D-甘露糖通过调控病理性细胞外囊泡释放改善2型糖尿病及多器官功能衰退的机制研究

本研究揭示天然单糖D-甘露糖通过靶向巨噬细胞源性细胞外囊泡（EVs），抑制CD36表达通路，显著改善db/db小鼠2型糖尿病（T2D）症状，逆转肝脏脂肪变性（NAFLD）和骨量丢失，为代谢性疾病的多器官保护提供全新治疗策略。

　　

1 引言

2型糖尿病（T2D）作为全球高发的代谢性疾病，伴随多器官功能衰退，目前缺乏有效治疗手段。近年研究发现，巨噬细胞释放的细胞外囊泡（EVs）是诱导胰岛素抵抗的关键旁分泌介质，但临床仍缺乏调控病理性EV释放的药物。D-甘露糖作为葡萄糖的C-2差向异构体，在先天性糖基化障碍和感染性疾病中已展现治疗潜力，但其对T2D的作用机制尚不明确。本研究以瘦素受体缺陷的db/db小鼠为模型，探索D-甘露糖通过代谢重编程调控EV释放的机制。

2 结果

2.1 T2D模型中甘露糖代谢异常

db/db小鼠表现出典型T2D特征：随机血糖>16.8 mmol L^?1，糖化血红蛋白（HbA1c）>6.5%，并伴随多饮多食。高效液相色谱（HPLC）检测显示，db/db小鼠血清甘露糖水平较对照组升高6倍（12 μg mL^?1），肝脏中合成酶Pck1和Fbp1表达上调，提示甘露糖代谢紊乱与T2D进展相关。

2.2 D-甘露糖口服疗法的显著效果

通过饮水补充20% D-甘露糖治疗8周后，db/db小鼠空腹血糖和HbA1c显著降低，胰岛素敏感性改善（IPITT曲线下面积减少）。值得注意的是，治疗未影响体重增长，但显著缓解多尿症状（日均饮水量减少37%），且心、肺、肾等器官未出现病理改变。

2.3 作用机制的非免疫依赖性

Cy5.5标记实验显示，口服D-甘露糖24小时内主要富集于肝脏。16S rRNA测序表明肠道菌群α/β多样性无显著变化，流式细胞术证实外周血CD3⁺ T细胞比例稳定，排除了肠道微生态和T细胞调控的主导作用。

2.4 肝脏代谢改善的核心作用

D-甘露糖治疗显著减轻肝脏脂肪沉积：油红O（ORO）染色显示脂滴面积减少62%，甘油三酯（TG）和游离脂肪酸（FFA）含量分别下降45%和38%。Western blot证实胰岛素信号通路关键分子p-AKT和p-AMPKα磷酸化水平恢复，肝糖输出相关基因G6pc1表达下调。

2.5 巨噬细胞EV释放的调控关键

免疫荧光显示F4/80⁺巨噬细胞是肝脏摄取D-甘露糖的主要细胞。网络药理学预测138个重叠靶点中，EV相关通路富集度最高（GO分析P<0.001）。实验证实db/db小鼠循环F4/80⁺ EVs增加2.3倍，而D-甘露糖治疗使其回落至正常水平。通过棕榈酸（PA）诱导的RAW264.7巨噬细胞模型，发现D-甘露糖抑制EV数量而非蛋白含量（NTA检测减少58%）。

2.6 CD36代谢调控的分子开关

RNA测序锁定脂肪酸转运体CD36为关键靶点。D-甘露糖及其代谢产物M6P/M1P/F6P均可抑制PA诱导的CD36 mRNA表达（qPCR显示下调67%）。CD36过表达实验逆转了D-甘露糖对EV释放的抑制作用，证实其核心地位。

2.7 多器官保护的延伸效应

显微CT显示D-甘露糖治疗使db/db小鼠骨小梁体积（Tb.BV/TV）增加41%，皮质骨厚度（Ct.Th）提升28%。补充PA-EVs后骨保护效应消失，证实巨噬细胞EV调控的系统性作用。

3 讨论

本研究首次揭示D-甘露糖通过"巨噬细胞CD36-EV-靶器官"轴改善T2D多器官损伤的机制。不同于既往研究的免疫调节途径，D-甘露糖代谢产物直接抑制CD36转录，减少病理EV释放。值得注意的是，该治疗对饮食性肥胖有效，但对db/db小鼠中枢性肥胖无效，提示其外周作用特性。

4 结论

D-甘露糖作为安全易得的天然单糖，通过代谢重编程抑制巨噬细胞CD36-EV轴，为T2D及其并发症提供"一药多效"的治疗新策略。该发现不仅拓展了糖代谢调控的理论边界，更为EV靶向治疗代谢性疾病奠定转化基础。