恩格列净改善 2 型糖尿病小鼠肾和代谢紊乱：AGE-RAGE 轴的关键作用

为探究 SGLT2 抑制剂恩格列净的作用机制，研究人员以 db/db 小鼠为对象，发现其可改善肾和代谢紊乱，意义重大。

　　# 恩格列净改善 2 型糖尿病小鼠肾和代谢紊乱研究解读
在当今社会，糖尿病已成为一个不容忽视的健康问题。据《Diabetes Atlas 10th Edition 2021》报告显示，2021 年全球约有 5.37 亿成年人患有糖尿病，预计到 2045 年这一数字将飙升至 7.34 亿。其中，2 型糖尿病（T2DM）患者数量的增长尤为显著，这主要归因于世界人口老龄化、不健康的生活习惯以及肥胖率的不断上升 。这些因素相互作用，导致胰岛素抵抗和慢性高血糖的发生，进而引发一系列严重的并发症，如心血管疾病和肾脏疾病。T2DM 患者发生心血管和肾脏事件的风险极高，全球超过 10% 的健康支出（9660 亿美元）都用于糖尿病的治疗，这无疑给社会和家庭带来了沉重的负担。

在治疗 T2DM 的药物中，钠 - 葡萄糖协同转运蛋白 2 抑制剂（SGLT2i）备受关注。它通过促进肾脏对葡萄糖的排泄来降低血糖水平，多项随机临床试验表明，SGLT2i 能显著降低 T2DM 患者全因死亡、主要心血管事件和肾脏复合结局的风险。然而，其对心脏、肾脏保护及代谢调节的具体分子机制却并不完全清楚。与此同时，晚期糖基化终末产物（AGEs）及其受体（RAGE）在糖尿病相关并发症中的作用日益受到重视。AGEs 是由单糖（如葡萄糖、果糖等）与蛋白质、核酸和脂质的氨基发生非酶促反应形成的，在慢性高血糖和炎症条件下，AGEs 的形成和积累会加速。AGEs 与 RAGE 结合后，会引发氧化应激和炎症反应，参与多种与衰老相关的心血管、肾脏和代谢疾病的发生发展 。那么，SGLT2i 是否能通过作用于 AGE - RAGE 轴来改善糖尿病相关的并发症呢？这成为了一个亟待解决的问题。

为了揭开这个谜团，来自日本多个研究机构（Fukui Prefectural University、Kurume University School of Medicine、Showa University Graduate School of Medicine）的研究人员 Takanori Matsui、Ami Sotokawauchi 等人开展了一项重要研究，相关成果发表在《Molecular Medicine》杂志上。

研究人员主要采用了以下几种关键技术方法：一是动物实验，选取 8 周龄的雄性 db/db 小鼠（一种肥胖型 2 型糖尿病动物模型）和 db/+m 小鼠（作为对照），将 db/db 小鼠随机分为两组，一组喂食含 0.045% 恩格列净（Empa）的饮食，另一组喂食正常饮食，持续 13 周 。二是生化分析，在实验的基线和 13 周后，对小鼠的血清和尿液进行生化检测，包括血糖、胰岛素、血脂、肾功能指标等；同时检测血清和组织中的 AGEs、MG - H1（N^ε-(5 - hydro - 5 - methyl - 4 - imidazolon - 2 - yl) ornithine）等物质的水平。三是分子生物学技术，运用实时逆转录聚合酶链反应（RT - PCR）检测相关基因的表达水平；采用免疫组化分析肾脏和脂肪组织中相关蛋白的表达和定位 。

研究结果

1. 动物临床特征：8 周龄的 db/db 糖尿病小鼠在体重、食物摄入量、空腹血糖、HOMA - IR（胰岛素抵抗指数）、总胆固醇、HDL - 胆固醇、血尿素氮、CRP（C 反应蛋白）、AST（天冬氨酸转氨酶）、ALT（丙氨酸转氨酶）以及肝重与股骨长度的比值等方面，均显著高于同年龄的非糖尿病 db/+m 小鼠。到 21 周龄时，db/db 糖尿病小鼠上述指标进一步恶化，且血清 MG - H1、E/e' 比值（二尖瓣流入速度 / 组织多普勒二尖瓣环速度，用于评估心脏舒张功能）等也显著升高。而经过 13 周的恩格列净治疗，21 周龄的 db/db 糖尿病小鼠空腹血糖、HOMA - IR、CRP、血清 MG - H1、肝重与股骨长度的比值以及 E/e' 比值的升高得到显著抑制，但体重、食物摄入量和血尿素氮较未治疗的同年龄糖尿病小鼠更高12。
2. 恩格列净对糖尿病小鼠肾脏 AGE - RAGE - 氧化应激轴的影响：8 周龄时，糖尿病小鼠和非糖尿病小鼠肾脏中 AGE - RAGE 轴的标志物除 MG - H1 水平外，无显著差异。但 21 周龄的糖尿病小鼠肾脏中，AGEs、MG - H1、RAGE mRNA 和蛋白水平、氧化应激标志物硝基酪氨酸、NADPH 氧化酶衍生的超氧化物生成以及 NADPH 氧化酶成分（如 Nox1 和 p47phox）的基因表达水平均显著增加，而 13 周的恩格列净治疗可抑制这些变化。此外，21 周龄小鼠的血清 MG - H1 水平与肾脏中 AGEs 水平高度相关34。
3. 恩格列净对糖尿病小鼠肾脏损伤的影响：8 周龄的 db/db 小鼠肾脏中 MCP - 1（单核细胞趋化蛋白 - 1）mRNA 和 KIM - 1（肾脏损伤分子 - 1）水平、尿 NAG（N - 乙酰 - β - d - 葡萄糖苷酶）活性显著高于非糖尿病 db/m + 小鼠。21 周龄的 db/db 小鼠肾脏中，MCP - 1 和 I 型胶原的基因和蛋白表达水平、巨噬细胞浸润以及肾小球细胞外基质积累显著增加，足细胞标志物 podocin 和 WT - 1 的免疫染色水平显著降低，同时蛋白尿、尿 KIM - 1 排泄和 NAG 活性增加。恩格列净治疗 13 周可显著抑制这些变化，恢复 podocin 和 WT - 1 的表达水平，减少蛋白尿、尿 KIM - 1 排泄和 NAG 活性，且这些尿标志物与血清 MG - H1 水平显著相关56。
4. 恩格列净对糖尿病小鼠脂肪组织 AGE - RAGE - 氧化应激轴的影响：21 周龄的糖尿病小鼠脂肪组织中 AGEs、MG - H1、RAGE mRNA 和蛋白水平、硝基酪氨酸、脂质过氧化标志物 4 - HNE（4 - 羟基壬烯醛）以及 NADPH 氧化酶衍生的超氧化物生成显著高于非糖尿病对照小鼠，13 周的恩格列净治疗可抑制这些变化。此外，恩格列净还显著抑制了 21 周龄糖尿病小鼠脂肪组织中 Nox1、p47phox 和 p67phox 基因表达水平的增加，且 21 周龄小鼠的血清 MG - H1 水平与脂肪组织中 AGEs 水平相关78。
5. 恩格列净对糖尿病小鼠脂肪组织脂肪细胞因子表达的影响：8 周龄的 db/db 小鼠脂肪组织中 MCP - 1 mRNA 和蛋白水平、TNF - α（肿瘤坏死因子 - α）基因表达显著高于非糖尿病小鼠，21 周龄的 db/db 小鼠脂肪组织中 MCP - 1、TNF - α 和 PAI - 1（纤溶酶原激活剂抑制剂 - 1）的基因和蛋白表达、巨噬细胞浸润以及血清 MCP - 1 值显著增加，而脂联素的基因和蛋白表达水平以及血清脂联素值显著降低。恩格列净治疗 13 周可抑制这些变化，恢复 21 周龄 db/db 小鼠脂肪组织和血清中脂联素的表达水平，且 21 周龄小鼠的血清 MG - H1 水平与脂肪组织中 MCP1、TNF - α、PAI - 1 和脂联素（呈负相关）以及血清中 MCP - 1 和脂联素（呈负相关）显著相关910。

研究结论与意义

综合上述研究结果，研究人员发现恩格列净可以通过减弱肾脏和脂肪组织中的 AGE - RAGE - ROS（活性氧）轴，改善肥胖型 2 型糖尿病小鼠的肾脏和代谢紊乱。血清 MG - H1 水平可能是 2 型糖尿病肾脏和代谢紊乱的生物标志物。这一研究结果为 SGLT2i 的临床应用提供了更深入的理论依据，有助于进一步理解其对糖尿病相关并发症的保护机制，为开发更有效的糖尿病治疗策略提供了新的思路。然而，该研究也存在一些局限性，如恩格列净治疗后小鼠体重增加、血脂未改善，免疫组化结果存在部分疑问，以及无法完全排除血糖降低对 AGE - RAGE 轴的影响等。未来的研究需要进一步解决这些问题，以更全面地评估恩格列净的作用机制和临床价值。