综述:糖尿病 mellitus 与内质网应激在胰腺β细胞中的关键作用

【字体: 时间:2025年06月05日 来源:Nature Reviews Endocrinology

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  这篇综述深入探讨了内质网应激(ER stress)在糖尿病(DM)发病机制中的核心作用。作者Lytrivi等系统阐述了遗传突变和环境因素如何通过破坏胰腺β细胞的内质网稳态,导致胰岛素分泌不足(涉及ER-Golgi蛋白运输障碍和未折叠蛋白反应UPR信号异常),并分析了15种单基因糖尿病与ER应激的因果关系。综述还展望了以恢复ER稳态为靶点的新型治疗策略,为糖尿病治疗提供了新思路。

  

内质网应激:糖尿病发病的“细胞工厂危机”

胰腺β细胞如同精密运作的胰岛素“生产工厂”,而内质网(ER)则是其核心装配线。当遗传缺陷(如WFS1、EIF2AK3等基因突变)或环境压力(如高血糖、炎症因子)导致ER内未折叠蛋白堆积时,便会触发“工厂警报”——内质网应激(ER stress)。这种应激反应通过激活IRE1α-XBP1、PERK-eIF2α和ATF6三条信号通路(统称UPR),试图恢复蛋白质折叠平衡。但长期应激将引发β细胞“停工”甚至“自毁”,导致胰岛素分泌不足,最终形成糖尿病。

单基因糖尿病:ER应激的“天然证据链”

目前已有15种单基因糖尿病被证实直接由ER稳态破坏引起。例如:

  • Wolcott-Rallison综合征(EIF2AK3突变)使PERK通路失活,导致β细胞凋亡
  • Wolfram综合征(WFS1缺陷)干扰ER钙稳态,加速β细胞衰竭
    这些病例如同天然实验,证实ER应激是糖尿病发生的充分条件。

常见糖尿病的ER应激困局

在2型糖尿病(T2DM)中,肥胖引发的代谢超负荷使β细胞ER持续超载;而1型糖尿病(T1DM)的自身免疫攻击进一步恶化ER应激。值得注意的是,ER应激不仅损害胰岛素原折叠效率,还会通过炎症小体激活(如NLRP3)放大β细胞损伤。

治疗曙光:从分子扳手到系统维护

现有药物如GLP-1受体激动剂可通过上调分子伴侣(如BiP)缓解ER应激;实验性化合物如ISRIB则靶向调节eIF2α磷酸化。更前沿的基因编辑(如CRISPR校正致病突变)和干细胞疗法(定向分化ER稳态增强的β细胞)正在探索中。尽管临床转化仍需验证,但靶向ER应激无疑为糖尿病治疗开辟了新维度。

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