SGLT2抑制剂坎格列净通过降低肾脏毛细血管血糖水平保护糖尿病大鼠肾脏微血管网络

本研究发现，SGLT2抑制剂坎格列净（canagliflozin）通过抑制近端肾小管葡萄糖重吸收，显著降低糖尿病大鼠肾脏毛细血管及静脉血糖水平（RV/A比值），并有效保护肾脏微血管密度。该作用独立于全身性降糖效果，揭示了SGLT2抑制剂肾脏保护的新机制——直接缓解肾脏局部高糖应激，为糖尿病肾病治疗提供了新视角。

　　

引言

钠-葡萄糖协同转运蛋白2（SGLT2）在肾近端小管刷状缘膜表达，负责从肾小球滤液中重吸收葡萄糖。葡萄糖通过SGLT2摄取后，经基底膜GLUT2转运至肾间质，最终扩散至肾小管周围毛细血管。SGLT2抑制剂通过阻断该转运体，增加尿糖排泄，实现降糖疗效。近年来，SGLT2抑制剂在糖尿病肾病中展现出优于其他降糖药物的肾脏保护作用，且该作用独立于全身血糖控制。前期非糖尿病模型研究表明，SGLT2抑制可通过下调GLUT2、减少细胞内葡萄糖摄取及血管内皮生长因子A（VEGF-A）分泌，保护肾脏毛细血管网络。然而，糖尿病肾病以GLUT2表达增加为特征，且不广泛出现细胞极性丧失，提示糖尿病背景下存在不同机制。本研究假设SGLT2抑制通过降低肾脏毛细血管葡萄糖浓度，减轻高糖对血管内皮的应激，从而发挥肾脏保护作用。

材料与方法

实验遵循香川大学动物护理指南（批准号21614）。使用Sprague-Dawley（SD）大鼠和Otsuka-Long Evans fatty（OLETF）2型糖尿病大鼠。STZ诱导1型糖尿病模型。坎格列净（10或1 mg/kg/天）或载体口服给药3天或4周。麻醉大鼠行十二指肠葡萄糖输注（1.8%，10 mL/kg/h），经颈动脉和肾静脉导管采集血样，计算肾静脉/动脉血糖比值（RV/A）。4周治疗组评估肾脏毛细血管密度（RecA1免疫组化）。

结果与讨论

十二指肠葡萄糖输注对麻醉大鼠肾静脉回流血糖的影响

空腹状态下，糖尿病大鼠动脉及静脉血糖均显著高于对照组。3天坎格列净处理未降低SD或15周OLETF大鼠血糖，但显著降低STZ处理、20及30周OLETF大鼠血糖。十二指肠葡萄糖输注升高所有载体组动脉及静脉血糖，而坎格列净预处理显著抑制该升高。90分钟时静脉胰岛素恢复血糖至基线，消除组间差异。

RV/A比值分析显示，3天坎格列净处理显著降低20及30周OLETF大鼠空腹RV/A比值，并抑制葡萄糖输注后RV/A比值升高。胰岛素输注未显著改变RV/A比值，表明坎格列净降低肾静脉血糖的作用独立于全身降糖。

90分钟十二指肠葡萄糖输注增加非STZ糖尿病大鼠RV/A比值，但该效应在坎格列净处理组消失。STZ大鼠无此变化，提示高糖和内源性胰岛素反应共同贡献RV/A比值升高。胰岛素输注未显著改变RV/A比值，表明胰岛素在麻醉糖尿病大鼠条件下对RV/A比值影响有限。

静脉血液稀释或浓缩的可能性

为排除葡萄糖利尿效应致血液浓缩的可能性，检测尿流率及血细胞比容（Hct）。坎格列净处理对尿流率及肾静脉/动脉Hct比值无显著影响，表明RV/A比值变化非血液浓缩所致。

肾近端小管是糖异生主要部位，坎格列净可能通过下调糖异生相关酶表达抑制该过程。但90分钟内糖异生变化难以量化，需进一步研究。

坎格列净全身降糖作用与静脉回流降糖的关系

降低坎格列净剂量至1 mg/kg/天，维持动脉血糖与载体组相当，但尿糖排泄保留。此时空腹RV/A比值无差异，但葡萄糖输注后RV/A比值升高仍被抑制，表明坎格列净对肾脏血管内高糖有直接抑制作用，超越其动脉降糖效应。

坎格列净长期治疗的肾毛细血管保护作用

4周坎格列净（10 mg/kg/天）处理显著降低30周OLETF大鼠RV/A比值，并保护肾皮质及髓质毛细血管密度（RecA1染色）。胰岛素治疗虽降低动脉血糖，但对RV/A比值及毛细血管密度保护作用未达统计学显著。提示坎格列净通过降低肾脏局部葡萄糖应激，保护微血管网络，该作用可能由VEGF-A介导的血管生成效应增强或血压调节改善参与。

结论

坎格列净通过抑制近端小管葡萄糖重吸收，降低肾脏毛细血管血糖水平，减轻高糖对血管内皮的应激，从而保护糖尿病大鼠肾脏微血管网络。该机制独立于全身降糖作用，为SGLT2抑制剂的肾脏保护提供了新解释。未来研究需聚焦肾活检血管内皮细胞密度评估及尿液生物标志物开发，以非侵入性监测治疗效果。