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为探究胰岛素抵抗(IR)对滋养层细胞影响及二甲双胍作用,研究发现 IR 致胎盘炎症,二甲双胍可缓解,意义重大。
妊娠期糖尿病(Gestational diabetes mellitus,GDM)就像孕期里的 “暗礁”,悄无声息地影响着母婴健康。它在全球范围内影响着 9 - 14% 的妊娠,是一个日益严峻的公共卫生问题。以往人们总认为高血糖是导致 GDM 不良后果的主要 “元凶”,但胰岛素抵抗(Insulin resistance,IR)在其中的关键作用却常常被忽视。
在正常的孕期里,IR 本是为了给胎儿提供充足的能量,但过度的 IR 就像是脱缰的野马,会使母体胰岛素供应不堪重负,从而引发 GDM。对于那些无法通过生活方式调整血糖的孕妇,胰岛素治疗虽能控制血糖,却可能加重 IR,引发一系列问题。
胎盘在 GDM 的发展中扮演着复杂的角色。当 IR 过度时,胎盘会发生慢性炎症,这与 GDM 的进展和并发症密切相关。细胞焦亡(Pyroptosis)作为一种程序性细胞死亡方式,在 GDM 胎盘里异常活跃,同时线粒体功能障碍也出现了,二者之间的关系却尚不明确。
二甲双胍作为治疗 2 型糖尿病(Type 2 diabetes,T2DM)的常用药,在孕期的使用逐渐增多,可它对胎盘线粒体功能的影响却充满争议,时而有益,时而有害,让人捉摸不透。
为了深入了解这些问题,中国医科大学附属盛京医院的研究人员挺身而出,开展了一项意义非凡的研究。他们希望探究 IR 对胎盘炎症的影响,以及二甲双胍在其中能否发挥保护作用。该研究成果发表在《BMC Pregnancy and Childbirth》上。
研究人员采用了多种关键技术方法。他们收集了 39 例正常糖耐量(Normal glucose tolerance,NGT)和 42 例 GDM 患者剖宫产术后的胎盘组织,详细记录了孕妇的各项信息。在细胞实验方面,选用 HTR - 8/SVneo 滋养层细胞进行体外培养,通过 TUNEL 和免疫荧光染色、葡萄糖摄取测定、细胞活力和乳酸脱氢酶(Lactate dehydrogenase,LDH)释放测定、酶联免疫吸附测定(Enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)、蛋白质免疫印迹(Western blotting)、Seahorse 细胞能量代谢分析等多种实验技术,从不同角度深入探究相关机制。
研究结果如下:
- IR 与胎盘细胞焦亡介导的炎症:对比 NGT 组,GDM 组孕妇的多项血糖指标、胰岛素抵抗指标明显更高,胎盘细胞焦亡增加,IL - 1β 和 IL - 18 水平显著升高,且这两种细胞因子与 IR 指标紧密相关,这表明 IR 在胎盘炎症中起到了关键作用。
- NLRP3 相关细胞焦亡和线粒体损伤:用 IR 水平的胰岛素处理 HTR - 8/SVneo 细胞后,细胞活力下降,NLRP3 炎症小体激活,细胞焦亡发生,同时线粒体呼吸功能降低,这说明 IR 会导致滋养层细胞损伤和线粒体功能障碍。
- 二甲双胍减轻 IR 诱导的细胞焦亡和细胞损伤:不同浓度的二甲双胍处理细胞后发现,二甲双胍能抑制 IR 诱导的 NLRP3、cleaved caspase - 1 和 GSDMD - NT 水平升高,减少 IL - 1β 和 IL - 18 释放,在一定浓度下还能提高细胞活力,主要通过 NLRP3 途径减轻细胞损伤。
- 二甲双胍增强线粒体生物合成缓解线粒体损伤:治疗剂量的二甲双胍(10 - 100 μM)能提升线粒体呼吸功能相关指标,改善线粒体形态,增加线粒体数量,这表明二甲双胍可通过促进线粒体生物合成来缓解 IR 诱导的线粒体损伤。
- 二甲双胍减轻氧化应激和 TXNIP 过表达:IR 会使细胞内活性氧(Reactive oxygen species,ROS)水平升高,TXNIP 表达增加,而二甲双胍能降低 ROS 水平,减少 TXNIP 表达,抑制 ROS/TXNIP 途径,从而发挥保护作用。
- 二甲双胍通过 TXNIP 减轻细胞焦亡:实验表明,二甲双胍能减少 TXNIP 和 NLRP3 的表达及共定位,沉默 TXNIP 后,二甲双胍的保护作用消失,这证实了二甲双胍通过下调 TXNIP/NLRP3 途径减轻 IR 诱导的细胞焦亡。
研究结论和讨论部分指出,IR 会显著损害滋养层细胞的线粒体功能,增加细胞焦亡,而二甲双胍在治疗剂量下,能通过促进线粒体生物合成来缓解线粒体功能障碍,还能通过 ROS/TXNIP/NLRP3 途径减轻细胞焦亡。这一研究为理解 GDM 的病理生理机制提供了新的视角,也为临床治疗 IR 相关的 GDM 并发症提供了潜在的治疗方向。不过,研究也存在一定的局限性,比如使用的 HTR - 8/SVneo 细胞系不能完全替代原代滋养层细胞,临床数据也不够完善。未来还需要进一步研究,以明确二甲双胍在孕期使用的长期影响,为孕妇和胎儿的健康保驾护航。