一项针对实验室小鼠和人类细胞的新研究表明,实验性药物化合物或可成为治疗有害糖尿病并发症的有前景疗法。
该实验性药物化合物旨在预防和治疗糖尿病引发的下游效应,这些效应会恶化细胞功能。糖尿病护理的核心是通过饮食运动、维持健康体重及注射胰岛素来控制血糖水平。但即便将血糖维持在目标范围内能降低并发症发生概率,却无法完全消除风险。
纽约大学格罗斯曼医学院医学教授兼纽约大学朗格尼健康中心糖尿病研究项目主任、研究合著者安·玛丽·施密特博士表示:"糖尿病并发症——这些真正导致患者患病、缩短寿命并引发健康问题的因素——仅能通过严格控制血糖得到部分缓解。"
这引发了关于糖尿病并发症其他驱动因素及其可治疗性的疑问。施密特及其团队数十年来致力于解答这些问题,其研究成果促成了这款实验性药物的开发。在10月发表于《细胞化学生物学》期刊的最新研究中,团队在实验室小鼠和人类细胞中测试了该药物效果。匹兹堡大学病理学助理教授蒂莫西·珀金斯在针对该研究的评论中指出,此类药物在限制或预防多种糖尿病并发症方面具有"巨大潜力"。
阻断并发症源头
该新药化合物靶向一种名为RAGE的蛋白质,该蛋白与另一种名为DIAPH1的蛋白质相互作用。施密特团队在1990年代首次描述RAGE,发现其在糖尿病血管并发症(如心脏病)中发挥作用。
RAGE蛋白存在于多种细胞中,包括免疫细胞和血管内皮细胞。它横跨细胞膜,一端与细胞外物质相互作用,另一端向细胞内传递信号。该蛋白外部区域与晚期糖基化终末产物(AGEs)——即附着糖分子的蛋白质——发生作用。
施密特向《Live Science》解释:"糖分子附着后会产生新功能,实际干扰并损伤内皮细胞——即人体所有血管内壁的细胞。"已知AGEs会随正常衰老在体内累积,在糖尿病等慢性疾病中累积速度更快。
RAGE(全称"晚期糖基化终末产物受体")会被糖化蛋白堆积激活,进而触发细胞内有害变化,包括加剧炎症的进程。研究发现,这些变化依赖于RAGE与细胞内第二种蛋白DIAPH1的相互作用。(团队此前曾尝试阻断AGEs与RAGE结合,但未获成功。)
在纽约州立大学奥尔巴尼分校结构生物学家亚历山大·谢赫特曼指导下,研究者深入探究了RAGE与DIAPH1的相互作用。他们构建了AGEs存在下两种蛋白互作的详细模型,并研究了该互作的下游细胞后果。
研究显示,在基础状态下,DIAPH1受细胞制动机制抑制,但与RAGE互作后制动机制失效。施密特指出,该过程的完整后果尚未完全明确,但已知其"似乎导致病理性结果"。
施密特、谢赫特曼团队此前筛选了5.8万种分子,锁定一种有前景的化合物。初步小鼠实验表明该化合物可抑制糖尿病并发症如肾病和心肌缺血。新研究采用其安全性更佳的类似物。在1型糖尿病患者细胞中,该药物阻断了RAGE与DIAPH1互作,从而降低炎症信号。在糖尿病小鼠伤口局部应用该化合物,既减轻炎症又加速愈合。研究者还证实口服该药可减轻过敏小鼠的炎症,但未在糖尿病小鼠中测试口服给药。
珀金斯在评论中指出,未来需在多种细胞类型中研究RAGE,因其在不同细胞中可能发挥不同作用。施密特强调,该药物需经过更多动物实验才能进入人体测试。但她建议若获批准,患者确诊糖尿病后应尽早使用。理想情况下,RAGE疗法应与严格血糖控制同步实施,以阻止AGEs累积的雪球效应。她表示:"我们需要缓解这种持续产生更多AGEs的恶性循环。"
珀金斯补充指出,RAGE还参与哮喘和慢性阻塞性肺病等肺部炎症疾病,因此阻断RAGE-DIAPH1互作的药物可能在这些领域也有应用价值。
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