抑制 Cullin3 Neddylation 有望治疗糖尿病视网膜病变

为探究 Cullin3 neddylation 与糖尿病视网膜病变（DR）关系，研究发现抑制其 neddylation 可缓解 DR，意义重大。

　　糖尿病视网膜病变（Diabetic Retinopathy，DR）是糖尿病引发的微血管并发症，也是劳动人群视力丧失的主要原因。预计到 2030 年，DR 患者数量将激增至 1.3 亿。当前针对 DR 的抗 VEGF 疗法虽有一定效果，但存在需多次玻璃体内注射、可能引发微血管闭塞等不良反应，且并非对所有患者有效等问题，因此探寻新的治疗靶点迫在眉睫。

活性氧（Reactive Oxygen Species，ROS）积累在 DR 的发展进程中扮演着关键角色。持续的高血糖状态会引发代谢异常，进而促使 ROS 生成，而增多的 ROS 又会进一步加剧代谢紊乱。同时，DR 患者体内抗氧化防御系统受抑制，导致 ROS 的生成与清除失衡。ROS 诱导的炎症和氧化应激是破坏血视网膜屏障（Blood-Retinal Barrier，BRB）的重要因素，而 BRB 受损正是 DR 的典型特征之一。核因子 E2 相关因子 2（Nuclear factor erythroid 2-related factor 2，Nrf2）能够激活抗氧化基因的转录，以此调节 ROS 水平，但在 DR 患者中，Nrf2 信号通路存在缺陷，具体机制尚未完全明晰。

Cullin3-RING E3 连接酶（Cullin3-RING E3 ligase，CRL3）可通过泛素蛋白酶体系统（Ubiquitin proteasome system，UPS）促使 Nrf2 发生泛素化并降解，进而使 Nrf2 信号通路失活。Cullin3 的 neddylation 修饰对 CRL3 的功能起到调节作用，neddylation 是一种蛋白质翻译后修饰，神经前体细胞表达发育下调基因 8（Neural precursor cell expressed developmentally downregulated gene 8，NEDD8）会与靶蛋白共价结合。不过，Cullin3 neddylation 在 DR 中的作用以及它与 Nrf2 信号通路缺陷之间的关联尚不明确。

基于此，苏州大学附属第一医院等机构的研究人员开展了相关研究，该研究成果发表在《Inflammation》杂志上。此项研究旨在评估 Cullin3 neddylation 对 DR 的影响及其潜在机制，研究人员利用 neddylation 抑制剂 MLN4924 展开实验。

在研究方法上，研究人员选用雄性 Sprague–Dawley 大鼠构建糖尿病大鼠模型，将其随机分为糖尿病（Diabetes Mellitus，DM）组和 DM + MLN4924 组，对大鼠进行相应处理后，通过多种实验技术检测相关指标。在细胞实验方面，培养大鼠视网膜微血管内皮细胞（Rat retinal microvascular endothelial cells，RMEC），转染 siNrf2 后，用晚期糖基化终末产物（Advanced glycation end products，AGEs）刺激并使用 MLN4924 处理，运用免疫沉淀（Immunoprecipitation）、蛋白质免疫印迹（Western Blot）、通透性实验（Permeability Assay）、氧化应激评估（Assessment of Oxidative Stress）等技术来探究相关机制。

研究结果如下：

• MLN4924 减轻糖尿病大鼠视网膜损伤：通过对视网膜形态变化和血管渗漏情况的观察评估，发现 MLN4924 处理组与 DM 组相比，视网膜细胞排列更规整，BRB 的破坏程度减轻，这表明 MLN4924 能够缓解糖尿病诱导的视网膜组织学改变和 BRB 破坏。
• MLN4924 减轻糖尿病大鼠视网膜 ROS 诱导的氧化应激和炎症：检测 ROS 水平、氧化应激标志物以及 NLRP3 炎症小体相关蛋白发现，MLN4924 处理可降低糖尿病大鼠视网膜中 ROS 的产生，提高 GSH/GSSG 比值，降低丙二醛（Malonaldehyde，MDA）水平，同时下调 NLRP3、切割的半胱天冬酶 - 1（cleaved caspase-1）和白细胞介素 - 1β（Interleukin-1β，IL-1β）等蛋白的表达，这说明 MLN4924 能够抑制 ROS 诱导的氧化损伤和炎症。
• MLN4924 促进糖尿病大鼠视网膜 Nrf2 积累：研究发现，MLN4924 处理可下调 Cullin3 neddylation 水平，减少 Nrf2 泛素化，促进 Nrf2 积累，上调其靶基因 NQO1 的表达，且这种变化并非由 Nrf2 转录水平改变引起，表明 MLN4924 可稳定 Nrf2，抑制 ROS 诱导的氧化应激和炎症。
• Nrf2 信号通路参与 MLN4924 对 AGEs 诱导的体外 BRB 破坏的保护作用：在体外实验中，MLN4924 可减轻 AGEs 诱导的内皮细胞紧密连接蛋白 occludin 表达下降和 FITC - 葡聚糖渗漏增加的情况，但当敲低 Nrf2 后，MLN4924 的保护作用减弱，说明 Nrf2 信号通路参与了 MLN4924 的保护作用。
• MLN4924 通过 Nrf2 信号通路抑制 AGEs 诱导的内皮细胞 ROS 诱导的氧化应激和炎症：体外实验表明，MLN4924 可降低 AGEs 诱导的内皮细胞中 ROS 的产生、MDA 水平以及 NLRP3 炎症小体的激活，提高 GSH/GSSG 比值，而敲低 Nrf2 后，这些保护作用受到削弱，证实 Nrf2 信号通路参与其中。
• MLN4924 通过下调 Cullin3 neddylation 稳定 Nrf2：在 AGEs 诱导的内皮细胞中，MLN4924 处理可显著下调 Cullin3 neddylation 和 Nrf2 泛素化水平，稳定 Nrf2 并上调 NQO1 表达，敲低 Nrf2 可消除 MLN4924 对 NQO1 的上调作用，说明 MLN4924 通过抑制 Cullin3 neddylation 来稳定 Nrf2。

研究结论与讨论部分指出，Cullin3 neddylation 在糖尿病大鼠视网膜和 AGEs 诱导的内皮细胞中上调。抑制 Cullin3 neddylation 可通过抑制 Nrf2 泛素化，稳定 Nrf2，减轻 ROS 诱导的氧化损伤和炎症，进而防止 BRB 破坏，缓解 DR。该研究表明，靶向 Cullin3 neddylation 有望成为治疗 DR 的新策略，为 DR 的治疗开辟了新的方向，具有重要的临床意义和潜在的应用价值。<该研究首次揭示了 cullin3 neddylation 在糖尿病视网膜病变（dr）中的关键作用机制。以往针对 dr 的研究多聚焦于直接靶向 nrf2 通路的抗氧化药物，而忽视了其上游调节机制 cullin3 neddylation 的研究价值。此次研究填补了这一空白，为深入理解 dr>

从临床应用角度来看，目前抗 VEGF 疗法的局限性使得开发新的治疗方法成为必然。该研究发现抑制 Cullin3 neddylation 可有效缓解 DR，这为开发新型治疗药物或手段提供了明确的靶点和理论依据。未来有望基于这一发现，研发出更安全、有效的治疗 DR 的药物，减少患者的痛苦，提高患者的生活质量。

在基础研究领域，此研究也为其他相关疾病的研究提供了借鉴。氧化应激和炎症在许多疾病的发生发展过程中都起着重要作用，与 DR 有着相似的病理机制。例如，在心血管疾病、神经退行性疾病等病症中，同样存在氧化应激和炎症反应异常的情况。因此，对 Cullin3 neddylation - Nrf2 信号通路的深入研究，可能会为这些疾病的治疗带来新的思路和方法。

此外，研究人员在实验过程中运用的多种实验技术和模型，为后续相关研究提供了可靠的实验方法和参考。通过构建糖尿病大鼠模型和 AGEs 诱导的内皮细胞模型，能够很好地模拟体内和体外的糖尿病病理环境，为研究 DR 的发病机制和治疗方法提供了有效的工具。同时，免疫沉淀、蛋白质免疫印迹、通透性实验、氧化应激评估等技术的综合运用，从多个层面深入探究了相关分子机制，为进一步研究其他疾病的分子机制提供了技术范例。

总体而言，该研究成果不仅为糖尿病视网膜病变的治疗带来了新希望，还在基础研究和临床应用方面具有广泛的拓展价值，为生命科学和健康医学领域的相关研究开辟了新的方向，推动了该领域的进一步发展。