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磷脂酸磷酸酶 Lipin1 改善糖尿病脑病:调控线粒体相关内质网膜(MAMs)稳态的新希望
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年04月19日 来源:Journal of Neuroinflammation 9.3
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为探究糖尿病脑病(DE)发病机制及治疗靶点,研究人员开展了关于磷脂酸磷酸酶 Lipin1 对 DE 影响的研究。结果发现 Lipin1 可改善 DE 小鼠病理变化,或成为治疗 DE 的新潜在靶点,研究成果发表在《Journal of Neuroinflammation》上,为糖尿病脑病的研究开辟了新的道路。
糖尿病,这个在全球范围内日益猖獗的 “健康杀手”,影响着数亿人的生活。随着病情的发展,糖尿病引发的各种并发症逐渐浮出水面,其中糖尿病脑病(DE)尤为棘手。它如同隐藏在暗处的 “恶魔”,悄无声息地侵蚀着患者的认知功能,使他们的生活质量大幅下降。目前,DE 的发病机制尚不明晰,也缺乏有效的治疗手段,这让无数患者和家属陷入困境。在这样的背景下,山东大学第二医院等机构的研究人员决心深入探索,试图揭开 DE 神秘的面纱,为患者带来新的希望。
研究人员构建了体内外 DE 模型,通过一系列实验,发现了磷脂酸磷酸酶 Lipin1 与 DE 之间千丝万缕的联系。该研究成果发表在《Journal of Neuroinflammation》上,为糖尿病脑病的研究开辟了新的道路。
在研究过程中,研究人员运用了多种关键技术方法。在动物实验方面,他们建立了小鼠糖尿病模型,通过腹腔注射链脲佐菌素(STZ)诱导 1 型糖尿病。同时,利用腺相关病毒(AAV)实现对 Lipin1 表达的调控,将其注射到小鼠海马区。行为学实验则借助 Morris 水迷宫(MWM)评估小鼠的空间学习和记忆能力。在细胞实验中,使用 HT22 细胞构建体外糖尿病模型,通过慢病毒(LV)感染来改变 Lipin1 的表达。此外,还运用了蛋白质免疫印迹(Western blot)、实时定量聚合酶链反应(RT-PCR)、透射电子显微镜(TEM)等技术,从分子、细胞和组织层面深入探究相关机制。
研究结果如下:
小鼠糖尿病模型认知功能变化:STZ 诱导糖尿病 12 周后,小鼠出现认知功能障碍,表现为在 Morris 水迷宫实验中,穿越目标平台次数减少,逃避潜伏期延长,游泳速度降低,到达目标平台的距离增加。
DE 小鼠模型相关指标变化:DE 小鼠海马区 BDNF 表达和 CREB 磷酸化水平降低,树突棘密度减少且形态萎缩。同时,Lipin1 表达水平显著下降,MAMs 减少且结构紊乱。
高糖处理对神经元细胞的影响:高糖处理 HT22 细胞后,Lipin1 表达下降,MAMs 数量减少,线粒体功能受损,表现为线粒体膜电位降低、氧化应激增强、线粒体长度缩短。
改变 Lipin1 表达对小鼠认知功能的影响:过表达 Lipin1 的 DE 小鼠在 Morris 水迷宫实验中表现更好,穿越目标平台次数增加,逃避潜伏期缩短,到达目标平台的距离减少;干扰 Lipin1 表达的正常小鼠则出现认知功能下降。
改变 Lipin1 表达对认知功能相关指标及 MAMs 的影响:过表达 Lipin1 可增加 DE 小鼠海马区 BDNF 和 CREB 磷酸化水平,提高树突棘密度,改善海马形态;干扰 Lipin1 表达则产生相反效果。同时,过表达 Lipin1 可改善糖尿病诱导的 MAMs 减少,调节 PSS1 表达。
改变 Lipin1 表达对内质网和线粒体功能的影响:干扰 Lipin1 表达会增加内质网应激水平,表现为 CHOP 和 GRP78 蛋白表达升高;同时增加线粒体自噬水平,表现为 LC3II、PINK 和 Parkin 蛋白表达增加,P62 蛋白表达减少。过表达 Lipin1 则降低内质网应激和线粒体自噬水平。此外,干扰 Lipin1 表达会导致线粒体形态异常,氧化应激增强;过表达 Lipin1 可改善线粒体形态,降低氧化应激水平。
改变 Lipin1 表达对炎症相关指标的影响:干扰 Lipin1 表达会增加促炎因子 IL-β、IL-6 和 TNF-α 的表达,激活小胶质细胞;过表达 Lipin1 则降低促炎因子表达,使小胶质细胞恢复到静息状态。
改变 Lipin1 表达对 HT22 细胞的影响:在 HT22 细胞中,高糖状态或 Lipin1 表达降低会导致 MAMs 紊乱,表现为 PSS1 表达增加;过表达 Lipin1 可减少高糖诱导的 PSS1 表达增加,降低内质网应激水平,减少线粒体自噬。
研究结论和讨论部分指出,慢性高血糖导致的 Lipin1 缺乏会破坏海马神经元中 MAMs 的稳态平衡,引发内质网应激和线粒体功能障碍,最终导致 DE 患者出现认知缺陷。同时,海马区 Lipin1 水平降低会激活小胶质细胞,增加炎症反应。而增加 Lipin1 表达则可改善这些病理变化。不过,该研究也存在一定局限性,如 MAMs 紊乱与内质网应激、线粒体功能障碍之间具体的上下游机制尚待进一步明确。但总体而言,这项研究揭示了 Lipin1 在 DE 发病机制中的重要作用,为 DE 的治疗提供了新的潜在靶点,有望为未来开发更有效的治疗策略奠定基础,给糖尿病脑病患者带来新的曙光。
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