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为探究 TNF-α 拮抗剂对糖尿病大鼠结肠病变的影响,研究人员将大鼠分为正常对照、糖尿病对照和糖尿病依那西普(etanercept)组,检测相关指标。结果发现,etanercept 可缓解结肠肌层增大,但无法阻止肌间神经元丢失。该研究为糖尿病肠道病变治疗提供新方向。
在现代社会,糖尿病(Diabetes mellitus,DM)已成为严重威胁人类健康的慢性疾病。它就像一个隐匿的 “健康杀手”,除了大家熟知的血糖异常升高外,还会引发一系列全身性并发症,其中胃肠道(GI)问题尤为常见。长期受糖尿病困扰的患者,常常会被诸如胃食管反流、腹胀、腹泻、便秘以及大便失禁等胃肠道症状折磨。这些症状虽然看似不会直接危及生命,却极大地降低了患者的生活质量,让他们在日常生活中饱受痛苦。
更为严重的是,糖尿病引发的胃肠道炎症并非孤立存在,它与全身炎症有着千丝万缕的联系,甚至可能进一步加重其他肠道外器官的并发症,如同多米诺骨牌一样,一个问题引发一连串的健康危机。胃肠道的正常运作离不开神经系统的精密调控,其中,肠神经系统起着关键作用。肠神经系统从食管延伸至肛门括约肌,包含肌间神经丛(负责调节肠道蠕动)和黏膜下神经丛(调节上皮功能和血流)。然而,长期的高血糖环境却如同 “毒药”,会无情地侵蚀肌间神经丛中的神经元,导致神经元数量减少,这也被认为是糖尿病患者出现众多胃肠道并发症的重要原因之一。
炎症反应在糖尿病引发的神经元损伤过程中扮演着极为关键的角色,特别是由细胞因子肿瘤坏死因子 -α(TNF-α)驱动的炎症过程。TNF-α 就像一把 “双刃剑”,在正常生理情况下它参与免疫防御等重要过程,但在糖尿病等病理状态下,它却会通过凋亡(apoptosis)、坏死性凋亡(necroptosis)和焦亡(pyroptosis)等多种途径,促使神经元走向死亡。在众多糖尿病模型研究中,凋亡在肌间神经元损伤中表现得尤为突出。
基于上述情况,寻找一种有效的干预手段来对抗 TNF-α 的不良影响,减轻糖尿病患者的胃肠道功能障碍,成为了医学研究领域的重要课题。依那西普(etanercept)作为一种生物性 TNF-α 拮抗剂,它就像是 TNF-α 的 “克星”。它是一种融合蛋白,由两个 TNF 受体 II(TNFR II)的细胞外结构域(75 kDa)与人类 IgG1 的 Fc 部分相连而成。它能够像 “盾牌” 一样,与 TNF-α 和 TNF-β 紧密结合,阻止它们与细胞表面的 TNF 受体相互作用,进而抑制下游的信号通路,有效减轻 TNF 介导的炎症反应。这种药物在自身免疫性疾病治疗领域已经得到了广泛应用,并且取得了不错的效果。近年来,有研究发现 etanercept 或许能够缓解一些与糖尿病胃肠道并发症相关的结构变化,比如它能部分阻止链脲佐菌素(STZ)诱导的糖尿病大鼠结肠增大。
在这样的背景下,来自印度尼西亚的研究人员针对这一问题展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Annals of Anatomy - Anatomischer Anzeiger》杂志上。该研究旨在全面探究 TNF-α 拮抗剂对糖尿病大鼠神经元死亡标志物、肌间神经元总数以及结肠各层体积的影响,试图揭示 TNF-α 在糖尿病胃肠道病理过程中的具体作用机制,为寻找治疗糖尿病胃肠道并发症的潜在疗法提供有力依据。
研究人员在实验中主要运用了以下几种关键技术方法:首先,通过建立动物模型,将 30 只 8 - 12 周龄、体重 200 - 250g 的雄性 Sprague-Dawley(SD)大鼠随机分为正常对照组(NC)、糖尿病对照组(DC)和糖尿病依那西普组(DE)。其中,糖尿病大鼠模型是通过腹腔注射 65mg/kg 体重的 STZ(注射前 15 分钟先腹腔注射 100mg/kg 体重的烟酰胺)诱导而成,血糖高于 200mg/dL 的大鼠被认定为糖尿病模型成功建立。其次,运用免疫组化染色和蛋白质免疫印迹法(western blotting)检测激活的半胱天冬酶 - 3(activated caspase-3,凋亡的关键标志物)、Gasdermin D(焦亡标志物)和磷酸化的 MLKL(phosphorylated-MLKL,坏死性凋亡标志物)的表达情况。最后,采用体视学方法对甲苯胺蓝染色的结肠切片进行分析,以此来估算结肠肌间神经丛中神经元的总数以及结肠各层的体积。
研究结果如下:
- etanercept 对细胞死亡标志物表达的影响:免疫组化结果显示,在结肠肌间神经丛中,所有组都能观察到激活的 caspase-3 的表达。DC 组的免疫染色最为强烈,而 DE 组的激活 caspase-3 免疫阳性表达比 DC 组弱,但比 NC 组强。这表明 etanercept 能够降低糖尿病大鼠结肠肌间神经丛中凋亡标志物的表达。对于焦亡标志物 Gasdermin D,在糖尿病大鼠的结肠组织(包括黏膜和肌间神经丛)中均能观察到其表达,而 etanercept 同样降低了它的表达水平。然而,在坏死性凋亡方面,etanercept 并没有对磷酸化 MLKL 的表达产生明显影响。
- etanercept 对肌间神经元数量的影响:研究发现,糖尿病大鼠结肠肌间神经节中的神经元总数明显低于正常对照组。令人遗憾的是,etanercept 并不能阻止这种神经元的丢失,这意味着除了 TNF-α 介导的细胞死亡途径外,可能还有其他因素参与了糖尿病肠神经病变中神经元的损失过程,比如神经发生受损或其他炎症通路的异常激活。
- etanercept 对结肠各层体积的影响:糖尿病大鼠出现了结肠各层增大的现象,不过 etanercept 给药后,仅阻止了结肠肌层的肥大,对其他结肠层的增大没有明显的抑制作用。
在研究结论与讨论部分,该研究清晰地揭示了糖尿病大鼠结肠肌间神经丛中与细胞死亡相关标志物的表达增加,进一步证实了凋亡、焦亡和坏死性凋亡在糖尿病肠神经病变中的重要作用。虽然 etanercept 能够部分抑制 TNF-α 介导的凋亡和焦亡过程,但却无法阻止神经元的丢失,这为后续研究指明了方向,即需要深入探索其他潜在的影响因素,寻找更有效的治疗策略。此外,etanercept 对结肠肌层增大的选择性抑制作用,也为理解糖尿病胃肠道并发症的病理机制提供了新的视角,有助于开发更具针对性的治疗方法,改善糖尿病患者的胃肠道功能,提高他们的生活质量。这项研究成果为糖尿病胃肠道并发症的研究和治疗领域注入了新的活力,推动了相关医学研究的进一步发展。