GPR30 驱动脂肪酸氧化：人参皂苷 Rd 改善糖尿病视网膜病变的新希望

为探究糖尿病视网膜病变（DR）中内皮代谢紊乱机制，研究人员研究人参皂苷 Rd，发现其可改善血管屏障功能。

　　糖尿病，这个全球范围内的健康 “大麻烦”，正悄无声息地威胁着无数人的视力。糖尿病视网膜病变（Diabetic retinopathy，DR）作为糖尿病常见且严重的微血管并发症，如同隐匿在黑暗中的 “视力杀手”，让众多糖尿病患者苦不堪言。目前，全球糖尿病患者数量持续攀升，DR 也逐渐成为成年人失明的主要原因之一。

在早期 DR 的治疗中，主要依靠严格控制糖尿病代谢，但往往效果不佳，一旦病情发展到晚期，就不得不采用玻璃体注射血管内皮生长因子（VEGF）抗体等侵入性、破坏性的治疗手段，可这些方法不仅风险大，还存在诸多局限性。而且，人们对 DR 中内皮代谢紊乱如何引发血管屏障功能障碍的机制知之甚少，这就像在黑暗中摸索，找不到准确的方向。因此，寻找新的治疗策略迫在眉睫。

为了攻克这一难题，中国药科大学的研究人员展开了深入研究。他们将目光聚焦在人参皂苷 Rd（ginsenoside Rd，Rd）上，试图揭开它在 DR 治疗中的神秘面纱。研究结果令人振奋，Rd 通过激活 GPR30，促进脂肪酸氧化（FAO），改善了线粒体氧化应激，有效修复了糖尿病引起的血视网膜屏障（Blood-retinal barrier，BRB）损伤，为 DR 的治疗开辟了新的道路。该研究成果发表在《Cardiovascular Diabetology》杂志上。

研究人员在本次研究中主要运用了以下关键技术方法：首先，建立了 STZ 诱导的糖尿病小鼠模型和高糖诱导的大鼠视网膜血管内皮细胞（RVECs）体外模型，模拟糖尿病视网膜病变的病理环境。其次，采用蛋白质免疫印迹（Western blot）技术，检测相关蛋白的表达水平，了解细胞内信号通路的变化。再者，运用实时定量聚合酶链式反应（qRT-PCR），测定基因的转录水平，探究基因表达的调控机制。此外，还利用微尺度热泳动分析（MST）等技术，确定 Rd 与 GPR30 的结合亲和力，深入研究药物作用的靶点机制。

下面来看具体的研究结果：

1. 人参皂苷 Rd 减轻糖尿病相关的内皮屏障功能障碍：研究人员通过体外实验，在高糖诱导的 RVECs 模型中发现，Rd 能够显著降低细胞内活性氧（ROS）水平，减少血管屏障功能相关蛋白的丢失，增强内皮单层的完整性和极性。在体内实验中，利用 STZ 诱导的糖尿病小鼠模型，Rd 减轻了视网膜组织的病理变化，降低了脂质氧化产物丙二醛（MDA）的含量，减少了视网膜血管渗漏，改善了视网膜血管的形态和灌注，有效保护了血视网膜屏障。
2. 人参皂苷 Rd 加速 FAO，改善视网膜内皮屏障功能：研究发现，高糖环境会抑制 RVECs 中 FAO 代谢酶的转录水平，降低线粒体膜电位和棕榈酸氧化速率。而 Rd 能够逆转这些变化，通过促进 FAO，减轻线粒体氧化应激，维持内皮屏障的稳定。进一步研究发现，FAO 的增强与内皮屏障功能的改善密切相关，抑制 FAO 会削弱 Rd 对内皮屏障的保护作用。
3. 人参皂苷 Rd 通过 GPR30 - cAMP - PKA - LKB1 通路激活 AMPK：研究人员推测 Rd 可能通过与类固醇受体结合激活 AMPK，经一系列实验证实，AMPK 的磷酸化依赖于 GPR30 的激活。Rd 与 GPR30 结合后，通过升高细胞内 cAMP 水平，激活 PKA，进而激活 LKB1，最终促进 AMPK 的磷酸化。这一信号通路的发现，揭示了 Rd 发挥作用的重要分子机制。
4. GPR30 是人参皂苷 Rd 的靶蛋白：通过多种实验技术，如细胞热位移分析（CETSA）、药物亲和反应靶点稳定性分析（DARTS）、亲和超滤质谱和微尺度热泳动分析（MST）等，研究人员确定 GPR30 是 Rd 的直接靶蛋白。进一步研究发现，Rd 与 GPR30 的关键氨基酸残基 Glu₁₁₅和 Asp₂₁₀结合，影响了 Rd 对 AMPK 的激活作用，从而调控下游的生物学效应。
5. 人参皂苷 Rd 通过 GPR30 - AMPK 通路恢复高糖诱导的 FAO 缺陷和内皮屏障功能障碍：在高糖环境下，Rd 和 G1 能够增强 AMPK 和 ACC 的磷酸化，提高 PGC - 1α 和 PPARα 的表达，促进 FAO 相关基因的转录，增加线粒体膜电位和最大氧消耗率（OCR）。然而，当使用 GPR30 拮抗剂 G15 和 AMPK 抑制剂 Compound C（C - C）处理时，Rd 对 FAO 和内皮屏障功能的改善作用受到抑制。这表明 GPR30 - AMPK 通路在 Rd 改善 FAO 缺陷和内皮屏障功能障碍中起着关键作用。
6. AMPK 支持 IDH2 催化的线粒体 NADPH 再生，维持氧化还原稳态：研究发现，高糖会导致 RVECs 中 FAO 受损，进而引起线粒体氧化应激，破坏血视网膜屏障。Rd 能够通过激活 AMPK，促进 FOXO1 核转位，增强 FOXO1 与 IDH2 启动子的结合，促进 IDH2 转录。同时，Rd 还通过增强 SIRT3 与 IDH2 的相互作用，降低 IDH2 的乙酰化水平，提高其酶活性。此外，Rd 加速 FAO，为三羧酸循环（TCA）提供更多底物，促进 NADPH 再生，维持线粒体氧化还原稳态，有效修复血视网膜屏障。
7. 人参皂苷 Rd 通过靶向 GPR30 改善糖尿病小鼠视网膜脂质代谢紊乱和血管屏障损伤：研究人员构建了视网膜 GPR30 敲低小鼠模型，发现 Rd 对视网膜结构和功能的保护作用在 GPR30 敲低小鼠中明显减弱。在体内实验中，Rd 能够磷酸化 AMPK 和 ACC，维持 CPT1A、PPARα 和 PGC - 1α 的水平，逆转高糖引起的氧化应激和代谢紊乱。这些结果进一步证实了 GPR30 在 Rd 治疗 DR 中的重要作用。

在研究结论和讨论部分，研究人员指出，本研究揭示了内皮 FAO 在糖尿病视网膜病变中血管渗漏的重要作用，发现人参皂苷 Rd 通过激活 GPR30 - AMPK 通路，促进 FAO，改善线粒体氧化应激，修复血视网膜屏障，为 DR 的治疗提供了新的代谢调节策略。然而，目前仍存在一些问题需要进一步研究，例如 Rd 对视网膜细胞的全面影响、与其他信号通路的相互作用，以及其在临床应用中的生物利用度、毒性等问题。尽管如此，该研究成果为未来开发治疗 DR 的新药物和新方法提供了重要的理论依据和研究方向，有望为糖尿病视网膜病变患者带来新的希望。