体外诱导高血糖:模拟原发性培养中糖尿病前期(preDBT)状态的模型及其认知影响研究

【字体: 时间:2025年04月22日 来源:Brain, Behavior, and Immunity 8.8

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  目前糖尿病前期(preDBT)与神经退行性疾病(NDDs)的关系不明。研究人员用糖尿病前期个体血清构建体外 preDBT 模型,发现暴露于 IFG 血清会诱导高血糖、增加氧化水平和星形胶质细胞增生,与认知障碍相关。该研究强调早期干预的重要性。

  在当今社会,健康问题日益受到人们的关注,糖尿病及其相关并发症更是成为全球健康的重大挑战。2 型糖尿病(DBT2)不仅影响着大量人群的身体健康,还与神经退行性疾病,如阿尔茨海默病(AD),有着千丝万缕的联系。糖尿病前期(preDBT)作为 DBT2 的初始阶段,以空腹血糖受损(IFG)等为特征,其在早期是可逆的。然而,preDBT 与神经退行性病变之间潜在的联系机制却如同迷雾,让科研人员难以捉摸。一方面,虽然有不少假说试图解释其中的奥秘,像氧化应激、慢性炎症以及淀粉样 β(Aβ)寡聚体等可能发挥作用,但都缺乏确凿的证据。另一方面,现有的研究结果也是参差不齐,不同国家的横断面研究得出的结论相互矛盾,有的发现 preDBT 个体存在认知障碍,而有的却未发现明显差异。并且,目前还没有合适的动物模型来模拟 preDBT,现有的体外模型模拟的高血糖水平又与糖尿病前期的实际情况不符 。
为了深入探索这一神秘领域,来自国外的研究人员勇敢地踏上了探索之旅。他们致力于开发一种体外 preDBT 模型,以探究 IFG 对中枢神经系统(CNS)细胞的影响。研究人员从 JM Penna 医院营养服务部门的普通人群中精心挑选志愿者,筛选出胆固醇、甘油三酯、白蛋白和胰岛素水平正常,且无合并症及其他疾病的人群,分为 IFG 患者队列和健康对照组。随后,研究人员对这些志愿者进行认知状态评估,并检测血清中的活性氧(ROS)、晚期糖基化终末产物(AGEs)以及促炎细胞因子(TNF-α 和 IL-1β)水平 。接着,他们将原代星形胶质细胞 - 神经元混合培养物暴露于这些志愿者的血清中,模拟 preDBT 对 CNS 的影响。

经过一系列严谨的实验,研究人员得出了重要结论:持续将 CNS 细胞暴露于 preDBT 志愿者的血清中,会诱导高血糖(HGL)状态,使 ROS 水平升高,并引发星形胶质细胞增生。而且,这些体外的变化似乎与血糖和 TNF-α 水平密切相关,还与患者中观察到的轻微认知障碍存在关联。这一研究成果意义非凡,它首次揭示了在 preDBT 初始阶段,IFG 和 TNF-α 水平升高可能会在 CNS 层面引发变化,且这种变化与个体的认知状态紧密相连。这一发现为早期诊断和干预 preDBT 提供了有力的理论依据,有助于预防其发展为 DBT2 以及相关的 NDDs,为全球众多受糖尿病和神经退行性疾病威胁的人们带来了新的希望。该研究成果发表在《Brain, Behavior, and Immunity》杂志上。

在研究过程中,研究人员主要运用了以下关键技术方法:首先是样本队列的选择,从医院营养服务部门的普通人群中筛选合适的志愿者,构建 IFG 患者队列和健康对照组;其次是认知评估技术,利用 SAGE 范式评估志愿者的整体认知状态;最后是细胞培养与检测技术,将原代星形胶质细胞 - 神经元混合培养物暴露于志愿者血清中,并检测相关指标。

高血糖诱导认知障碍


研究人员采用 SAGE 范式对选定的患者进行测试,以评估其整体认知状态。在分析测试总得分时发现,IFG 队列患者的表现较差,总得分低于对照组(*P = 0.0488,Mann-Whitney 检验)。这一结果初步表明,高血糖状态可能会对认知功能产生不良影响。

讨论


在本研究中,研究人员首次在暴露于 IFG 血清的星形胶质细胞 - 神经元混合培养物中诱导出 HGL,成功在体外模拟了 preDBT 状态下 CNS 层面可能发生的事件。IFG 作为 preDBT 和 DBT2 进展的初始阶段,意义重大。目前全球 DBT2 患者众多,且大量病例未被及时诊断,preDBT 病例更是不在少数。此次研究成果为深入理解 preDBT 与神经退行性疾病的关系提供了重要线索。

结论


该研究首次明确指出,在 preDBT 的初始阶段,IFG 以及升高的 TNF-α 水平,可能会在 CNS 层面引发与个体认知状态相关的变化。通过使用来自 preDBT 个体且伴有轻微认知下降的人血清构建体外模型,研究人员阐明了持续将星形胶质细胞(和神经元)暴露于 IFG 血清会在体外导致 HGL、ROS 水平升高以及星形胶质细胞增生状态。这一发现为预防糖尿病和神经退行性疾病的发展提供了新的思路和方向。

综上所述,该研究通过构建体外模型,揭示了糖尿病前期与认知障碍之间的潜在联系,在糖尿病和神经退行性疾病研究领域具有重要的意义。它不仅加深了人们对疾病机制的理解,更为未来的临床诊断和治疗提供了新的靶点和方向,有望为改善患者的健康状况带来实质性的帮助。

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