C16:1, C18:1, C18:3, C20:5 및 C22:6)), 라이소-포스파티딜에탄올아민(C18:2 및 C22:6), 프로피오닐-카니틴, 옥타노일-카니틴, 디카노일-카니틴, 도디카노일-카니틴, 팔미틸-카니틴, 헵타디카노일-카니틴, 리놀레일-카니틴 및 바시닐-카니틴이 증가된 농도를 나타내고, 세린 및 라이소-포스파티딜에탄올아민(C18:1)이 감소된 농도를 나타내는 경우, 증가된 당뇨병 질환의 위험도를 나타낸다.
본 명세서에서 용어“(혈당 대사체 농도의) 증가”는 정상 공복 혈당을 가지는 건강한 사람들에 비해 혈당 대사체 농도가 측정 가능할 정도로 유의하게 증가된 것을 의미하며, 바람직하게는 70% 이상 증가된 거을 의미하고, 보다 바람직하게는 30% 이상 증가된 것을 의미한다.
본 명세서에서 용어“(혈당 대사체 농도의) 감소”는 정상 공복 혈당을 가지는 건강한 사람들에 비해 혈당 대사체 농도가 측정 가능할 정도로 유의하게 감소된 것을 의미하며, 바람직하게는 40% 이상 감소된 거을 의미하고, 보다 바람직하게는 20% 이상 감소된 것을 의미한다.
본 발명에 따르면, 본 발명의 혈장 대사체 중 루신, 라이신, 페닐알라닌, 라이소-포스파티딜 콜린(C14:0, C16:1, C18:1, C18:3, C20:5 및 C22:6)), 라이소-포스파티딜에탄올아민(C18:2 및 C22:6), 프로피오닐-카니틴, 옥타노일-카니틴, 디카노일-카니틴, 도디카노일-카니틴, 팔미틸-카니틴, 헵타디카노일-카니틴, 리놀레일-카니틴 및 바시닐-카니틴은 대조군에 비해 당뇨병 환자군에서 유의하게 증가된 농도를 나타내며, 세린 및 라이소-포스파티딜에탄올아민(C18:1)은 유의하게 감소된 농도를 나타낸다(표 4).
본 발명에 따르면, 디카노일-카니틴, 라이소-포스파티딜 콜린(C14:0, C16:0, C16:1, C18:0, C18:1, C18:2 및 C22:6) 및 라이소-포스파티딜에탄올아민(C18:1)은 VIP(variable importance in the projection) 수치가 1 이상인 혈장 대사체로 대조군과의 차이에서 높은 관련성이 있다는 것을 나타낸다.
또한, 본 발명에 따르면, VIP 수치가 1이상인 혈장 대사체 가운데 디카노일- 카니틴, 라이소-포스파티딜 콜린(C14:0, C16:1, C18:1 및 C22:6) 및 라이소-포스파티딜에탄올아민(C18:1)은 PLS-DA 스코어 플롯 상에서 대조군과 당뇨병 환자군이 구분되도록 하는 주요한 요소이며(표 4), 올레아마이드는 당뇨병 환자(P=0.124)에게서 크게 증가되지 않지만, VIP 수치가 6.592로 대조군과 당뇨병 환자군의 차이를 구별하기 위한 가장 중요한 혈장 대사체이다.
본 발명에 따르면, 디카노일-카니틴은 산화-LDL, 8-epi-프로스타글린딘F2(8-epi-PGF2), IL-6, TNF-및 상완-발목 맥파 속도와 양의 상관관계가 있으며, 또한, 상완-발목 맥파 속도는 라이소-포스파티딜 콜린(C14:0 및 C16:1)와 양의 상관관계가 있고, 라이소-포스파티딜에탄올아민(C18:1)와는 음의 상관관계가 있다.
본 발명에 따르면, 8-epi-PGF2는 Lp-PLA2, 상완-발목 맥파 속도 및 라이소-포스파티딜 콜린(C14:0 및 C16:1)와 양의 상관관계가 있으며, 라이소-포스파티딜 콜린(C14:0, C16:1 및 C18:1)은 혈청 인지질 내 미리스트산(C14:0)(r=0.427, P=0.003), 팔미톨레산(C16:1)(r=0.415, P=0.005) 및 올레산(C18:1ω9)(r=0.376, P=0.011)의 비율과 각각 양의 상관관계가 있고, 라이소-포스파티딜 콜린(C22:6) 및 라이소-포스파티딜에탄올아민(C22:6)(r=0.518, P<0.001)와 라이소-포스파티딜 콜린(C18:2) 및 라이소-포스파티딜에탄올아민(C18:2)(r=0.310, P=0.024) 간에는 각각 양의 상관관계가 있다.
본 발명의 특징 및 이점을 요약하면 다음과 같다:
(a) 본 발명은 라이소-포스파티딜 콜린(C14:0), 라이소-포스파티딜 콜린(C16:1) 및 라이소-포스파티딜에탄올아민(C18:1)을 포함하는 혈장 대사체를 분석하여 제2형 당뇨병을 진단하는 키트를 제공한다.
(b) 본 발명은 다양한 마커들의 농도를 동시에 분석함으로써 제2형 당뇨병에 대한 진단에 유용하게 이용될 수 있다.
도 1a은 제2형 당뇨병으로 새롭게 진단받은 환자(▲)와 정상 공복 혈청 포도당 농도를 가지는 건강한 사람(■)을 분류하는 PLS-DA의 스코어 플롯을 나타낸 그림이다.
도 1b는 PLS-DA 모델의 공변인[p] 및 신뢰도 관계[p(corr)]의 S-플롯을 나타낸 그림이다.
도 1b는 PLS-DA 모델의 공변인[p] 및 신뢰도 관계[p(corr)]의 S-플롯을 나타낸 그림이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
실시예
실험방법
실험대상
본 발명에서는 실험 참가자들은 제2형 당뇨병으로 새롭게 진단받은 환자들(공복혈당농도가 126 ㎎/dL 이상) 가운데 26명을 모집하였으며, 대조군 대상자들은 국립건강보험공단 일산 병원(National Health Insurance Corporation Ilsan Hospital)의 건강증진센터에서 일상적인 검진을 받는 사람들 가운데 공복혈당농도가 126 ㎎/dL 이하인 27명을 모집하였다. 연구 대상자들의 연령은 35-65세였으며, 제2형 당뇨병 환자들 및 대조군 대상자들의 체질량지수(body mass index, BMI)는 일치되도록 하였다. 제외된 사람의 기준은 다음과 같다: 혈관질환, 신장질환, 간질환, 및 급성 또는 만성 염증의 진단을 받은 대상자. 대상자 중 약물 또는 보조제를 복용하는 사람은 없었다. 조사에 착수하기 전에, 모든 참가자들에게 본 연구의 목적에 대하여 상세히 설명한 뒤 동의를 얻었으며 수행된 연구의 프로토콜은 연세대학교 임상시험심사위원회의 승인을 받았다.
인체측정학
파라미터 및 혈액채취
참가자들의 신장 및 체중은 아침에 의복 및 신발을 미착용한 채로 측정하였다. 체질량지수는 체중을 신장의 제곱으로 나누어 계산하였다(kg/m2). 허리엉덩이둘레비(waist-to-hip ratio, WHR)를 계산하기 위하여 허리 및 엉덩이 둘레를 측정하였다. 혈압은 20분의 휴식 후 자동혈압 모니터(TM-2654, A&D, Tokyo, Japan)를 이용하여 앉은 채로 환자의 왼팔에서 측정하였다. 정맥혈 표본은 12시간 밤사이 금식 후 EDTA-처리 튜브 또는 일반 튜브에 채집하였다. 원심분리하여 혈장 또는 혈청을 수득하고 분석 전까지 -70℃에 보관하였다.
식이섭취
평가
24시간 회상방법 및 반정량적 음식빈도 설문(semi-quantitative food frequency questionnaire, SQFFQ)을 모두 이용하여 조사 대상자들의 일반적인 식사 정보를 얻었다(Shim JS, et al., Kor J Community Nutr . 7:484-494(2002)). 섭취음식의 세부적 열량과 영양소함량 분석은 한국영양학회 영양평가프로그램(CAN-pro 3.0.)을 이용하였다. 총 에너지 소모(TEE)(kcal/day)를 24시간 동안의 기초대사율, 신체활동을 포함하는 활동 패턴 및 음식의 특이 동적 대사량을 이용하여 계산하였다. 각 대상자들에 대한 기초 대사율은 Harris-Benedict 등식으로 계산하였다(The American Dietetic Association. Handbook of clinical dietetics. 2nd ed. New Haven, CT: Yale University Press. 5-39(1992)).
혈청 포도당 농도, 인슐린 농도 및 인슐린 저항성 측정 지표
공복 혈당 농도는 당 산화 효소방법으로 베크만 포도당 분석기(Beckman Instruments, Irvine, CA)를 이용하여 측정하였다. 인슐린은 Immuno Nucleo Corporation(Stillwater, MN, USA)사에서 구입한 키트를 이용하여 방사성 면역분석(radioimmunoassay)으로 측정하였다. 인슐린 저항성은 아래의 공식을 이용한 HOMA(homeostasis model assessment)평가를 통해 계산하였다:
IR=[공복 인슐린(μIU/ml) X 공복 혈당 (mmol/l)]/22.5].
혈청 지방 프로파일
공복시 혈청의 총콜레스테롤 및 중성지방은 상업적으로 구입 가능한 Hitachi 7150 Autoanalyzer(Hitachi Ltd., Tokyo, Japan)에서 측정하였다. 덱스트란 설페이트 마그네슘을 이용하여 혈청 카일로마이크론(chylomicron)를 침전시킨 후, 상층액의 LDL 콜레스테롤 및 HDL 콜레스테롤의 농도를 효소적 방법으로 측정하였다. LDL 콜레스테롤은 혈청 중성지방의 농도가 400 mg/dL(4.52 mol/L) 미만인 대상자에 대하여 아래 Friedewald 공식을 이용하여 간접적으로 계산하였다.
LDL 콜레스테롤 = 총 콜레스테롤 - [HDL 콜레스테롤+(중성지방/5)]
지질 과산화작용: 혈장
MDA
, 산화
LDL
및 소변 8-
epi
-
PGF
2
혈장 말론디알데히드(Plasma malondialdehyde, MDA)는 TBARS 키트(thiobarbituric acid-reactive substances assay kit, Zepto-Metrix Co.k Buffalo, NY)를 이용하여 측정하였다. 나타난 색상 반응을 Wallac Victor2 다중표지 계측기(Perkin Elmer Life Sciences, Turku, Finland)의 540 nm 파장에서 판독하였다. 혈장 산화 LDL(ox-LDL)은 효소 면역분석기(Mercodia, Uppsala, Sweden)를 이용하여 측정하였다. 나타난 색상 반응을 Wallac Victor2 다중표지 계측기의 450 nm 파장에서 판독하였다.
소변 8-epi-PGF2a를 조사하기 위하여 12시간 금식 후 소변을 1% 부틸화 하이드록시톨루엔을 함유하는 폴리에틸렌 튜브에 수집하였다. 튜브는 시료 수득 후 곧바로 알루미늄 호일로 감싸고 분석에 이용할 때까지 -70℃에 보관하였다. 8-epi-PGF2a는 효소 면역분석기(BIOXYTECH Uurinary 8-epi-PGF2 TM Assay Kit, OXIS International Inc., Portland, OR, USA)를 이용하여 측정하였으며, 얻어진 색깔반응은 Wallac Victor2 다중표지 계측기를 이용하여 650 nm 에서 측정하였다. 소변 크레아틴은 알칼린 피크르산화(Jeffe) 반응을 이용하여 측정하였다. 소변 8-epi-PGF2a 농도는 pmol/mmol 크레아틴으로 표현하였다.
염증
마커
: 혈청
hs
-
CRP
,
IL
-1β,
IL
-6 및
TNF
-농도
고 민감성 C-반응 단백질(high sensitivity C-reactive protein, hs-CRP)의 혈청 농도는 고 민감성 C-반응 단백질 키트(high-sensitivity CRP-Latex (II) X2 kit, Seiken Laboratories Ltd., Tokyo, Japan)를 이용하여 반응시킨 후 자동분석기(Express+ autoanalyzer, Chiron Diagnostics Co.k Walpole, MA)에서 측정하였다. 혈청 IL-1β, IL-6 및 TNF-농도는 Fluorokine MultiAnalyte Profiling(MAP) cytokine multiple kits and analytes(R&D Systems, Minneapolis, MN)를 이용하여 반응시킨 후 Bio-plex human cytokine panel(Bio-Rad, Hercules, CA)를 사용하여 측정하였다.
혈장
Lp
-
PLA
2
활성 및
아디포넥틴
농도
혈소판 활성화 요인 아세틸하이드로레이즈(platelet-activating factor acetylhydrolase)로 알려져 있는 Lp-PLA2(lipoprotein-associated phospholipase A2)의 활성은 Jeong 등(Jeong TS, et al., Bioorg Med Chem Lett. Mar 1;15(5):1525-7(2005))의 방법을 이용하여 분석하였다.
혈장 아디포넥틴 농도는 효소 면역분석(Human Adiponectin ELISA kit, B-Bridge International Inc., CA, USA)을 이용하여 측정하였다. 분석결과는 450 nm 에서 Victor2를 이용하여 측정하였으며, 파장 보정은 540 nm로 고정하였다.
상완
-발목 맥파 속도(
brachial
-
ancle
wave
velocity
,
ba
-
PWV
)
상완-발목 맥파 속도는 Kim 등(Kim, O.Y. et al., Atherosclerosis. 208(2),581-6(2010))을 이용하여 반응시킨 후 자동분석기(automatic waveform analyzer, model VP-1000; Nippon Colin Ltd., Komaki, Japan)를 사용하여 측정하였다. 참가자들은 5분간 누워 안정을 취한 후 측정하였다. 심전도(electrocardiogram) 전극은 양쪽 손목에, 포노그램을 위한 마이크로폰은 늑골 왼쪽 끝에 위치시킨다. 상완-발목 맥파 속도는 반도체 압력 감지기(1200-Hz sample acquisition frequency)를 통해 기록되며 (La-Lb)/△Tba 식을 이용해 계산된다. 흉골상절흔으로 부터 팔꿈치의 거리가 La이며, 발목까지의 거리가 Lb이다. La=[0.2195× 대상의 높이(cm)]2.0734 and Lb=[0.8129× 대상의 높이(cm)]+12.328.
팔 및 발목간 거리의 시간차(△Tba)는 팔 및 경골 동맥혈압 파형 사이의 맥박 수송 시간에 의해 정의된다. 분석을 위해 몸체 왼쪽 부분 및 오른쪽 부분으로부터 상완-발목 맥파 속도 평균값을 이용하였다(왼쪽 및 오른쪽의 상완-발목 맥파 속도 상관관계: r2=0.925, p<0.001).
혈청 인지질 내의 지방산 조성
혈청 인지질 내의 지방산 조성은 박막크로마토그래피(thin-layer chromatography)를 이용하여 Folch 등(Folch J, et al., J Biol Chem . 226:497-509(1957)) 및 Lepage 등(Lepage G, et al., J Lipid Res . 27:114-120(1986))의 방법을 변형한 방법을 통하여 분석하였다. 지방산 메틸 에스테르는 가스 크로마토그래피(HP 7890A, Agilent technologies, Santa Clara, CA)를 이용하여 분석하였다. 지방산들은 표준 지방산 메틸 에스테르와 가스크로마토그램 상의 체류시간을 비교하여 분석되었다. 각 지방산의 비율은 총 지방산 용적을 100%로 설정하고, 전체 부분에 대한 개개의 지방산의 피크 부분에 대한 상대적 용적을 백분율로 계산하였다.
UPLC
/Q-
TOF
MS
분석에 의한 혈장 시료의
대사체
프로파일링
시료 준비 및 분석
추출 혼합액(아세토니트릴:메탄올:에탄올=1:1:1, v/v/v) 400 ㎕를 100 ㎕의 혈장에 섞어 혼합한 후 4℃에서 13,000 rpm로 10분 간 원심분리하였다. 상등액은 증발시켜 건조시킨 후 80% 메탄올에 용해시켰다. 10 ㎕의 시료를 UPLC/Q-TOF MS(Water, Milford, MA)에 적용시켰다. 혈장 추출액을 Acquity UPLC BEH C18 column(2.1x50mm, 1.7 ㎛; Waters)에 적용시킨 후 0.1% 포름산을 포함한 물을 이용하여 평형화시켰다. 시료는 0.1% 개미산을 포함한 농도구배 아세토니트릴에서 용출되며, 대사체들은 UPLC를 이용하여 분리시킨 후 Q-TOF MS로 분석하였다. Q-TOF는 ESI-양성 모드로 운영하였다. 모세관과 샘플링 콘 전압은 각각 3 kV 및 30 V이며, 디솔베이션 속도는 250℃에서 700 L/h이고, 소스 온도는 120℃이다. MS 데이터는 0.2-s 스캔 시간 및 0.02-s 열식힘 시간을 포함하여 m/z 50-1000 범위에서 수집하였다. 대사체들의 MS/MS 스펙트럼은 10-30 eV의 충돌 에너지 램프에 의해 수집하였다. 전구체 및 파편 이온들에 대한 정확한 질량 및 구성은 MassLynx(Waters)로 계산하였다.
데이터 처리 및
대사체
분석
유지시간, m/z 및 이온 강도를 포함하는 MS-data 관련 정보는 MarkerLynx 소프트웨어(Waters)로부터 추출되었다. MarkerLynx 매개변수는 피크 너비(peak width) 5%, 높이(height) 1초, 강도 한계점(intensity threshold) 120 카운트, 질량(mass window) 0.04 amu, 유지 시간(retention time window) 0.15 분, 소음 제거 수준(noise elimination level) 6 및 질량 저항력(mass tolerance) 0.04 Da으로 설정하였다. 피크 통합은 Apex Track integration을 이용하여 수행하였다. 대사체들은 Chemspider(www.chemspider.com) 및 Human Metabolome(www.hmdb.ca)의 데이터베이스를 통해 확인되었다. 확인된 화합물들은 유지 시간 및 질량 스펙트럼에 기초하여 표준물질과 매치시켰다. 표준물질은 시그마(St.Louis, MO), 크리스탈 켐(Chicago, IL) 및 아밴티 폴라 리피드(Alabaster, AL)로부터 구입하였다. 확인된 화합물들의 MS/MS 파편 데이터는 충돌 에너지 램프(10-30 eV) 및 표준물질에 매치되어 얻어졌다.
통계적 분석
통계적 분석은 SPSS version 12.0 for Windows (SPSS, Chicago, IL, USA)를 이용하여 수행하였다. 정상적인 분포인지 여부를 Kolmogorov-Smirnov 테스트를 이용하여 검사하였으며, 왜곡된 변수들은 통계적 분석을 위하여 대수적으로(logarithmically) 변형하였다. 평균값은 변환되지 않은 값으로 제시하였다. 결과는 평균±S.E.로 표현하였으며, 양측 검정값(two-tailed value)이 P<0.05 이면 통계적 유의성을 가지는 것으로 간주하였다. 두 집단간의 혈장 대사체 질량 강도를 포함한 임상적 가변성에 의한 차이는 Mann-Whitney U-검정을 이용하여 수행하였다.
다변수 동계 분석은 SIMCA-P+ 소프트웨어 버전 12.0(Umetrics, Ume, Sweden)을 이용하여 수행하였다.
필수요소들의 숫자를 결정하기 위하여 일관되게 7개의 교차 검정 그룹에 대한 교차 검정을 수행하였다. 첫번째 또는 두번째 PLS 요소를 사용하는 스코어 플롯 또는 S-플롯을 가시화하는 PLS-DA(Partial least-squares discriminant analysis)를 당뇨병과 대조군 대상자들간의 구별을 모델링하는 분류방법으로써 사용하였다. 적합도(goodness of the fit)는 R2Y로 정량화한 반면, 예측능력(predictive ability)은 Q2Y로 나타내었다. 일반적으로 트레이닝 세트가 수학적으로 얼마나 잘 생성되었는지를 보여주는 R2Y는 0-1 사이이고 1은 모델이 완벽하게 합치합을 의미한다. 나아가, Q2Y가 0.5 이상인 경우, 우수한 예측능력을 가지는 것으로 간주된다.
실험결과
임상적 특징 및
식이섭취
정상 공복혈당 수치를 갖는 건강한 대조군 대상자 및 제2형 당뇨병으로 새롭게 진단받은 환자들의 식이섭취 및 임상적인 특징은 표 1에 나타내었다. 연령, 체질량지수, 흡연, 음주, 혈청 내 인슐린, 총콜레스테롤, LDL 콜레스테롤, HDL 콜레스테롤 및 혈청 내 GPT(glutamic pyruvic transaminase)는 제2형 당뇨병 환자들과 대조군 사이에 큰 차이를 보이지 않았다. 제2형 당뇨병 환자들은 대조군에 비해 높은 체지방(P=0.008) 비율, 넓은 허리둘레(P=0.031), 높은 혈청 포도당 수치(P<0.001), 높은 HOMA-IR(P<0.001), 높은 혈청 중성지방 수치(P=0.001) 및 낮은 GPT 수치를 보였다. 추가적으로, 당뇨병 환자들은 혈청 내 유리지방산(P=0.089) 수치가 높아지는 경향을 보였다. 두 집단 간 총열량 섭취(total energy intake, TEI), 총에너지 소비량(total energy expenditure, TEE) 또는 다량 영양소로부터 칼로리 흡수 비율의 차이는 보이지 않았다. 하지만, 총에너지 섭취량 대 총 에너지 소비량의 비율은 당뇨병 환자군이 대조군(P=0.031)에 비해 유의하게 높았다.
- | 대조군 (n=27) |
당뇨병 환자(n=26) |
P-값 |
연령(yr) | 50.0±1.27 | 49.2±1.40 | 0.728 |
체질량지수(kg/m2) | 24.6±0.40 | 25.1±0.35 | 0.364 |
체지방(%) | 21.0±0.88 | 23.9±0.67 | 0.008 |
가슴둘레(cm) | 86.2±1.01 | 89.0±0.74 | 0.031 |
1WHR | 0.91±0.01 | 0.92±0.01 | 0.314 |
흡연자, n(%) | 9(47.4) | 10(52.6) | 0.779 |
음주자, n(%) | 18(43.9) | 23(56.1) | 0.099 |
수축기 혈압(mmHg) | 120.2±2.17 | 132.4±2.44 | 0.001 |
확장기 혈압(mmHg) | 73.8±1.67 | 82.5±1.67 | 0.001 |
공복혈당 (mg/dL)∮ | 91.0±1.21 | 165.2±7.21 | <0.001 |
인슐린(μU/㎖)∮ | 8.34±0.48 | 8.95±0.82 | 0.993 |
2HOMA-IR | 1.88±0.12 | 3.69±0.42 | <0.001 |
유리지방산(uEq/L)∮ | 483.2±37.3 | 634.1±54.2 | 0.089 |
중성지방(mg/dL)∮ | 102.0±10.3 | 169.0±15.7 | 0.001 |
총 콜레스테롤(mg/dL) | 194.3±4.80 | 189.3±5.69 | 0.373 |
LDL 콜레스테롤(mg/dL) | 121.0±5.73 | 111.7±3.83 | 0.227 |
HDL 콜레스테롤(mg/dL)∮ | 52.8±2.77 | 48.0±2.52 | 0.196 |
GOT | 24.0±1.00 | 21.9±1.29 | 0.046 |
GPT | 23.0±1.68 | 25.8±2.11 | 0.344 |
†매일 영양 섭취량 추정 | |||
총 에너지 섭취량(kcal/d) | 2452.2±26.2 | 2521.1±38.9 | 0.200 |
탄수화물(g/d) | 379.7±4.23 | 392.0±5.57 | 0.105 |
단백질(g/d) | 106.7±1.87 | 107.7±2.64 | 0.993 |
지방(g/d) | 58.4±0.83 | 58.5±1.50 | 0.644 |
알콜(g/d) | 13.3±2.60 | 19.9±4.11 | 0.387 |
총 에너지 소비량(kcal/d) | 2512.7±31.2 | 2525.1±36.5 | 0.908 |
총 에너지 섭취량/총 에너지 소비량 | 1.01±0.01 | 1.05±0.01 | 0.031 |
각 값들은 평균±표준오차로 나타내었다; ∮로그 변환을 통하여 검사함.
1허리둘레/엉덩이둘레
2HOMA-IR=[공복 인슐린(μU/㎖)× 공복 혈당 (mmol/L)]/22.5
P값은 독립 t-검정에 의해 통하여 측정하였다.
GOT: glutamic oxaloacetic transaminase, GPT: glutamic pyruvic transaminase
†영양 섭취량을 한국 음식 코드 데이터베이스를 이용하여 계산하였다.
지질 과산화물, 염증
마커
및 동맥경직도
제2형 당뇨병 환자들은 대조군에 비해 높은 혈장 내 산화-LDL(P=0.021), 높은 혈장 내 MDA(P=0.028), 높은 소변 8-epi-PGF2 α(P=0.001) 및 높은 혈청 내 hs-CRP(P=0.027), 높은 혈청 내 IL-6(P0.011), 높은 혈청 내 TNF-(P=0.031) 및 낮은 혈청 내 아디포넥틴(P<0.001) 수치를 보였다(표 2). 당뇨병 환자들은 대조군(P<0.001)에 비해 혈청 내 Lp-PLA2 활성(P=0.083)이 높아지는 경향을 보였으며, 상완-발목 맥파 속도 수치는 유의하게 높았다.
- | 대조군 (n=27) |
당뇨병 환자 (n=26) |
P-값 |
산화 LDL(U/L)∮ | 44.9±3.66 | 55.9±3.59 | 0.021 |
MDA(nmol/㎖)∮ | 9.80±0.44 | 11.8±0.91 | 0.028 |
8-epi-PGF2 α(g/㎎ 크레아틴)∮ | 1135.9±54.7 | 1650.9±110.2 | 0.001 |
Lp-PLA2 활성(nmol/㎖/분) | 34.7±2.23 | 39.9±2.18 | 0.083 |
hs-CRP(㎎/dL)∮ | 0.53±0.09 | 1.03±0.17 | 0.027 |
IL-1β(ρg/㎖)∮ | 1.06±0.11 | 1.11±0.11 | 0.426 |
IL-6(pg/㎖)∮ | 2.68±0.17 | 5.04±1.48 | 0.011 |
TNF-(g/mL)∮ | 10.1±0.64 | 13.2±1.41 | 0.031 |
아디포넥틴(㎍/㎖)∮ | 5.62±0.50 | 3.10±0.27 | <0.001 |
상완-발목 맥파 속도(cm/sec)∮ | 1258.2±34.9 | 1519.6±41.1 | <0.001 |
각 값들은 평균±표준오차로 나타내었다; ∮로그 변환을 통하여 검사함.
P값은 독립 t-검정에 의해 통하여 측정하였다.
혈청 인지질 내의 지방산 조성
제2형 당뇨병 환자들은 대조군에 비해 혈청 인지질 내에 도데카노익산(12:0, P=0.032) 및 미리스트산(14:0, P=0.001)이 높은 비율로 포함되어 있다(표 3). 당뇨병 환자는 혈청 인지질 내 γ-리놀렌산수치(18:3ω6, P=0.057)가 낮아지고 리놀렌산 수치(18:3ω6, P=0.067)는 높아지는 경향을 나타내었다. 두 집단 간 혈청 인지질 내 탈포화효소(desaturase) δ-9(18:1ω9/18:0), δ-9(16:1ω7/16:0), δ-6(18:3ω6/18:2ω6) 및 δ-5(20:4ω6/20:3ω6)의 활성에는 큰 차이가 없었다.
- | 대조군 (n=27) |
당뇨병 환자 (n=26) |
도데카노산 (c12:0)∮ | 0.21±0.01 | 0.39± 0.07* |
미리스틱산 (c14:0)∮ | 0.42±0.02 | 0.69± 0.07** |
팔미트산 (c16:0) | 34.7±0.58 | 33.5± 1.04 |
스테아르산 (c18:0)∮ | 18.0±0.34 | 18.9± 0.70 |
팔미톨레산 (c16:1)∮ | 0.66±0.05 | 0.70± 0.06 |
올레산 (c18:1 ω9) | 6.94±0.32 | 7.19± 0.42 |
올레산(c18:1 ω7) | 1.78±0.09 | 1.61± 0.08 |
리놀레산 (c18:2 ω6) | 13.1±0.44 | 11.9± 0.63 |
γ-리놀렌산 (c18:3 ω6)∮ | 0.17±0.01 | 0.15± 0.03 |
아이코사디엔산(c20:2 ω6)∮ | 0.41±0.05 | 0.56± 0.17 |
다이호모-γ-리놀렌산(c20:3 ω6) | 1.50±0.08 | 1.59± 0.11 |
아라키돈산(c20:4 ω6) | 4.90±0.30 | 4.87± 0.35 |
α-리놀렌산(c18:3 ω3)∮ | 0.15±0.01 | 0.19± 0.02 |
에이코사펜타에노산 (c20:5 ω3)∮ | 1.16±0.11 | 1.39± 0.17 |
도코사헥사에노산 (c22:6 ω3)∮ | 2.85±0.21 | 2.98± 0.29 |
δ-9 탈포화효소 (18:1 ω9/18:0) | 0.388±0.02 | 0.393± 0.03 |
δ-9 탈포화효소 (16:1 ω7/16:0) | 0.019±0.00 | 0.022± 0.00 |
δ-6 탈포화효소 (18:3 ω6/18:2 ω6) | 0.013±0.00 | 0.013± 0.00 |
δ-5 탈포화효소 (20:4 ω6/20:3 ω6) | 3.456±0.25 | 3.116± 0.18 |
각 값들은 평균±표준오차로 나타내었다; ∮로그 변환을 통하여 검사함.
P값은 독립 t-검정에 의해 통하여 측정하였다. *P<0.05, **P<0.01
UPLC
-Q-
TOF
MS
에 기초한 혈장 대사 프로파일링
비-
타겟
대사학적 패턴 분석
데이터 세트에서의 정의된 집단 샘플간의 최대의 구분을 설명하기 위하여, 건강한 사람과 당뇨병으로 새롭게 진단받은 사람의 혈장에서 수득한 382개의 변이를 PLS-DA로 분석하였다. PLS-DA 스코어 플롯(도 1a)은 처음 두개의 PLS 요소에 대응하는 축을 따라서 건강한 사람과 당뇨병으로 새롭게 진단받은 사람을 구분해준다. 본 발명자들의 모델은 X(R2X=0.570)에서의 변이가 57%이며, Y(class)(R2Y=0.800)에서의 변이가 80%임을 말해주고 두개의 요소 모델에 대한 Y(Q2Y=0.752) 변이가 75.2%임을 예측하였다. 200개의 순열을 이용한 순열검정이 수행되어서 R2 절편값이 0.249이며, Q2 절편값은 -0.297임을 보여주었다. 스코어 플롯은 건강한 집단에서 당뇨병 환자가 명확히 구분됨을 보여주었고, S-플롯(도 1b)은 공변인[p] 및 신뢰도 관계[p(corr)]에 대응하는 축에 따른 건강한 대조군과 당뇨병 환자의 구분에 각각의 대사체가 기여함을 보여주었다.
혈장
대사체의
fold
change
수치
UPLC-Q-TOF에 의해 탐지된 전체 대사체(혈장 내 382 대사체)에 대한 정상화(normalized)된 강도는 비모수적(nonparametric) t 테스트에 의해 통계적으로 분석되었다. 일부 대사체들을 제외한 모든 대사체들은 제2형 당뇨병의 초기 시작에 의해 유의한 영향을 받는다. UPLC-Q-TOF 결과는 표 4에 나타내었다.
UPLC/Q-TOF MS를 이용한 혈장 분석을 통해, 라이소-포스파티딜콜린, 라이소-포스파티딜에탄올아민, 아실카니틴 및 아미노산을 포함하는 혈장 대사 프로파일은 정상 공복혈당 수치를 갖는 대조군과 제2형 당뇨병 환자들 간에 큰 차이가 있었다. 당뇨병 환자에 있어서 3가지 아미노산(루신, 라이신 및 페닐알라닌), 8가지 아실카니틴(프로피오닐-, 옥타노일-, 디카노일-, 팔미틸-, 헵타디카노일-, 리놀레일- 및 바시닐-카니틴), 6가지 라이소-포스파티딜콜린[lysoPCs (C14:0, C16:1, C18:1, C18:3, C20:5 및 C22:6)] 및 2가지의 라이소-포스파티딜에탄올아민[lysoPE(C18:2 및 C22:6)] 이 정상인 수치보다 높게 나타나는 반면, 세린 및 lysoPE(C18:1)은 정상인보다 낮게 나타남을 확인하였다.
VIP(variable importance in the projection) 수치가 1 이상인 디카노일-카니틴, lysoPCs(C14:0, C16:1, C18:1 및 C22:6) 및 lysoPE(C18:1)은 대조군과의 차이에서 높은 관련성이 있다는 것을 나타내며(표 4), 또한, 이들은 주요한 혈장 대사체로서 PLS-DA 스코어 플롯 상에서 정상인과 당뇨병 환자가 구분되도록 한다(표 4). 올레아마이드는 당뇨병 환자(P=0.124)에게서 크게 증가하지 않지만, VIP 값이 6.592로 정상인과 당뇨병 환자의 차이를 구별하기 위한 가장 중요한 혈장 대사체이다.
No | 이름 | 분자량 | 분자식(mDa) | 제2형 당뇨병 환자군/대조군 비율 | P값 | VIP |
1 | L-루신 | 132.1025 | C6H13NO2(0.0) | 1.55 | <0.001 | 0.164 |
2 | L-라이신 | 147.1134 | C6H14NO2(0.2) | 2.33 | <0.001 | 0.406 |
3 | L-페닐알라닌 | 166.0868 | C9H11NO2(4.0) | 1.89 | <0.001 | 0.501 |
4 | L-세린 | 106.0504 | C3H7NO3(7.7) | 0.30 | <0.001 | 0.203 |
5 | 프로피오닐-카니틴 | 218.1392 | C10H19NO4(0.1) | 1.55 | 0.002 | 0.082 |
6 | 옥타노일-카니틴 | 288.2175 | C15H29NO4(0.5) | 4.77 | <0.001 | 0.682 |
7 | 디카노일-카니틴 | 316.2488 | C17H33NO4(0.5) | 3.71 | <0.001 | 1.122 |
8 | 도디카노일-카니틴 | 344.2801 | C19H37NO4(0.2) | 3.90 | <0.001 | 0.273 |
9 | 팔미틸-카니틴 | 400.3427 | C23H45NO4(0.7) | 4.78 | <0.001 | 0.489 |
10 | 헵타디카노일-카니틴 | 414.3583 | C24H47NO4(4.4) | 3.39 | 0.001 | 0.435 |
11 | 리노레일-카니틴 | 424.3427 | C25H45NO4(2.5) | 2.01 | 0.006 | 0.108 |
12 | 바시닐-카니틴 | 426.3583 | C25H47NO4(1.6) | 5.13 | <0.001 | 0.657 |
13 | LysoPC(14:0) | 468.3090 | C22H46NO7P(3.0) | 2.25 | <0.001 | 1.144 |
14 | LysoPC(16:0) | 496.3403 | C24H50NO7P(0.2) | 1.04 | 0.545 | 1.927 |
15 | LysoPC(16:1) | 494.3247 | C24H48NO7P(0.8) | 2.13 | <0.001 | 1.580 |
16 | LysoPC(18:0) | 524.3716 | C26H54NO7P(1.1) | 0.90 | 0.051 | 1.872 |
17 | LysoPC(18:1) | 522.3560 | C26H52NO7P(0.4) | 1.19 | 0.008 | 1.699 |
18 | LysoPC(18:2) | 520.3403 | C26H50NO7P(0.3) | 1.11 | 0.200 | 1.251 |
19 | LysoPC(18:3) | 518.3247 | C26H48NO7P(0.7) | 1.69 | 0.047 | 0.367 |
20 | LysoPC(20:2) | 548.3716 | C28H54NO7P(2.0) | 0.87 | 0.262 | 0.077 |
21 | LysoPC(20:4) | 544.3403 | C28H50NO7P(0.6) | 1.17 | 0.062 | 0.569 |
22 | LysoPC(20:5) | 542.3247 | C28H48NO7P(0.0) | 1.85 | 0.001 | 0.377 |
23 | LysoPC(22:6) | 568.3403 | C30H50NO7P(0.3) | 1.46 | 0.002 | 2.033 |
24 | LysoPE(18:1) | 480.3090 | C23H46NO7P(0.2) | 0.55 | 0.003 | 1.799 |
25 | LysoPE(18:2) | 478.2934 | C23H44NO7P(0.2) | 1.99 | <0.001 | 0.255 |
26 | LysoPE(22:6) | 526.2934 | C27H44NO7P(0.1) | 2.04 | <0.001 | 0.549 |
27 | 올레아마이드 | 282.2797 | C28H35NO(0.5) | 1.30 | 0.124 | 6.952 |
P값은 독립 t-검정에 의해 통하여 측정하였다.
지질 과산화물, 염증
마커
, 동맥 경직도 및 혈청 인지질 내 지방산의 구성과 주요 혈장
대사체의
관계
UPLC-Q-TOF에 의해 결정된 주요 혈장 대사체에 대한 상관 분석을 수행하였다. 디카노일-카니틴은 산화-LDL(r=0.285, P=0.047), 8-epi-PGF2(r=0.317, P=0.036), IL-6(r=0.403, P=0.009), TNF-(r=0.328, P=0.036) 및 상완-발목 맥파 속도(r=0.548, P=0.001)와 양의 상관관계가 있었다. 상완-발목 맥파 속도는 lysoPC C14:0(r=0.543, P=0.001) 및 lysoPC C16:1(r=0.559, P=0.001)와 양의 상관관계가 있으며, lysoPE C18:1(r=-0.444, P=0.011)와는 음의 상관관계가 있었다. 8-epi-PGF2는 lysoPC C14:0(r=0.439, P=0.003) 및 lysoPC C16:1(r=0.352, P=0.019)와 양의 상관관계가 있으며, Lp-PLA2(r=0.313, P=0.044) 및 상완-발목 맥파속도 (r=0.409, P=0.034)도 양의 상관관계를 갖는다. LysoPC C22:6는 IL-6(r=0.324, P=0.039)와 양의 상관관계가 있었다. 올레아마이드는 혈청 인지질 내 TNF-(r=0.328, P=0.036) 및 올레익산(C18:1ω9)(r=0.291, P=0.05)과 양의 상관관계가 있었다. 라이소-포스파티딜 콜린(C14:0, C16:1 및 C18:1)은 혈청 인지질 내 미리스트산(C14:0)(r=0.427, P=0.003), 팔미톨레산(C16:1)(r=0.415, P=0.005) 및 올레산(C18:1ω9)(r=0.376, P=0.011)의 비율과 각각 양의 상관관계가 있었다. 또한, 라이소-포스파티딜 콜린(C22:6) 및 라이소-포스파티딜 에틸아민(C22:6)(r=0.518, P<0.001)와 라이소-포스파티딜 콜린(C18:2) 및 라이소-포스파티딜 에틸아민(C18:2)(r=0.310, P=0.024)간에는 각각 양의 상관관계가 있었다.
Claims (10)
- 라이소-포스파티딜 콜린(C14:0), 라이소-포스파티딜 콜린(C16:1) 및 라이소-포스파티딜에탄올아민(C18:1)으로 구성되는 군으로부터 선택되는 혈장대사체에 대한 정량장치를 포함하는 당뇨병 진단 키트.
- 제 1 항에 있어서, 상기 진단 키트는 루신, 라이신, 페닐알라닌, 세린, 라이소-포스파티딜 콜린(C18:1), 라이소-포스파티딜 콜린(C18:3), 라이소-포스파티딜 콜린(C20:5), 라이소-포스파티딜 콜린(C22:6), 라이소-포스파티딜에탄올아민(C18:2), 라이소-포스파티딜에탄올아민(C22:6), 프로피오닐-카니틴, 옥타노일-카니틴, 디카노일-카니틴, 도디카노일-카니틴, 팔미틸-카니틴, 헵타디카노일-카니틴, 리놀레일-카니틴 및 바시닐-카니틴으로 구성되는 군으로부터 선택되는 혈장대사체에 대한 정량장치를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 진단 키트.
- 제 1 항에 있어서, 상기 당뇨병은 염증, 산화 스트레스 및 혈관 경직도가 증가되는 당뇨병인 것을 특징으로 하는 진단 키트.
- 제 3 항에 있어서, 상기 당뇨병은 제2형 당뇨병인 것을 특징으로 하는 진단 키트.
- 제 3 항에 있어서, 상기 당뇨병은 초기 당뇨병인 것을 특징으로 하는 진단 키트.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 정량장치는 크로마토그래피/질량분석기인 것을 특징으로 하는 진단 키트.
- 제 1 항에 있어서, 상기 라이소-포스파티딜 콜린(C14:0) 및 라이소-포스파티딜 콜린(C16:1)의 농도가 증가되는 경우, 증가된 당뇨병 질환의 위험도를 나타내는 것을 특징으로 하는 진단 키트.
- 제 1 항에 있어서, 상기 라이소-포스파티딜에탄올아민(C18:1)의 농도가 감소되는 경우, 증가된 당뇨병 질환의 위험도를 나타내는 것을 특징으로 하는 진단 키트.
- 제 2 항에 있어서, 상기 루신, 라이신, 페닐알라닌, 라이소-포스파티딜 콜린(C18:1), 라이소-포스파티딜 콜린(C18:3), 라이소-포스파티딜 콜린(C20:5), 라이소-포스파티딜 콜린(C22:6), 라이소-포스파티딜에탄올아민(C18:2), 라이소-포스파티딜에탄올아민(C22:6), 프로피오닐-카니틴, 옥타노일-카니틴, 디카노일-카니틴, 도디카노일-카니틴, 팔미틸-카니틴, 헵타디카노일-카니틴, 리놀레일-카니틴 및 바시닐-카니틴의 농도가 증가되는 경우, 증가된 당뇨병 질환의 위험도를 나타내는 것을 특징으로 하는 진단 키트.
- 제 2 항에 있어서, 상기 세린 농도가 감소하는 경우, 증가된 당뇨병 질환의 위험도를 나타내는 것을 특징으로 하는 진단 키트.
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Cited By (6)
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---|---|---|---|---|
KR20150074759A (ko) * | 2013-12-24 | 2015-07-02 | 연세대학교 산학협력단 | 혈장 대사체를 이용한 제2형 당뇨병 진단 키트 |
KR20160039061A (ko) * | 2014-09-30 | 2016-04-08 | 연세대학교 산학협력단 | PBMC 대사체 또는 Lp-PLA2 활성을 이용한 당뇨병에서의 진단 또는 스크리닝 |
KR20200062858A (ko) * | 2018-11-27 | 2020-06-04 | 대한민국(관리부서 질병관리본부장) | 전당뇨 진단 키트 및 진단 방법 |
CN113866285A (zh) * | 2020-06-30 | 2021-12-31 | 上海透景生命科技股份有限公司 | 用于糖尿病诊断的生物标志物及其应用 |
CN114324662A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-12 | 中南大学 | 用于诊断或预防糖尿病的血清生物标志物、检测试剂及其应用 |
CN114354827A (zh) * | 2022-03-21 | 2022-04-15 | 天津云检医疗器械有限公司 | 代谢标志物及其在制备2型糖尿病的风险预测试剂盒中的应用和试剂盒 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101598597B1 (ko) * | 2014-03-14 | 2016-03-02 | 연세대학교 산학협력단 | 혈장 대사체를 이용한 고-ldl-콜레스테롤 질환 진단 장치 및 방법 |
CN112697895B (zh) * | 2020-12-02 | 2021-10-26 | 无锡市妇幼保健院 | 棕榈酰肉碱作为检测靶点在制备icp辅助诊断试剂盒中的应用 |
Family Cites Families (3)
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AU2008219700B2 (en) * | 2007-02-22 | 2014-05-29 | Health Diagnostic Laboratory, Inc. | Metabolic markers of diabetic conditions and methods of use thereof |
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KR101139997B1 (ko) * | 2010-08-20 | 2012-05-02 | 한국식품연구원 | 비만여부를 진단하기 위한 생물학적 시료내 함유된 마커의 검출방법 및 이를 이용한 스크리닝 방법 |
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20150074759A (ko) * | 2013-12-24 | 2015-07-02 | 연세대학교 산학협력단 | 혈장 대사체를 이용한 제2형 당뇨병 진단 키트 |
KR20160039061A (ko) * | 2014-09-30 | 2016-04-08 | 연세대학교 산학협력단 | PBMC 대사체 또는 Lp-PLA2 활성을 이용한 당뇨병에서의 진단 또는 스크리닝 |
KR20200062858A (ko) * | 2018-11-27 | 2020-06-04 | 대한민국(관리부서 질병관리본부장) | 전당뇨 진단 키트 및 진단 방법 |
CN113866285A (zh) * | 2020-06-30 | 2021-12-31 | 上海透景生命科技股份有限公司 | 用于糖尿病诊断的生物标志物及其应用 |
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CN114324662B (zh) * | 2021-12-30 | 2022-09-16 | 中南大学 | 用于诊断或预防糖尿病的血清生物标志物的应用 |
CN114354827A (zh) * | 2022-03-21 | 2022-04-15 | 天津云检医疗器械有限公司 | 代谢标志物及其在制备2型糖尿病的风险预测试剂盒中的应用和试剂盒 |
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