西格列汀通过GLP-1非依赖途径抑制糖尿病视网膜病变中血-视网膜屏障高通透性的机制研究

本研究首次证实DPP-4抑制剂西格列汀在无GLP-1条件下，能有效抑制糖尿病环境(高糖+IL-1β/TNF-α/VEGF)诱导的视网膜内皮细胞(HREC)和色素上皮细胞(ARPE-19)高通透性，揭示了其独立于GLP-1R的新型保护机制，为糖尿病视网膜病变(DRD)的局部治疗提供新策略。

　　

糖尿病视网膜病变(DRD)作为糖尿病最严重的微血管并发症之一，其发病机制复杂，涉及神经血管单元的多重损伤。近年来研究发现，神经退行性变在DRD早期即发挥关键作用，而多种视网膜神经保护因子在糖尿病状态下表达下调。胰高血糖素样肽-1(GLP-1)作为重要的神经保护因子，却面临体内稳定性差、易被二肽基肽酶-4(DPP-4)降解的困境。更棘手的是，糖尿病视网膜中DPP-4的表达水平显著高于正常组织，这为基于GLP-1的替代疗法带来挑战。为此，研究人员提出通过局部给药DPP-4抑制剂(DPP-4i)的创新策略，既能增强内源性GLP-1活性，又可能通过GLP-1受体(GLP-1R)非依赖途径发挥额外保护作用。

来自西班牙的研究团队在《Eye》发表的最新研究中，首次探索了西格列汀(DPP-4i)在模拟糖尿病环境的复杂条件下，对血-视网膜屏障(BRB)内外层组成细胞通透性的调控作用。研究采用FITC-葡聚糖渗透实验，通过建立五种培养条件：生理糖浓度(5.5 mM)、高糖(25 mM)、高糖+西格列汀(40μg/mL)、糖尿病环境(高糖+IL-1β/TNF-α/VEGF)及其西格列汀干预组，系统评估了ARPE-19(视网膜色素上皮细胞)和HREC(人视网膜内皮细胞)的屏障功能变化。

关键技术方法包括：1)建立体外BRB模型使用ARPE-19和HREC细胞系；2)采用FITC-葡聚糖(40 kDa)跨膜渗透实验定量评估屏障通透性；3)模拟糖尿病环境联合应用高糖(25 mM)、炎症因子(IL-1β 10 ng/mL + TNF-α 25 ng/mL)和VEGF(25 ng/mL)；4)设置西格列汀(40μg/mL)干预组评估药物效果。

主要研究结果

1. 高糖单独作用不改变BRB通透性：25 mM葡萄糖暴露3天对ARPE-19和HREC的葡聚糖渗透性均无显著影响，提示单纯高糖不足以破坏BRB完整性。

2. 糖尿病环境显著破坏屏障功能：当加入IL-1β、TNF-α和VEGF模拟糖尿病微环境时，两种细胞的渗透性均显著增加(p<0.0001)，证实炎症因子和血管生长因子协同作用导致BRB破坏。

1. 西格列汀表现出显著保护作用：在糖尿病环境中加入西格列汀后，ARPE-19和HREC的异常渗透性被完全抑制(图1A,B)，且该作用独立于GLP-1信号通路(因这两种细胞不产生GLP-1)。

研究结论与意义

该研究首次在模拟人类糖尿病视网膜病变的复杂环境中证实：1)西格列汀通过GLP-1非依赖途径维持BRB完整性；2)其保护作用针对炎症因子和VEGF的协同损伤而非单纯高糖；3)为DPP-4i的局部眼部应用提供了直接实验证据。这些发现不仅解释了先前关于DPP-4i内皮保护作用的争议(源于细胞来源和实验条件的差异)，更揭示了西格列汀多重作用机制在DRD治疗中的潜在价值。

值得注意的是，研究采用的"糖尿病环境"模型包含DRD三大关键致病因素——高糖、炎症和血管异常生长，较单一因素处理更能反映临床病理过程。这为后续药物开发提供了更可靠的实验体系。团队已就DPP-4i的局部眼科应用申请专利(PCT/EP2017/060234)，预示着该研究方向向临床转化的重要进展。