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糖尿病神经病变（DN）通常通过远端感觉和神经传导异常来诊断。这些症状可能反映了更早发生的轴突维持障碍。本综述将轴突运输和细胞骨架功能障碍视为糖尿病轴突病变（diabetic axonopathy）中汇聚的细胞机制。长外周轴突特别容易受损，因为其完整性依赖于神经
糖尿病神经病变（DN）通常通过远端感觉和神经传导异常来诊断。这些症状可能反映了更早发生的轴突维持障碍。本综述将轴突运输和细胞骨架功能障碍视为糖尿病轴突病变（diabetic axonopathy）中汇聚的细胞机制。长外周轴突特别容易受损，因为其完整性依赖于神经元胞体与远端末梢之间的持续通信。这一过程涉及细胞骨架和功能蛋白的持续更新，以及线粒体等细胞器的参与。实验模型中的糖尿病在多个层面破坏这一系统：它减缓货物运输，减少神经丝蛋白（neurofilaments）、微管蛋白（tubulin）和逆行信号（retrograde signaling）的供应，并削弱损伤后的再生生长。羰基应激（carbonyl stress）和晚期糖基化终末产物（AGEs）导致神经蛋白、细胞外基质、血管屏障以及感觉神经元兴奋性的修饰。RAGE配体，包括AGEs以及HMGB1和S100蛋白，将糖尿病组织环境与氧化还原和炎症信号联系起来；这发生在神经和胶质细胞区室，以及血管组织和免疫系统中。RAGE与DIAPH1相互作用，激活GTPase信号并重塑细胞骨架。RAGE–DIAPH1相互作用为从糖尿病配体积累到细胞骨架重塑提供了一条可能的途径。这些观察为轴突运输提供了机制背景，但并非所有都代表对货物运动的直接测量。运输障碍的直接证据主要来自实验研究，这些研究显示慢速细胞骨架运输改变、逆行信号受损以及再生反应减弱。这项工作强调了开发超越症状缓解疗法的可能性。验证保护糖尿病神经病变中轴突运输和神经纤维完整性的干预措施的有效性可能具有治疗价值。
1. 引言
糖尿病神经病变（DN）在终末轴突损失变得临床明显之前，作为一种神经维持的进行性障碍而发展。远端对称性糖尿病感觉运动多发性神经病变（distal symmetric diabetic sensorimotor polyneuropathy）被经典定义为一种慢性、对称性的感觉运动多发性神经病变，通常遵循依赖于纤维长度的模式，长外周轴突的远端部分特别容易受到慢性高血糖及相关代谢紊乱的影响。该定义捕捉了临床模式，但未能解释为何远端轴突区室如此早期受累。一种机制性解释始于轴突长度。外周感觉和自主神经轴突依赖于神经元胞体与远端末梢之间的持续交换。细胞骨架蛋白、线粒体、囊泡、离子通道、酶、膜前体和神经营养因子必须在细胞尺度上跨越异常大的距离移动。这使得轴突运输成为糖尿病神经损伤中可能受损的早期细胞过程之一，而非退化的晚期指标。实验工作长期以来支持这一解释。糖尿病损害外周神经中神经丝蛋白、微管蛋白、肌动蛋白（actin）和糖酵解酶的慢速轴突运输。突变糖尿病小鼠显示出这些蛋白的轴突运输改变，表明在多种糖尿病模型中结构货物的供应被破坏。链脲佐菌素（STZ）诱导的糖尿病大鼠在向腰神经节和脊髓注射放射性标记前体后，显示坐骨神经（SN）中细胞骨架蛋白的慢速轴突运输受损。在慢性糖尿病中，有髓纤维尺寸减小与轴突神经丝蛋白的丢失相关，将受损的细胞骨架供应与轴突萎缩联系起来。在STZ诱导的长期糖尿病大鼠中，L4–L6背根神经节中神经丝蛋白和α-微管蛋白mRNA表达降低，同时远端感觉轴突中神经丝蛋白和微管蛋白平行丢失。此外，1型糖尿病BB/Wor大鼠在SN挤压后显示减弱的L4–L5背根神经节（DRG）细胞骨架反应，涉及神经丝蛋白和β-微管蛋白，影响轴突伸长和纤维恢复。文献提供了慢速细胞骨架货物和逆行信号中运输缺陷的广泛证据。对于几个上游通路，证据最好被解释为可能解释运输失败为何发生的机制背景。因此，本综述区分了轴突运输改变的直接证据和可能损害运输能力的机制证据。直接证据包括细胞骨架蛋白慢速运输的改变、逆行运输受损以及有缺陷的再生细胞骨架反应。机制证据包括线粒体功能障碍、羰基应激、神经免疫激活、雪旺细胞（Schwann cell）损伤、血管功能障碍以及细胞骨架重塑，当这些过程可能合理影响ATP供应、细胞骨架轨道、货物处理或轴突-胞体通信时。尽管直接证明糖尿病神经中轴突运输受损来自经典的放射性标记研究，但较新的工作以线粒体动力学和免疫信号重新定义运输缺陷。由于直接运输数据有限，本综述汇集了来自1型糖尿病（T1DM）、2型糖尿病（T2DM）、葡萄糖耐量受损和血脂异常相关应激的证据。我们将STZ结果视为胰岛素缺乏糖尿病中代谢损伤的证据，而非人类T2DM异质性的完整模型。糖尿病生化环境提供了多条途径导致这一运输系统失败。高血糖增加线粒体超氧化物产生并激活内皮细胞中细胞损伤的主要通路。短期高血糖暴露的培养神经元显示氧化损伤和线粒体膜去极化，导致细胞色素c释放、caspase激活和凋亡。糖尿病降低DRG中线粒体呼吸链功能，胰岛素治疗可纠正实验性糖尿病大鼠的缺陷。通过DRG神经元中腺苷一磷酸激活的蛋白激酶（AMPK）信号受损导致DRG细胞线粒体呼吸链功能下降。这些机制影响轴突货物运动，这需要ATP可用性、完整的细胞骨架轨道以及钙稳态。羰基应激和糖基化造成额外层次的损伤。活性α-二羰基化合物和晚期糖基化终末产物（AGEs）改变神经组分——蛋白、细胞外基质、雪旺细胞和血管屏障。人类糖尿病腓肠神经显示细胞骨架和髓鞘蛋白组分糖基化增加，伴有细胞骨架蛋白交联的证据。实验性糖尿病增加SN细胞骨架蛋白的糖基化，表明外周神经蛋白是慢性糖基化的直接靶标。AGEs修饰的细胞外基质蛋白体外损害感觉神经突生长，将轴突微环境的糖基化与有缺陷的再生联系起来。AGEs受体（RAGE）可通过氧化应激损伤初级感觉神经元，提供受体水平上配体积累与神经元损伤联系的机制。炎症改变感觉神经元维持长轴突的条件。来自疼痛性DN的人类DRG显示炎症转录本富集，尤其是来自巨噬细胞的转录本，同时伴有神经元基因表达减少。巨噬细胞RAGE激活促进神经元胰岛素抵抗和DRG萎缩，并减慢逆行轴突运输。CXCL12–CXCR4信号增强DN中感觉神经元的钙反应和兴奋性，将趋化因子活性与神经元功能改变联系起来。这些观察表明免疫和胶质活性改变轴突完整性。细胞骨架组织是这些压力汇聚之处。肌动蛋白、血影蛋白（spectrin）、加帽蛋白（adducin）及相关蛋白沿轴突形成周期性结构。肌动蛋白结构的破坏增加轴突微管的不稳定性，表明肌动蛋白组织有助于轴突中微管的维持。DIAPH1，一种来源于diaphanous家族的formin，将Rho家族小GTPase与肌动蛋白重塑和细胞组织联系起来。RAGE的胞质尾与DIAPH1结合，这种相互作用是配体刺激的Rac1和Cdc42激活所必需的。结构研究确定了RAGE胞质尾与DIAPH1之间的结合区域，为从受体激活到肌动蛋白调控机制提供了分子途径。在本叙述性综述中，选择的参考文献涵盖了实验性糖尿病中轴突运输受损的证据、羰基应激和AGE–RAGE信号机制、RAGE–DIAPH1偶联、线粒体功能障碍、神经免疫激活、雪旺细胞损伤以及DN的临床结局。综述的重点是轴突维持及相关过程。本综述将轴突维持受损重新定义为DN的一个组分，其中羰基应激、AGE–RAGE信号、RAGE–DIAPH1偶联、线粒体功能障碍、神经免疫激活、雪旺细胞损伤和屏障损伤汇聚于细胞骨架货物递送、线粒体定位和逆行通信。
2. 羰基应激与轴突功能障碍
高血糖增加活性α-二羰基化合物的浓度，包括甲基乙二醛（MGO）、乙二醛（GO）和3-脱氧葡萄糖酮（3-DG）。这一组化合物比葡萄糖更快地使蛋白发生糖基化。血浆α-二羰基浓度升高，且在葡萄糖耐量受损个体中口服葡萄糖负荷后更为显著。在生理上，MGO修饰精氨酸、赖氨酸和半胱氨酸。在与N-α-乙酰精氨酸的模型反应中，它首先形成可逆的糖基胺和4,5-二羟基-5-甲基咪唑烷衍生物，然后缓慢不可逆地转化为咪唑啉酮加合物。与N-α-乙酰半胱氨酸，它迅速形成可逆的半硫缩醛加合物。内皮细胞中乙二醛酶-1过表达减少高血糖期间细胞内AGE形成，证明了解毒能力如何塑造糖基化产物的细胞内负荷。这一化学与神经病变相关，因为二羰基解毒受损与感觉表型有关。疼痛性DN患者显示乙二醛酶-1活性降低，而糖尿病无痛患者和健康参与者则无。乙二醛酶-1表达在DRG神经元群体中变化，在小感觉神经元中升高，这对于伤害性表型很重要。乙二醛酶-1升高保护糖尿病小鼠免受表皮内神经纤维丢失，并保留DRG中线粒体氧化磷酸化蛋白。总之，这些发现表明增强的二羰基清除有助于感觉神经元存活，保留DRG中线粒体OXPHOS蛋白，并有助于维持糖尿病中的远端神经纤维。AGEs在临床可测量神经病变的患者中积累。在皮肤中，AGEs沉积先于并相关于DN的临床表现。一项针对111名长期T1DM患者的临床研究显示内源性皮肤荧光与远端对称性多发性神经病变和自主神经病变相关。另一项针对27名T1DM个体的长期随访临床研究证实AGEs，包括N-ε-羧甲基赖氨酸（CML）和MGO衍生的氢咪唑啉酮（MG-H1），与小纤维和大纤维功能障碍相关。在T2DM中，皮肤AGEs区分远端感觉运动多发性神经病变和心血管自主神经病变，包括交感和副交感神经损伤。这些临床关联并不证明轴突运输失败，但表明糖基化与远端轴突失败同时发生。外周神经组织含有与糖基化相关的局部炎症信号证据。来自葡萄糖耐量受损和DN相关神经病变的腓肠神经活检显示CML、RAGE和NF-κB在神经束膜以及神经外膜和神经内膜血管中。人类糖尿病外周神经病变（DPN）显示外周神经组织中RAGE、CML和HMGB1增加，mDia1在对照和神经病变神经中均可检测到。在DN中，RAGE配体、激活的NF-κB p65和白介素-6（IL-6）在腓肠神经微血管中共定位，AGE暴露通过RAGE激活SN和DRG中的NF-κB。这些观察表明糖基化产物塑造了轴突发生结构重塑的环境。羰基应激还可以通过感觉神经元兴奋性改变轴突生理学。MGO可能通过激活外周TRPA1和Nav1.8通道增加糖尿病神经性疼痛中的伤害性信号传导。它通过TRPA1激活伤害性感受器，为羰基应激引起的疼痛信号提供直接机制。人类实验数据进一步表明MGO可通过C纤维激活引起疼痛和痛觉过敏，TRPA1参与这一反应。在低微摩尔浓度下，MGO还激活IB4阳性DRG伤害性感受器中的整合应激反应（ISR）。ISR抑制减轻啮齿动物模型中MGO诱发和糖尿病神经性疼痛。这两种机制将羰基应激与糖尿病疼痛模型中的伤害性感受器致敏联系起来。MGO抑制TRPM8介导的冷和薄荷醇反应，表明羰基应激可重塑感觉和疼痛通路。这些机制不同于轴突退化，但持续的兴奋性变化可增加易感神经元中的钙负荷、能量需求和线粒体应激。MGO还影响线粒体和钙稳态，因为它们与运输生物学相关。它以浓度依赖方式改变培养感觉神经元中的细胞内钙信号、神经元活力、兴奋性和神经突生长。在PC12细胞中，MGO增加活性氧（ROS）和细胞内Ca
2+，导致线粒体通透性转换、线粒体膜电位丧失，最终凋亡。在源自间充质干细胞的人类原代神经元样细胞中，MGO增加ROS并改变乙二醛酶表达，导致凋亡变化诱导和神经元标志物如MAP2和神经元特异性烯醇化酶减少。这些发现并不直接证明轴突运输失败，但由于细胞内运输需要ATP和保留的线粒体极化，这些效应可能降低运输能力。羰基和AGE应激直接影响雪旺细胞。甲基乙二醛产生氧化应激并降低谷胱甘肽，同时激活p38 MAPK并诱导凋亡。二甲双胍抑制小鼠雪旺细胞中MGO诱导的凋亡，并减少AGEs和ROS积累。羟乙醛在接近生理浓度下降低雪旺细胞活力，抗氧化剂谷胱甘肽、其前体N-乙酰-L-半胱氨酸（NAC）以及多药耐药相关蛋白-1（MRP1）提供保护。另一项研究将羰基应激与内质网应激和凋亡联系起来，基于羟乙醛还激活雪旺细胞中PERK、IRE1α、eIF2α、CHOP、caspase-3和caspase-8。AGEs降低雪旺细胞活力、增加凋亡和ROS，并降低总谷胱甘肽。这些效应通过AGER沉默或药理学RAGE抑制而减弱。雪旺细胞产生髓鞘并提供神经营养和代谢支持，还调节轴突周围环境，因此它们的损伤会削弱运输和存活，即使初始损伤发生在轴突外。血-神经屏障是糖基化影响轴突健康的另一个部位。AGEs降低微血管内皮细胞中claudin-5表达，并促进周细胞分泌VEGF、TGF-β、纤连蛋白、胶原IV和TIMP-1。这些变化促进血-神经屏障破坏和神经内膜微血管基底膜肥大。根据Toth等人的研究，MGO损害人脑内皮屏障完整性，依达拉奉可保护免受这种屏障损伤。当内皮屏障失效时，它会破坏氧气供应并允许炎症细胞进入，从而改变长外周轴突周围的生化环境。蛋白质量控制与髓鞘稳定性也受到影响。db/db小鼠的SN组织显示蛋白羰基化增加和PMP22聚集，伴有脱髓鞘和传导减慢。在近期诊断的T2DM中，与MGO相关的神经功能障碍与镁可用性相互作用，神经元模型显示镁调节MGO诱导的神经突退化。关键点不在于羰基应激解释神经病变的每个特征，而在于羰基应激可从分子水平到组织水平破坏神经元功能。
3. 通过RAGE和DIAPH1的信号传导
RAGE是免疫球蛋白超家族的一种跨膜受体，最初被克隆为AGEs的细胞结合位点。RAGE，即晚期糖基化终末产物受体，具有免疫球蛋白样V、C1和C2结构域，其中V–C1单元介导配体识别。这种结构使RAGE能够识别不同的配体，包括糖基化蛋白、HMGB1和S100家族蛋白。在DN中，这一配体系统至关重要，因为它可以将损伤信号转化为神经元及神经系统相关细胞中的氧化还原和转录反应。糖尿病神经含有多种RAGE配体及与RAGE活性相关的信号。人类DPN在外周神经组织中表现出升高的RAGE、CML和HMGB1水平。来自DN的腓肠神经活检显示外周神经微血管中有RAGE配体、激活的NF-κB p65和IL-6。来自葡萄糖耐量受损和DN相关神经病变的外周神经在神经束膜以及神经外膜和神经内膜血管中显示CML、RAGE和NF-κB。神经内膜血管、神经束膜、雪旺细胞、巨噬细胞和轴突共同构成组织空间，其中长轴突维持货物递送和远端结构完整性。RAGE信号直接和间接影响轴突。DRG神经元表达功能性RAGE，这些神经元中RAGE激活诱导氧化应激，导致caspase-3激活、DNA损伤，最终凋亡。雪旺细胞对AGEs的反应是活力降低、ROS积累、谷胱甘肽耗竭，最终凋亡增加；这些效应通过AGER沉默或药理学RAGE抑制而减弱。巨噬细胞RAGE激活通过促进促炎巨噬细胞表型和损害神经元胰岛素敏感性，促进实验性糖尿病多发性神经病变，还减小DRG神经元大小并减慢SN中逆行轴突运输。这些数据支持一个多细胞模型，其中RAGE激活直接损伤感觉神经元，削弱雪旺细胞支持，并改变巨噬细胞行为，进而损害轴突-胞体通信。RAGE的胞质尾短且缺乏内在催化结构域，因此细胞内接头招募对于信号传播至关重要。尾部缺失阻断神经母细胞瘤细胞中神经突生长，表明它对于RAGE驱动的信号是必需的。RAGE胞质结构域通过涉及DIAPH1的formin同源-1区域的相互作用结合DIAPH1（也称mDia1）。DIAPH1表达减少抑制RAGE配体刺激后的Rac1和Cdc42激活以及细胞迁移。因此，DIAPH1被置于RAGE结合后Rho家族GTPase信号的上游。结构工作确定了RAGE胞质尾中一个不寻常的α-转角，该转角介导与mDia1的相互作用，并且是依赖RAGE的信号所必需的。这使得RAGE–DIAPH1相互作用成为一种明确的受体-效应器机制，而非配体暴露的模糊下游后果。此外，DIAPH1可以影响微管组织。p140mDia，果蝇diaphanous的哺乳动物同源物，作用于Rho小GTPase下游并结合profilin。formin对肌动蛋白丝的成核与带刺端的延伸同时发生。Profilin通过添加profilin–肌动蛋白复合物增强丝延伸。mDia1可以产生抵抗cofilin切割的肌动蛋白丝，表明DIAPH1活性可影响肌动蛋白组装和周转。在轴突中，肌动蛋白周转有助于局部货物处理、细胞器定位、生长锥行为以及支持微管的肌动蛋白结构稳定性。DIAPH1还可能影响微管组织。mDia1在细胞模型中通过不同的formin同源区域协调微管和F-肌动蛋白。INF2、mDia1和mDia2对微管和肌动蛋白有不同的影响。在培养的海马神经元中，formin的药理学抑制改变了轴突起始段的肌动蛋白和微管特征，mDia1有助于维持轴突起始段的组成和结构。轴突肌动蛋白、血影蛋白、加帽蛋白及相关蛋白形成周期性细胞骨架结构；破坏这些结构会 destabilize 轴突微管。这些研究并非特定于糖尿病，但它们为RAGE–DIAPH1信号可能通过改变肌动蛋白动力学以及肌动蛋白与微管之间的相互作用而损害运输能力提供了机制推理。针对RAGE–DIAPH1相互作用的治疗靶向强化了其生物学重要性，但并不证明该通路是糖尿病轴突运输失败的主导原因。结合RAGE尾部的小分子阻断DIAPH1相互作用并抑制下游信号。RAGE229降低蛋白之间的FRET，改善糖尿病小鼠的伤口愈合和肾脏结局。RAGE406R抑制通过RAGE的DIAPH1激活，抑制人类巨噬细胞炎症，改善实验模型中的炎症和伤口愈合表型。这些研究表明该受体及其伙伴可被小分子阻断。最近的DN模型使解释更为具体。全局Diaph1缺失并未完全阻止DPN进展或完全拯救神经传导缺陷，这反对将DIAPH1视为糖尿病神经损伤的单一充分解释。在缺乏RAGE和DIAPH1的糖尿病小鼠中，中断RAGE–DIAPH1信号改变了涉及cofilin和profilin的肌动蛋白调节平衡，改善了SN中的轴突结构和运动神经传导速度。RAGE–DIAPH1信号是细胞骨架调节的一种合理机制，但尚未被证明驱动糖尿病轴突运输失败。当前证据并未表明选择性操纵RAGE–DIAPH1信号可恢复糖尿病外周轴突中的轴突运输动力学。因此，RAGE–DIAPH1信号应被视为糖尿病配体积累与细胞骨架损伤之间的连接器。AGEs、CML修饰蛋白、HMGB1和S100蛋白在外周神经中激活RAGE。RAGE胞质尾可招募DIAPH1并激活小GTPase信号，而DIAPH1可调节肌动蛋白组装、周转以及肌动蛋白与微管之间的协调。RAGE–DIAPH1信号应被视为一条机制上有吸引力的细胞骨架调节途径，但尚未成为糖尿病轴突运输失败的既定通路。连接糖尿病生化应激、AGE–RAGE信号、RAGE–DIAPH1偶联、线粒体功能障碍、雪旺细胞损伤、神经免疫激活和细胞骨架不稳定性与轴突维持的主要机制联系在表1中总结。
4. 氧化应激与线粒体功能障碍
轴突运输在能量上要求很高。分子马达沿微管移动结构和功能性结构以及受损物质。驱动蛋白（kinesin）作为沿微管移动的力产生蛋白，胞质动力蛋白（cytoplasmic dynein）被确立为逆行轴突运输的主要马达。线粒体沿微管和F-肌动蛋白在轴突中移动，将线粒体定位置于细胞骨架组织的直接控制下。这些系统需要ATP、受控的钙信号、完整的微管轨道以及特定位置的线粒体支持。糖尿病通过破坏运输所依赖的能量供应和结构轨道来威胁轴突维持。高血糖通过多种机制增加ROS产生。在血管内皮细胞中，高葡萄糖增加线粒体超氧化物产生，这 contributes to 蛋白激酶C激活、AGE形成、山梨醇积累和NF-κB激活。在神经元中，短期高血糖造成氧化损伤，触发线粒体膜去极化和细胞色素c释放，随后的caspase激活导致DNA片段化和凋亡。这些变化与运输生物学相关，因为线粒体去极化限制ATP产生，同时caspase激活标志着从可逆代谢应激向结构损伤的转变。DRG神经元在糖尿病中显示直接的线粒体呼吸损伤。STZ诱导的糖尿病降低DRG中的线粒体呼吸，胰岛素治疗可纠正此缺陷。糖尿病还抑制DRG中线粒体呼吸链蛋白表达，与受损的AMPK和PGC-1α信号相关。改变AMPK活性改变成年感觉神经元中神经营养因子指导的神经突生长，从而将细胞能量感知与神经元的生长能力联系起来。远端轴突需要持续ATP来驱动运输和维持。受损的AMPK-PGC-1α信号可能在轴突退化变得形态学可观察之前降低运输能力。PGC-1α有助于维持线粒体完整性，而PGC-1α缺失导致其分解， resulting in 较低呼吸和较弱抗氧化反应。相反，PGC-1α过表达保护神经元免受高葡萄糖引起的氧化损伤，证明了受损的线粒体生物发生与不足的抗氧化转录反应之间的关系，使感觉神经元更难以维持长轴突所需的线粒体池。与运输的联系部分是推断性的：线粒体数量、呼吸能力和氧化性蛋白损伤决定了在远端轴突区域放置和使用这些细胞器的能力。线粒体动力学在糖尿病神经元损伤期间发生改变。来自糖尿病小鼠的DRG神经元显示线粒体生物发生增加，线粒体小而碎片化，短期高血糖增加培养神经元中动力相关蛋白1（DRP1）水平。在该模型中，Drp1敲低降低对高血糖损伤的易感性，表明过度的线粒体分裂 contributes to 神经元脆弱性。线粒体钙单向转运蛋白缺失通过恢复线粒体形态和动力学预防小鼠疼痛性DN。这些发现并不直接证明运输缺陷，但表明糖尿病改变线粒体形状、钙处理和损伤反应。亚硝化应激加剧糖尿病神经中能量产生组分的损伤。过氧亚硝酸盐分解减少STZ糖尿病小鼠SN、脊髓和DRG神经元中硝基酪氨酸和聚（ADP-核糖）积累，改善大运动、感觉和小感觉纤维功能。STZ糖尿病大鼠中PARP抑制 counteracts 运动和感觉神经传导减慢、大有髓纤维萎缩以及SN和脊髓中硝基酪氨酸和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）增加。PARP激活消耗NAD+并破坏能量代谢，从而 contributs to 轴突功能障碍。AGE–RAGE信号 contributs to 感觉神经元内的氧化应激。原代DRG神经元表达功能性RAGE，RAGE激活触发磷脂酰肌醇3-激酶活性，导致ROS产生，然后caspase-3激活和DNA降解。抗氧化剂阻断这些效应，表明RAGE诱导的氧化应激损伤感觉神经元。在DN中，AGE暴露通过RAGE激活SN和DRG中的NF-κB。通过RAGE的氧化还原和炎症信号可能通过损伤线粒体间接损害轴突运输，并通过改变马达和货物蛋白运作的细胞骨架环境直接损害轴突运输。当雪旺细胞线粒体受损时，即使轴突本身未受损，它们也无法支持轴突健康。完整的雪旺细胞线粒体代谢对于长期轴突存活和外周神经功能是必需的，而高血糖改变其线粒体呼吸和蛋白质组。破坏的雪旺细胞脂质代谢产生伴有轴突退化的外周神经病变，与线粒体功能障碍和改变的胶质代谢支持相关。在糖尿病中，雪旺细胞线粒体损伤可能减少持续轴突货物运动所需的外部代谢支持。对蛋白的氧化损伤也可能削弱构成轴突运输基础的细胞骨架和马达系统。db/db小鼠的SN显示蛋白羰基化增加和外周髓鞘蛋白22（PMP22）聚集，伴有脱髓鞘和神经传导速度降低。蛋白羰基化和硝基酪氨酸形成表明糖尿病神经区室中蛋白的氧化和亚硝基化修饰。如果细胞骨架蛋白、马达蛋白、衔接蛋白复合物或线粒体蛋白发生此类修饰，运输能力可能在轴突横断发生之前下降。这一联系需要从机制推断转向确证证据。线粒体功能障碍和运输失败可以相互放大。受损的线粒体运动减少远端轴突部位的ATP可用性和钙缓冲。较低的ATP也会停止马达蛋白介导的货物运动、离子泵活动、细胞骨架更新和局部修复。氧化应激损伤线粒体蛋白，并可能 destabilize 指导货物运动的微管和肌动蛋白结构。在该模型中，线粒体功能障碍可能参与将代谢应激与远端轴突退化、再生受损和感觉功能障碍联系起来的细胞过程。
5. 神经免疫激活改变轴突环境
DN中的神经免疫激活最好被理解为轴突环境的改变。来自疼痛性DN患者的人类L4和L5 DRG显示炎症转录本表达增加，特别是来自巨噬细胞的转录本，同时多个神经元基因下调。这种模式对轴突生物学有直接影响。DRG包含感觉神经元胞体，这些胞体合成、分选和输出细胞骨架蛋白、细胞器、离子通道组分、营养受体和信号货物到长外周轴突中。因此，该区室的炎症可能在源头影响运输。全身性炎症生物标志物支持DN与免疫激活之间的联系，尽管它们不将过程定位到轴突或神经节。在KORA F4队列中，亚临床炎症与老年人群中的多发性神经病变患病相关。在T2DM患者的前瞻性队列中，较高的血浆促炎因子水平，特别是TNF-α和细胞间黏附分子-1，预测五年内糖尿病外周神经病变的发病。尽管血清TNF-α在T2DM中升高并与神经传导异常相关，但这提供了临床背景，而非细胞因子损害轴突运输的直接证据。巨噬细胞激活提供了炎症与运输失败之间更强的实验联系。在糖尿病小鼠中，浸润的促炎巨噬细胞损害胰岛素敏感性、减小DRG神经元大小并减慢SN中逆行轴突运输。RAGE缺失小鼠维持胰岛素敏感性、正常神经节细胞大小和完整的逆行运输。一项研究表明RAGE缺失骨髓部分保护糖尿病小鼠免受外周神经缺陷，表明巨噬细胞RAGE contributs to 破坏神经维持的炎症。逆行轴突运输还携带来自远端轴突的信号至神经元胞体，使神经元能够调整转录和修复反应。在糖尿病小鼠中，促炎巨噬细胞浸润伴随外周神经中受损的胰岛素-AKT-GSK3β信号，而骨髓特异性RAGE缺失保留此通路并改善逆行运输。这表明巨噬细胞和受体激活以及局部胰岛素抵抗损害支持轴突存活的逆行信号。卫星胶质细胞直接包裹DRG神经元胞体。STZ处理啮齿动物显示GFAP升高，更多神经元被激活的胶质细胞环绕。激活的胶质细胞改变胞体环境，并改变细胞骨架蛋白、细胞器和受体复合物如何为轴突运输做准备。一个涉及lipocalin-2的特定通路已被表征。糖尿病增加卫星胶质细胞中lipocalin-2，lipocalin-2通过PPARβ/δ增加丙酮酸脱氢酶激酶-2表达。这抑制丙酮酸脱氢酶活性，增加DRG卫星胶质细胞和神经元中乳酸产生。遗传和细胞实验支持lipocalin-2–PPARβ/δ–PDK2通路增加乳酸。该通路将胶质炎症与供应长轴突的神经节区室中能量代谢改变联系起来。趋化因子将免疫激活与感觉神经元兴奋性和神经节炎症联系起来。CCL2–CCR2信号也可能 contributs to 神经元-免疫通信。在伴有糖尿病胃病的STZ糖尿病大鼠中，CCR2在DRG神经元中上调并 contributs to 胃痛觉过敏。对于躯体远端多发性神经病变，该证据不如CXCL12–CXCR4数据直接，因此CCL2–CCR2应被视为一条合理通路。其他疼痛和炎症放大通路需要更多谨慎。在伴有疼痛性神经病变的T2DM啮齿动物中，脊髓和DRG中HMGB1、TLR4、CXCR4和NLRP3增加。甘草酸治疗减少这些炎症标志物同时改善疼痛阈值。在STZ糖尿病小鼠中，NLRP3通路在DRG中激活，药理学抑制NLRP3与MCC950减少机械性异常性疼痛。STZ糖尿病大鼠伴有机械性痛觉过敏显示脊髓MAPK激活，依赖于神经元和小胶质细胞中N-甲基-D-天冬氨酸受体。这些发现阐明了炎症放大和疼痛信号，但不直接涉及轴突运输。因此，它们在此用作可能影响轴突运输的炎症环境的证据，而非货物运动受损的直接证据。未来工作应测试与马达蛋白或细胞骨架货物递送的联系。中枢小胶质细胞激活应被视为次要关注。在糖尿病疼痛模型中，脊髓小胶质细胞被激活并可释放细胞因子和神经活性介质增加背角兴奋性。在实验性糖尿病脑病中，IL-17A信号调节减少神经炎症和认知障碍，支持糖尿病、中枢炎症和神经元功能障碍之间的联系。巨噬细胞RAGE激活损害逆行运输和神经元胰岛素信号；卫星胶质细胞激活改变神经元胞体维持轴突输出的神经节环境；趋化因子信号增加感觉神经元钙反应和能量需求；最后，HMGB1、Toll样受体、MAPKs和NLRP3主要支持疼痛和炎症放大模型，与运输间接相关。
6. 轴突细胞骨架重塑与运输失败：直接证据与机制推断
本综述始终强调，并非每个损伤神经的糖尿病机制都会损害货物运动。对神经炎症的解释应精确且多层次。我们从三个层面解释证据：直接运输测量；可能影响运输机制的机制；以及远端轴突维持的临床或结构读出。一些研究检查运输；其他研究通过证明线粒体和细胞骨架损伤、胶质支持或逆行信号损伤来证明运输失败的生物学基础。长外周轴突需要从胞体到远端轴突区域不间断的货物递送。慢速轴突运输携带细胞骨架和可溶性蛋白，而快速运输沿极化微管移动膜性细胞器和信号复合物。神经丝蛋白运动不是连续的慢流；活体成像显示爆发性运动，解释了如何由马达蛋白驱动的短暂事件产生缓慢前进的群体。马达功能、细胞骨架轨道和货物组装的微妙干扰可能在轴突横断可见之前减少远端更新。最强的直接证据来自实验性糖尿病模型，显示细胞骨架元素慢速运输减少。一项早期实验研究表明突变糖尿病小鼠显示肌动蛋白、微管蛋白和神经丝蛋白的轴突运输改变。STZ糖尿病大鼠在向腰神经节和脊髓注射放射性标记前体后，显示SN中细胞骨架蛋白慢速运输受损。在不同DN模型中观察到类似的慢速运输异常和轴突尺寸变化，支持运输障碍与轴突萎缩之间的关系。这些研究将DN视为轴突维持问题，而不仅仅是传导或微血管问题。进行性糖尿病导致细胞骨架蛋白合成和输出改变。在STZ糖尿病大鼠中，进行性疾病降低DRG中神经丝蛋白和微管蛋白mRNA表达，并降低这些蛋白并入远端感觉轴突。DRG中的感觉神经元胞体是维持长外周轴突的细胞骨架蛋白的来源。因此，合成和输出减少为远端纤维直径下降提供了机制解释。慢性STZ糖尿病大鼠显示有髓纤维尺寸减小，纤维直径减小与轴突神经丝蛋白丢失相关。由于神经丝蛋白是有髓纤维的主要成分，其耗竭将受损的细胞骨架供应与纤维直径减小和传导功能障碍联系起来。糖尿病还损害非结构性代谢货物的运输。STZ糖尿病大鼠显示SN结扎两端磷酸果糖激酶活性积累受损，尽管山梨醇和果糖积累被抑制，此缺陷不被sorbinil纠正。糖尿病通过醛糖还原酶通路之外的机制干扰糖酵解酶的轴突运输。逆行运输是受糖尿病影响的另一个机制。STZ糖尿病大鼠在SN挤压后显示逆行轴突运输受损，反映在腰脊髓神经节注射前体后标记蛋白和糖蛋白标志物积累的改变。更近的工作将巨噬细胞RAGE激活与神经元胰岛素敏感性降低、DRG神经元大小减小和SN中逆行轴突运输减慢联系起来。快速运输缺陷是货物特异性的。在STZ糖尿病大鼠中，SN中磷酸化JNK和p38升高，但总JNK和p38运输以及磷酸化JNK和p38的顺行运输并未显著改变。这并不表明快速运输的整体减少；它表明糖尿病改变激活应激激酶的逆行运动，这可能影响转录应激反应、细胞骨架调节和存活程序。关于外周DN中马达蛋白变化的信息较少。KIF1A和KIF5B表达改变在海马组织和高葡萄糖神经元培养中已有报道，但这些发现最好被视为辅助证据，表明糖尿病可改变外周神经外的运输系统。线粒体运输将轴突运输与能量紊乱联系起来。线粒体在脊椎动物轴突中沿微管和F-肌动蛋白移动，使其位置依赖于微管轨道和肌动蛋白结构。血脂异常损害感觉神经元中的线粒体运输和功能，这对T2DM很重要，因为血脂异常是神经病变风险的重要代谢因素。高膳食脂肪摄入体内损害轴突线粒体功能，提供了额外证据表明代谢应激可在轴突本身水平损伤轴突能量系统。这些研究将模型扩展到高血糖之外，但不替代糖尿病外周神经中的直接运输研究。再生失败显示了有缺陷的细胞骨架重塑的功能后果。神经挤压后，糖尿病大鼠显示微管蛋白和神经丝蛋白表达改变，再生纤维的轴突伸长和纤维口径生长减少。再生依赖于微管蛋白进行微管延伸、生长锥处肌动蛋白重塑、神经丝蛋白掺入以及线粒体重新分布以提供局部ATP。糖尿病可通过与支撑未损伤远端轴突相同的运输和细胞骨架系统损害再生。轴突细胞骨架应被视为由肌动蛋白、微管、神经丝蛋白和膜骨架元素组成的集成系统。超分辨率显微镜显示肌动蛋白、血影蛋白、加帽蛋白及相关蛋白沿轴突形成周期性结构，肌动蛋白环间距约180–190 nm。周期性肌动蛋白结构维持轴突微管，其破坏 destabilizes 微管网络。这些观察不限于糖尿病，但对于理解糖尿病细胞骨架损伤至关重要。受损的肌动蛋白调节可能继发地扰乱微管组织，并损害慢速和快速运输。DIAPH1将RAGE信号连接到肌动蛋白细胞骨架。p140mDia作用于Rho小GTPase下游并与profilin相互作用。Formins在带刺端成核和延长肌动蛋白丝，而profilin通过递送profilin–肌动蛋白复合物加速此反应。mDia1可以产生抵抗cofilin切割的丝，表明它影响组装和周转。这些机制提供了一条合理的分子途径，通过该途径RAGE–DIAPH1信号可改变糖尿病神经中的肌动蛋白动力学，但并未证明DIAPH1直接控制人类DN中的轴突运输。肌动蛋白与微管之间的协调提供了第二条途径，DIAPH1可能通过该途径影响轴突运输。mDia1在细胞模型中通过不同的formin同源区域协调微管和F-肌动蛋白。RAGE胞质结构域结合DIAPH1，这种相互作用是RAGE配体刺激的Rac1和Cdc42激活所必需的。可能，糖尿病RAGE配体激活RAGE，招募DIAPH1，刺激Rho家族GTPase信号，并改变肌动蛋白与微管之间的协调。这在多大程度上影响轴突运输仍基本未知，直到研究在选择性操纵RAGE–DIAPH1信号后直接显示运输和线粒体测量。最近的小鼠研究完善了这一点。全局Diaph1缺失并未阻止糖尿病外周神经病变进展，反对DIAPH1作为糖尿病神经损伤的单一必要原因。在RAGE和Diaph1敲除的糖尿病小鼠中，中断RAGE–Diaph1信号改善了轴突结构和运动神经传导速度，伴有涉及cofilin和profilin的肌动蛋白调节平衡变化。这些结果支持RAGE–Diaph1通路在慢性高血糖下调节轴突肌动蛋白的机制作用，也证明将此通路置于一个包括线粒体功能障碍、羰基应激、巨噬细胞激活、雪旺细胞功能障碍和屏障损伤的更大模型中是合理的。一个围绕轴突运输组织的模型因此区分了已证明的机制和推断的机制。糖尿病直接减少神经丝蛋白和微管蛋白的合成和输出；降低神经丝蛋白含量和轴突直径；损害磷酸果糖激酶的运输；改变逆行应激信号并削弱再生。一般轴突生物学表明，神经丝蛋白运动、线粒体定位、肌动蛋白-血影蛋白组织和微管完整性是轴突维持所需的相互依赖系统。RAGE–DIAPH1信号提供了一条从配体检测到肌动蛋白调节的通路，但尚未建立与人类糖尿病轴突运输失败的直接因果联系。将糖尿病与轴突运输受损、细胞骨架货物递送、逆行信号和再生失败联系起来的实验证据总结在表2中。
7. 糖尿病中的外周和自主神经轴突病变
远端对称性多发性神经病变是糖尿病轴突病变的主要临床表现。DN通常遵循依赖于纤维长度的远端模式，其中最长的外周轴突特别容易受到慢性代谢应激的影响。这并不意味着大有髓纤维的损伤必然先于每位患者中小纤维的损伤。小的无髓C纤维和薄髓Aδ纤维可能显示出常规神经传导研究无法检测到的结构或功能异常，因为这些研究主要评估大有髓纤维。纵向研究进一步表明，小纤维和大纤维测量可能根据糖尿病类型、表型和检测方法以不同方式进展。大有髓纤维在疾病进展过程中也变得受累，并通过波幅降低、传导减慢、结或结旁功能障碍以及髓鞘异常 contributs to 表型。因此，神经元受累的早期顺序应被解释为依赖于纤维长度的远端轴突脆弱性，伴有表型和方法依赖的小纤维和大纤维受累，而非严格的顺序。神经传导研究通过波幅测量以及潜伏期和传导速度评估大纤维功能。糖尿病感觉运动多发性神经病变中的电诊断模式包括传导减慢和波幅降低。传导减慢表明髓鞘、结、结旁或轴-胶质功能障碍可 contributs to 表型，而波幅降低更直接反映轴突损失。DN不仅仅是轴突疾病；它影响轴突-胶质-血管单元，其中轴突运输失败、髓鞘损伤、雪旺细胞功能障碍和血管变化在疾病进展中相交。小纤维退化可能在大纤维测量变得异常之前就被检测到。在糖尿病患者中，即使在常规神经传导研究正常的情况下，也可出现表皮内神经纤维密度降低和热阈值异常，支持早期小纤维损伤可能未被标准神经传导测试检测到。在T2DM中，系列远端腿活检显示表皮内纤维进行性丢失，速度快于健康对照组。五年内，小纤维测量值的下降比大纤维测量值更明显，且神经病变进展在T2DM中比T1DM中更大。表皮内神经纤维代表末端远端轴突区室，因此其丢失是远端轴突维持失败的结构读出。角膜共聚焦显微镜提供了另一个小纤维退化的结构窗口。角膜神经长度在纵向多国队列中被证明可预测糖尿病外周神经病变。角膜基底神经丛包含可无创成像并随时间测量的小感觉轴突。因此，角膜神经纤维长度减少可被解释为小轴突完整性的可测量标志物，而不仅仅是糖尿病的眼科特征。最近的比较工作表明，角膜神经纤维测量和表皮内神经纤维密度均可检测T2DM中的小纤维神经退行性变，尽管它们与临床神经病变的关系可能因队列和终点而异。通过轴突运输模型的视角，这些测量随时间追踪远端轴突完整性。它们不直接测量轴突运输，但捕捉了远端轴突完整性，这是轴突维持受损预期的组织水平后果。泌汗功能障碍增加了自主小纤维维度。通过Sudoscan测量的电化学皮肤电导（ESC）在伴有神经病变的糖尿病患者中低于无神经病变的糖尿病患者或健康对照。足部ESC对糖尿病神经病变显示诊断性能（AUC ≈ 0.88）。电化学皮肤电导是测量电流通过皮肤难易程度的指标；Casellini等人发现它与临床、感觉、自主和疼痛测量相关。内源性皮肤荧光与T1DM中自主神经病变和确诊的远端对称性多发性神经病变均相关。这些数据支持纳入自主读出，但应服务于主要神经病变论证，而非将综述引向心脏疾病。DRG包含感觉神经元胞体，这些胞体制造外周轴突所需的结构和功能性分子。在糖尿病BioBreeding/Worcester大鼠中，观察到DRG神经元减少至正常的73%，伴有选择性的物质P和CGRP阳性神经元丢失、感觉神经传导减慢、腓肠有髓和无髓纤维减少以及进行性高尔基体退化。受损的高尔基体尤其重要，因为轴突货物供应依赖于神经元蛋白加工和分选，然后才输出到轴突中。人类DRG数据也支持近端感觉神经元受累。来自疼痛性DN患者的人类L4–L5 DRG样本显示炎症相关巨噬细胞转录本增加和神经元基因表达减少。3特斯拉磁共振神经造影显示糖尿病多发性神经病变与人类DRG的病理性形态变化相关，DRG信号强度与神经病变严重程度和代谢测量相关。来自糖尿病外周神经病变供体的人类DRG含有丰富的Nageotte结节，这与感觉神经元死亡和营养不良性伤害性轴突有关。这些发现将DN置于感觉神经元-卫星胶质细胞-神经节区室中，而不仅仅在远端神经干内。雪旺细胞和髓鞘异常改变轴突表型。人类DN显示组织病理学异质性，包括轴突退化、节段性脱髓鞘、再髓鞘化和轴-胶质分离。在糖尿病小鼠中，阻断混合谱系激酶结构域样蛋白防止髓鞘解压缩，并减轻糖尿病引起的神经传导速度降低，支持雪旺细胞坏死性凋亡和髓鞘损伤在功能性神经病变表型中的作用。这些观察表明轴突运输依赖于雪旺细胞、髓鞘、结、结旁和轴周代谢环境的完整性。中枢神经系统表现应有限地包含。在STZ糖尿病大鼠中，糖尿病脑病伴有线粒体变化和海马轴突运输蛋白表达改变，包括KIF5b mRNA增加。这并不意味着等同；它表明糖尿病可能通过线粒体和运输机制影响涉及认知的神经元区室。此类数据可以支持不同区室中神经损伤的一般概念，但主要焦点应保持在外周感觉和自主轴突。与当前模型最一致的临床测量是那些测量轴突完整性、纤维丢失、传导和小纤维功能的指标。神经传导研究评估大纤维功能，可区分轴突丢失（波幅降低）和传导减慢。皮肤活检计数表皮内神经纤维以评估远端小纤维完整性。角膜共聚焦显微镜测量角膜中小感觉轴突并预测糖尿病外周神经病变的发病。定量感觉测试、泌汗测试、心率变异性和心血管自主反射测试提供功能性补充。这些测量共同将轴突维持失败转化为临床可观察的表型。
8. 轴突保护的治疗策略与转化读出
一个旨在保护轴突维持的疗法预计将保留细胞骨架完整性、线粒体健康、轴突-胞体信号以及长轴突的胶质和血管支持。症状性镇痛改善生活质量，但不一定解决根本问题。本治疗部分包括几种具有症状性、代谢性或结构性效应的干预措施，但这些干预措施与轴突运输保存的直接关系尚未完全确立。轴突保护的治疗逻辑及相应的转化读出在图2中概述。改善代谢控制仍然是必要的，但作为运输保护策略并不充分。对葡萄糖耐量受损和神经病变患者的一年研究表明，个体化饮食和运动咨询增加了近端和远端表皮内神经纤维密度并减少了神经性疼痛。在无神经病变的糖尿病患者中，监督运动在12个月内增加了皮肤神经密度，而标准咨询伴随表皮内神经纤维密度的停滞或下降。这些发现表明代谢和活动基础的治疗可以改善远端轴突区室。羰基应激减少是一种上游策略，因为MGO、乙二醛、3-脱氧葡萄糖酮和AGEs修饰支持轴突结构、线粒体功能、细胞外基质容许性和感觉神经元兴奋性的蛋白。研究表明，乙二醛酶-1增加的糖尿病小鼠保护免受表皮内神经纤维丢失，同时保留DRG中线粒体氧化磷酸化蛋白。MGO可能通过激活感觉神经元中外周TRPA1和Nav1.8通道 contributs to 糖尿病神经性疼痛。尚无直接人类数据证明慢速轴突运输或线粒体运输的恢复；未来工作应将蛋白-羰基测定与皮肤活检表皮内神经纤维密度定量以及神经传导或运输测定相结合。MGO清除剂和AGE形成抑制剂应以类似谨慎态度解释。氨基胍改善实验性DN中的运动神经传导速度并限制结构异常。较老的临床前证据并未确定人类轴突保护的临床疗效。AGEs修饰的细胞外基质蛋白损害感觉神经突生长；预防基质糖基化或去除糖基化基质约束的疗法可能增强再生。转化研究的问题在于大多数羰基清除剂或AGE抑制剂研究不评估慢速和快速轴突运输、马达蛋白功能和线粒体运输。RAGE阻断在联系到影响轴突维持的神经元、胶质、免疫或血管机制时最具说服力。RAGE激活通过氧化应激和凋亡信号损伤初级感觉神经元。巨噬细胞中RAGE激活 contributs to 实验性糖尿病多发性神经病变、神经元胰岛素抵抗、DRG萎缩和逆行轴突运输减慢。这些数据使RAGE成为保留轴突-胞体通信和感觉神经节炎症环境的 plausible 靶点。RAGE抑制并非万能——羰基应激、线粒体缺陷、雪旺细胞损伤、血脂异常、屏障功能障碍和运输缺陷可独立于RAGE持续存在。在细胞和动物模型中，破坏RAGE–DIAPH1相互作用的小分子抑制配体刺激后的RAGE信号。RAGE229减少RAGE–DIAPH1相互作用并减轻小鼠糖尿病并发症，包括伤口愈合和肾脏损伤。RAGE406R阻止通过RAGE的DIAPH1激活并抑制人类巨噬细胞炎症反应。神经病变的证据仍处于临床前阶段。未来研究应探索细胞骨架蛋白与慢速轴突运输之间的关系。抗氧化剂和线粒体干预说明了终点选择的重要性。在SYDNEY 2试验中，口服α-硫辛酸（ALA）在五周内改善糖尿病感觉运动多发性神经病变患者的神经病变症状和缺陷。每日600 mg剂量产生最佳风险-效益比。在NATHAN 1试验中，四年ALA未显著改善轻中度糖尿病感觉运动多发性神经病变的主要复合终点，但产生了临床有意义的神经病变损伤改善且安全性可接受。乙酰-L-肉碱在两项慢性DN的随机安慰剂对照试验中改善了疼痛、神经纤维再生和振动觉。在T1DM中，口服omega-3脂肪酸补充在六个月随机安慰剂对照试验中增加了中央角膜神经纤维长度。这些干预措施与轴突运输模型一致，但不直接靶向马达蛋白或线粒体运动。由于氧化应激、神经免疫激活和雪旺细胞损伤可汇聚于轴突维持，针对这些过程的疗法应超越疼痛行为和炎症标志物进行评估。萝卜硫素调节Nrf2和NF-κB信号， counteracts 大鼠中实验性DN的多种表现。另一项研究测量DPN模型中血管分布、神经密度和神经传导，并报告过表达Nrf2的雪旺细胞增强坐骨神经恢复。这些策略减少胶质炎症和神经元致敏。大多数研究报告疼痛行为和炎症，仅少数直接测量轴突运输或线粒体运输。在将症状性或抗炎改善解释为轴突保护证据时，应考虑这一限制。雪旺细胞保护是重要的，因为轴突依赖胶质支持来维持髓鞘完整性和轴突内及轴突周围环境。高血糖改变雪旺细胞线粒体呼吸和蛋白质组。雪旺细胞线粒体代谢支持长期轴突存活和外周神经功能至关重要。阻断混合谱系激酶结构域样蛋白防止实验性DN中髓鞘解压缩并减轻神经传导速度降低。保护雪旺细胞线粒体、髓鞘架构和胶质存活的疗法可能通过维持轴突的外部支持系统间接保留轴突运输。再生疗法应通过其恢复轴突结构和功能的能力进行评估。8%辣椒素贴片用作疼痛性糖尿病外周神经病变的局部镇痛药。一项临床皮肤活检研究报告治疗后表皮内和表皮下神经纤维密度增加，伴有疼痛减轻和温觉改善。该观察将镇痛与小纤维的结构变化联系起来，需要谨慎解释并在更大、预先指定的长期随访研究中确认。以上讨论的治疗和转化证据可根据干预水平、测量终点以及与轴突保护的相关性进行组织。这些策略和读出总结在表3中。最有用的转化终点是那些匹配轴突运输和维持生物学要求的终点。神经传导研究评估大纤维功能，可区分轴突丢失（波幅降低）与传导减慢。皮肤活检能够直接测量表皮内神经纤维密度。角膜共聚焦显微镜量化角膜神经纤维长度及相关小纤维测量，可检测早期再生或疾病进展。定量感觉测试、泌汗测试和自主反射测试为结构读出提供功能性补充。机制性试验应将临床终点与评估甲基乙二醛暴露和乙二醛酶活性、AGE形成和可溶性RAGE、以及氧化损伤、线粒体功能和炎症标志物的生物标志物相结合。轴突运输障碍应被解释为DN发病机制的一个组分，而非替代已建立的血管、胶质、代谢和免疫机制。AGE暴露可破坏血-神经屏障并重塑神经内膜微血管，而雪旺细胞损伤可影响髓鞘完整性、线粒体支持和长期轴突存活所需的轴周环境。代谢应激也通过线粒体呼吸损伤、AMPK信号改变、氧化损伤、线粒体分裂和血脂异常相关损伤 contributs to 感觉神经元和轴突线粒体损伤。同时，DRG和外周神经中的免疫激活可改变神经元胞体、巨噬细胞行为、胰岛素信号和局部炎症环境，从而影响轴突货物递送和逆行通信。这些机制可能通过限制局部ATP可用性、细胞骨架稳定性、货物处理以及胶质或血管支持来影响轴突运输。然而，有些可能通过货物运动受损以外的机制塑造神经病变表型。维生素B
12缺乏代表另一个临床相关且可调控的因素，应在糖尿病和神经病变患者中考虑。该问题在接受二甲双胍治疗的患者中尤其重要，因为长期二甲双胍使用与维生素B
12浓度降低和生化维生素B
12缺乏相关。在因共存胃肠道疾病而接受减少胃酸分泌药物的长期治疗（如质子泵抑制剂或组胺-2受体拮抗剂）的患者中也可能相关，因为这些药物与降低的维生素B
12状态相关。维生素B
12缺乏可导致或加重外周神经病变，并可能在临床上与糖尿病神经病变重叠，尤其是在存在感觉丧失、感觉异常、步态不稳或自主神经症状时。在本综述的背景下，维生素B
12缺乏主要应被解释为一种潜在的独立或加重风险因素，而非已确定的糖尿病轴突运输失败的直接机制。然而，它可能通过改变甲基化和同型半胱氨酸代谢、增加同型半胱氨酸以及损害神经元或胶质支持来间接影响轴突维持。因此，在DN临床研究中评估维生素B
12状态是重要的，特别是在评估接受长期二甲双胍治疗、长期使用质子泵抑制剂或其他减少胃酸分泌药物的患者中的神经病变进展时。
9. 结论
糖尿病神经病变可部分被视为一种轴突维持障碍。代谢、细胞和细胞骨架机制对长外周轴突施加压力。最直接的实验证据显示细胞骨架蛋白慢速运输受损、神经丝蛋白和微管蛋白合成及输出减少、逆行运输改变、轴突口径减小以及再生缺陷。这些变化为远端纤维丢失、感觉缺陷、疼痛、传导障碍和选择性自主神经表现提供了连贯的细胞解释。同时，与羰基应激、线粒体或血管功能障碍、神经免疫激活和雪旺细胞损伤相关的证据主要应被解释为机制支持，除非直接测量了轴突运输。RAGE–DIAPH1信号可能提供了富含AGE的组织与细胞骨架重塑（特别是肌动蛋白调节）之间的合理联系。然而，它应被呈现为涉及轴突、胶质和血管结构的更大过程的一个组分，而非DN的唯一原因。未来研究应将生化应激、受体信号、线粒体运输、马达行为和细胞骨架货物运动整合到一个实验系统中。转化研究应优先考虑反映轴突完整性的结构和功能终点。这种区分对于确定哪些通路直接损害轴突运输以及哪些主要塑造DN的轴突-胶质-血管环境是必要的。
