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综述:糖尿病神经病变的当前进展:蛋白质作为治疗靶点
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月12日 来源:iScience 4.1
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本综述系统探讨了糖尿病神经病变(DN)的蛋白质组学研究进展,重点聚焦氧化应激、炎症因子(如TNF-α、IL-6)、多醇代谢通路(如醛糖还原酶AR)及自噬相关蛋白(如Beclin-1、LC3B)等关键靶点,并强调蛋白质组学技术在揭示DRG(背根神经节)和雪旺细胞分子机制中的潜力,为开发靶向DN神经修复(而非仅镇痛)的创新疗法提供新方向。
糖尿病神经病变(Diabetic Neuropathy, DN)作为糖尿病最常见的微血管并发症之一,以周围神经进行性损伤为特征,导致感觉丧失、疼痛甚至截肢风险。当前治疗手段仅限于疼痛管理,缺乏针对神经修复的疗法。近年来,蛋白质组学技术的突破为揭示DN分子机制提供了新视角。
慢性高血糖通过线粒体功能障碍和NADPH氧化酶激活,导致活性氧(ROS)过度积累,引发脂质、蛋白质和DNA氧化损伤。在T2DN模型小鼠(MKR小鼠)中,胰岛素样生长因子1(IGF-1)上调促进细胞色素P450(CYP4A)和20-羟二十碳四烯酸(20-HETE)表达,通过NADPH依赖性途径加剧ROS生成。自噬相关蛋白Beclin-1和微管相关蛋白1A/1B轻链3B(LC3B)的表达异常进一步证实自噬失调在DN中的作用。CYP4A抑制剂HET0016可通过激活AMP活化蛋白激酶(AMPK)通路减少ROS,提供神经保护潜力。
促炎细胞因子在DN疼痛机制中占据核心地位。肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素1β(IL-1β)、IL-6和IL-17通过p38丝裂原活化蛋白激酶(p38-MAPK)信号通路上调,在患者脑脊液和血液中显著升高。TNF-α抑制剂依那西普(Etanercept)在腰椎神经根病变临床试验中显示疼痛缓解效果。IL-6受体抑制剂托珠单抗(Tocilizumab)虽在短期疼痛控制中有效,但因炎症标记物非特异性局限其应用。
反之,抗炎细胞因子如IL-4和IL-10通过抑制核因子κB(NF-κB)活性减轻神经炎症。在部分神经结扎模型中,IL-4椎管内注射可降低机械性异常性疼痛,而转化生长因子β(TGF-β1)可通过维持血-脊髓屏障完整性缓解疼痛。
高血糖状态下,葡萄糖经醛糖还原酶(AR)转化为山梨醇,消耗NADPH并引发氧化应激和渗透压失衡。AR抑制剂依帕司他(Epalrestat)在临床试验中可延缓DN进展,但动物模型与人类疗效差异限制了其推广。晚期糖基化终末产物(AGEs)如葡萄糖基赖氨酸(glucosylsine)通过非酶促糖化反应形成,促进血管内皮功能障碍,成为潜在生物标志物。
背根神经节(DRG)和雪旺细胞的蛋白质组分析揭示再生抑制机制。生长相关蛋白43(GAP43)表达减少提示轴突再生能力下降。RhoA和PTEN蛋白通过破坏细胞骨架动力学和抑制PI3K/Akt通路阻碍神经修复。线粒体钙单向转运体(MCU)功能异常导致钙信号失调,加剧线粒体分裂和神经缺血损伤。肌腱蛋白R(TNR)在DRG神经元周围异常积聚,抑制轴突再生。
基于质谱(MS)的蛋白质组学策略(如Label-Free Quantification、iTRAQ/TMT标记)实现高通量蛋白鉴定与定量。在糖尿病模型研究中,坐骨神经(SN)中683种蛋白表达异常,涉及氧化磷酸化和糖酵解通路;DRG和三叉神经节(TG)中分别发现85和60种差异蛋白。雪旺细胞在高葡萄糖环境下出现MAPK1和半胱氨酸甘氨酸丰富蛋白1(CSRP1)下调,导致脱髓鞘改变。芍药苷(Paeoniflorin, PF)通过上调硫氧还蛋白2(Trx2)改善髓鞘功能,验证靶向代谢通路的治疗潜力。
当前研究仍局限于动物模型和小样本组织(DRG、SN、TG),缺乏人类队列验证。未来需整合蛋白质组学、代谢组学和衰老研究,通过标准化样本采集与多组学联用策略,推动DN靶向治疗从基础向临床转化。
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