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为解决糖尿病血管并发症中 MGO 诱导 VEC 损伤机制不明及缺乏有效干预手段的问题，研究人员开展了相关研究。结果发现 DT-13 可抑制 MGO 诱导的 VEC 焦亡并促凋亡，减轻血管损伤。该研究为糖尿病血管病变治疗提供新思路，值得科研读者一读。
在人体这个复杂的 “小宇宙” 里，细胞死亡是一个极为重要的过程，它就像是一场有序的 “生命谢幕仪式”，对维持身体的平衡和健康起着关键作用。细胞死亡方式多种多样，其中，凋亡（细胞主动结束生命的一种有序过程）和焦亡（一种炎性程序性细胞死亡方式）曾经被认为是两条互不干扰的 “轨道”。但随着研究的深入，科学家们发现，它们之间似乎有着千丝万缕的联系，存在一个 “Caspase3/GSDME 信号通路”，就像一个神奇的 “开关”，能让细胞在凋亡和焦亡之间切换。
在糖尿病的世界里，糖尿病血管并发症（DVCs）是导致患者健康恶化甚至死亡的 “大反派” 。而甲基乙二醛（MGO），这个葡萄糖代谢过程中产生的 “副产品”，逐渐进入了科学家们的视野，它被怀疑是推动 DVCs 发展的重要 “帮凶”。研究发现，MGO 会在血管内皮细胞（VECs）中异常积累，然后引发一系列不良事件，比如氧化应激反应、炎症，还有细胞死亡。之前的研究已经知道 MGO 能诱导 VECs 发生炎症性焦亡，进而对血管造成损害，可其中具体的 “作案细节”，也就是潜在机制，还是个未解之谜，而且也一直没有找到有效的应对策略。
为了揭开这些谜团，找到对抗糖尿病血管并发症的 “新武器”，研究人员踏上了探索之旅。最终，他们的研究成果发表在了相关领域的期刊上（此处未提及具体期刊名称），论文名为《Methylglyoxal-induced pyroptosis in vascular endothelial cells is attenuated by DT-13 via promoting apoptosis》。研究人员发现，MGO 会通过 Caspase3/ 气 溶 素 E（GSDME）通路诱导 VECs 发生焦亡。不过，一种来自矮麦冬块茎的皂苷单体 DT-13 就像一个 “细胞救星”，它能抑制 MGO 诱导的焦亡，还能促进凋亡小体的生成，帮助细胞从焦亡 “轨道” 切换到凋亡 “轨道”。而且，DT-13 在保护血管、抑制血管重塑和缓解高血压方面也表现出色。这一发现不仅揭示了 MGO 损伤 VECs 的新机制，还为治疗糖尿病血管病变提供了潜在的新方向，DT-13 也展现出了作为治疗药物的巨大潜力。
在这场探索之旅中，研究人员运用了多种先进的技术方法。他们通过形态学观察，就像用 “放大镜” 观察细胞的外貌变化；利用免疫荧光、流式细胞术、蛋白质免疫印迹（Western blotting）和酶联免疫吸附试验（ELISA），来深入了解细胞内部的分子变化；借助抑制剂和腺病毒，去验证相关机制；还运用血管类器官结合 AngioTool 插件分析，以及小鼠实验等手段，从不同角度探究问题。
下面来看看研究人员具体都有哪些重要发现。
MGO 降低 HUVEC 活力并诱导细胞死亡
研究人员首先拿人脐静脉内皮细胞（HUVECs）做实验，给它们 “喂” 不同浓度的 MGO。结果发现，当 MGO 浓度达到一定程度（≥0.8 mM）时，HUVECs 的活力就像泄了气的皮球一样，明显下降。用结晶紫染色后可以看到，随着 MGO 浓度升高，存活的细胞越来越少。在显微镜下观察，HUVECs 的形态也发生了改变，原本紧密排列成鹅卵石状的细胞，逐渐变得圆润。而且，MGO 处理后的细胞内活性氧（ROS）大量积累，细胞膜也受到了损伤，这表明 MGO 诱导的 VEC 死亡和 ROS 的产生以及膜损伤密切相关。
MGO 通过 ROS/Caspase-3/GSDME 信号通路触发 HUVECs 焦亡
研究人员继续深入研究，他们发现用 0.8 mM 的 MGO 处理 HUVECs 后，细胞出现了皱缩，还出现了焦亡细胞特有的气泡状突起。通过蛋白质免疫印迹技术检测发现，MGO 处理后，HUVECs 中 GSDME-NT 的表达显著上调，这进一步证实了 MGO 能诱导 HUVECs 发生焦亡。为了搞清楚具体的信号通路，研究人员使用了几种抑制剂。结果发现，ROS 抑制剂 NAC、泛 Caspase 抑制剂 Z-VAD-FMK 和 Caspase3 特异性抑制剂 Z-DEVD-FMK 都能抑制 MGO 诱导的细胞死亡和焦亡相关的 “气泡” 现象。Z-DEVD-FMK 虽然不能完全阻止细胞死亡，但能减少细胞的气泡状突起，让细胞出现更像凋亡的特征，比如细胞皱缩。综合这些结果可以得出，MGO 是通过 ROS/Caspase3/GSDME 通路诱导 HUVECs 发生焦亡的。
DT-13 通过抑制 GSDME-NT 产生预防 MGO 诱导的 HUVEC 焦亡
DT-13 这种天然产物引起了研究人员的注意。他们先通过 CCK-8 实验确定了 DT-13 对 VECs 安全的浓度范围，发现浓度低于 1 μM 的 DT-13 对 VECs 没有毒性。接着研究发现，DT-13 能有效减轻 MGO 诱导的 HUVECs 死亡，还能抑制 GSDME-NT 的上调，而且这种抑制作用呈现出剂量依赖性。蛋白质免疫印迹检测显示，DT-13 预处理能降低 MGO 诱导的 Cleaved Caspase3 表达，从而减少 GSDME-NT 的生成。另外，DT-13 还能抑制 MGO 诱导的 Caspase7 的切割，这一点和 Caspase 3 抑制剂 Z-DEVD-FMK 有所不同。而且，DT-13 还能挽救 MGO 处理导致的 VE-Cadherin 表达下降，不过它并不能完全消除 MGO 诱导的细胞死亡，可能是因为还有其他死亡方式参与其中。
DT-13 通过促进凋亡小体形成诱导 PAT
在显微镜下，研究人员发现，经过 DT-13 预处理的细胞，在 MGO 诱导死亡时，出现气泡状突起的焦亡细胞数量减少了，而凋亡细胞的数量增加了。这些凋亡细胞会形成凋亡小体，在外部力量作用下，凋亡小体会分散到培养基中。通过流式细胞术分析发现，DT-13 预处理显著增加了 MGO 诱导死亡细胞中凋亡小体的比例，以及凋亡小体中 Annexin V 阳性 / PI 阳性细胞的比例。免疫荧光染色也显示，DT-13 预处理能促进受损细胞形成凋亡小体，防止细胞内容物泄漏。另外，DT-13 预处理还能有效降低 MGO 诱导的上清液中 LDH 和 IL-18 的水平，这表明 DT-13 可以将 MGO 诱导的焦亡转化为凋亡，减轻细胞内容物释放引发的炎症反应。
DT-13 通过 MLC2 磷酸化促进细胞骨架重排相关的凋亡小体形成
细胞骨架在凋亡小体形成过程中起着重要作用，研究人员想知道 DT-13 是否通过影响细胞骨架来诱导凋亡小体形成。他们发现，随着 MGO 浓度增加，细胞骨架变得杂乱无章、逐渐降解，但 DT-13 处理后，细胞骨架能更好地重组，还形成了外周环，这是凋亡小体形成的关键事件。而且，DT-13 诱导凋亡小体形成的过程在没有 Ca2?的情况下会受到显著抑制，用 ROCK 抑制剂 Y27632 处理细胞后，DT-13 的凋亡诱导作用也会受到抑制。同时，DT-13 预处理能显著增强 MLC2 的磷酸化水平。这些结果表明，DT-13 是通过 Ca2?/ROCK/p-MLC2 通路促进 MGO 处理的 HUVECs 形成凋亡小体的。
DT-13 抑制 MGO 诱导的非肌肉肌球蛋白重链（NMMHC IIA）切割
NMMHC IIA 在细胞中参与细胞外囊泡的形成，包括凋亡小体。研究发现，MGO 处理和 DT-13 预处理都会使 NMMHC IIA 蛋白表达增加，但两者之间没有显著差异。不过，MGO 处理会让 NMMHC IIA 蛋白在细胞质中分散，而 DT-13 预处理能让它优先定位在细胞膜和凋亡小体周围，并且伴随着明显的细胞骨架重排。MGO 处理还会导致 NMMHC IIA 发生切割，产生一个分子量约为 100 kDa 的片段，蛋白质质谱证实了这个片段是 NMMHC IIA 的切割产物。用抑制剂处理发现，MGO 诱导的 NMMHC IIA 切割是通过 ROS/Caspase 通路介导的，Caspase3 在这个过程中起重要作用。DT-13 能显著抑制 MGO 诱导的 NMMHC IIA 切割。用 NMMHC IIA 的 ATP 酶活性抑制剂 Bleb 和 NMMHC IIA 过表达腺病毒实验证实，NMMHC IIA 有助于 DT-13 诱导凋亡小体形成，DT-13 能防止 MGO 诱导的 NMMHC IIA 切割，促进其在凋亡小体形成中的作用，将细胞死亡模式从焦亡转变为凋亡。
DT-13 通过保护 VECs 减轻 MGO 诱导的血管损伤和功能障碍
研究人员还在组织和器官水平上研究了 DT-13 对 MGO 诱导的血管损伤的保护作用。他们用小鼠离体血管环、人多能干细胞来源的 hVOs 和小鼠动物模型进行实验。结果发现，MGO 会损伤 VECs，抑制 hVOs 的血管生成，而 DT-13 预处理能显著减轻这种抑制作用。在小鼠模型中，MGO 处理会导致肠系膜 VECs 肿胀、细胞连接松散、细胞脱落，还会出现类似糖尿病的血管病变，比如血管严重狭窄和管腔闭塞，但 DT-13 处理能显著减轻这些病理变化。而且，DT-13 处理的小鼠血压明显下降，这表明 DT-13 能减轻 MGO 诱导的血管功能障碍。
综合研究结果和讨论部分来看，这项研究意义重大。它首次明确了 MGO 诱导 HUVECs 发生 GSDME 依赖的焦亡，这为了解糖尿病血管并发症的发病机制提供了新的视角。DT-13 能将 MGO 诱导的焦亡转化为凋亡，这一发现为治疗糖尿病血管病变提供了潜在的治疗策略。DT-13 在之前的研究中就显示出了血管保护作用和低毒性，在本次研究中，它又在减轻 MGO 诱导的糖尿病血管损伤方面表现出色，这让它成为了治疗炎症性血管疾病的 “潜力股”。虽然将 DT-13 开发成临床药物还面临一些挑战，比如需要更多的临床前研究来确定其药代动力学、安全剂量和生物利用度等，但它无疑为未来的药物研发指明了一个新方向，也为心血管疾病的治疗带来了新的希望。
