《Neuroscience Letters》：DAla2-GIP-Glu-PAL exerts neuroprotective effect on diabetic retinopathy by attenuating microglia activation and regulating NF-κB/NLRP3 and Nrf2/HO-1 pathways
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Rui Xie|Li Yuan|Jiahong Cai|Boyu Liu|Jinhao Wu|Zhenyu Ren|Ying Qin|Nan Yu|Jing Li|Guohong Zhou摘要DAla2-GIP-Glu-PAL是葡萄糖依赖性胰岛素促泌多肽的类似物，具有保护中枢神经
Rui Xie|Li Yuan|Jiahong Cai|Boyu Liu|Jinhao Wu|Zhenyu Ren|Ying Qin|Nan Yu|Jing Li|Guohong Zhou
摘要
DAla2-GIP-Glu-PAL是葡萄糖依赖性胰岛素促泌多肽的类似物，具有保护中枢神经系统的作用。目前，视网膜神经变性被视为糖尿病视网膜病变的重要特征。本研究旨在探讨DAla2-GIP-Glu-PAL对糖尿病视网膜病变的神经保护作用及其可能机制，包括对小胶质细胞活化、炎症反应和氧化应激的调节作用。研究中使用了2型糖尿病db/db小鼠和野生型小鼠，通过组织学方法观察视网膜及神经节细胞层的形态结构；检测PSD95、IL-1β、IL-18、pNrf2、HO-1、MDA、SOD、NF-κBp65、NLRP3、Cleaved-Caspase-1和GSDMD等指标的水平，以评估视网膜的氧化应激和神经炎症状况，并观察注射DAla2-GIP-Glu-PAL后这些指标的变化。研究结果表明，db/db小鼠存在显著的视网膜病理改变、神经节细胞丢失、突触传递功能下降以及小胶质细胞过度活化现象；同时NF-κBp65、NLRP3、Cleaved-Caspase-1、GSDMD、L-1β、IL-18和MDA水平升高，而pNrf2、HO-1和SOD水平则下降。DAla2-GIP-Glu-PAL能够逆转小胶质细胞的过度活化以及与炎症反应和氧化应激相关的指标表达，从而促进视网膜神经结构和功能的恢复。这些结果表明，DAla2-GIP-Glu-PAL可通过抑制小胶质细胞过度活化、炎症反应和氧化应激，对小鼠的糖尿病视网膜病变发挥神经保护作用，其作用机制可能涉及下调NF-κB/NLRP3通路并上调Nrf2/HO-1通路。
引言
糖尿病视网膜病变是糖尿病的主要眼部并发症[1]，它会严重影响患者的生活质量，给家庭和社会带来沉重负担。目前针对糖尿病视网膜病变的治疗方法，如玻璃体腔内药物注射、激光光凝术和玻璃体切除术，通常在疾病的中晚期才实施，此时患者已出现不可逆的视网膜病理改变[2]，因此对糖尿病视网膜病变患者进行早期干预具有重要的临床意义。
长期以来，糖尿病视网膜病变被认为是一种微血管疾病，但大量研究表明它同时也属于视网膜神经退行性疾病。在那些没有典型视网膜病变的糖尿病患者中，电生理检查及视网膜神经纤维层厚度检测均显示出异常，这说明高血糖已对视网膜神经元造成了客观损伤[3]、[4]、[5]，而且这种视网膜神经退行性变化会在微血管病变出现之前发生，并对其发展产生影响[6]。实验室研究和临床证据表明，视网膜神经炎症和氧化应激是导致糖尿病视网膜病变神经退行性变化的关键因素[7]。小胶质细胞是大脑和视网膜中的驻留免疫细胞，负责免疫监视和宿主防御，其过度活化会调控炎症过程，进而造成神经元损伤[8]、[9]。有研究显示，在阿尔茨海默病和帕金森病等神经退行性疾病中，小胶质细胞活化也与神经炎症和氧化应激有关[10]、[11]，在糖尿病视网膜病变的动物模型中也能观察到小胶质细胞活化，且它是该疾病的早期特征之一[12]、[13]，因此抑制小胶质细胞过度活化、调控炎症反应和氧化应激可能是预防和治疗糖尿病视网膜病变相关神经退行性变化的有效策略。
葡萄糖依赖性胰岛素促泌多肽是一种由肠道K细胞分泌的内源性42氨基酸肽，餐后释放，可与GIP受体结合，在多种生理和病理过程中发挥重要作用[14]。DAla2-GIP-Glu-PAL是GIP的合成类似物，其半衰期为5–6小时，而GIP的半衰期仅为2分钟[15]，在人类、大鼠和小鼠的小胶质细胞膜上也有高表达[16]、[17]。有研究显示GIP能够增强APP/PS1小鼠的突触可塑性[18]，在阿尔茨海默病转基因小鼠的大脑中，DAla2-GIP-Glu-PAL可通过抑制因小胶质细胞过度活化及增殖引发的神经炎症和氧化应激来发挥神经保护作用[15]，李等人[19]也证实，该物质能够在帕金森病小鼠模型中减轻神经炎症和多巴胺能神经元损伤，这表明GIP及其类似物具有神经保护作用。
不过，目前尚无关于DAla2-GIP-Glu-PAL是否对糖尿病视网膜病变具有神经保护作用的相关报道。本研究以8周龄的db/db糖尿病转基因小鼠作为模型，通过观察糖尿病视网膜病变相关的视网膜组织病理改变、小胶质细胞活化情况、炎症因子及氧化应激相关因子，旨在探究DAla2-GIP-Glu-PAL对糖尿病视网膜病变的神经保护作用及其潜在机制，为该病的临床治疗提供新的思路。
章节要点
实验动物与处理方法
实验所用24只8周龄雄性db/db小鼠和年龄匹配的野生型小鼠购自江苏华创新诺 Pharmaceutical Technology Co., Ltd.（备案号SCXK (Zhe) 2019–0004）。db/db小鼠喂食高糖高脂饮食，野生型小鼠则维持标准饮食，所有动物被随机分为四组，每组12只，分别为野生型对照组、野生型DAla2GIP-Glu-PAL组、db/db小鼠对照组以及db/db小鼠DAla2GIP-Glu-PAL组，这些小鼠均接受了DAla2GIP ?Glu-PAL的玻璃体腔内注射
DAla2-GIP-Glu-PAL处理未改变db/db小鼠的体重和血糖水平
为观察小鼠玻璃体腔内注射药物的外周效应，在注射后第0周、第4周、第8周和第12周分别测量了各组的体重和血糖水平，研究结果显示DAla2-GIP-Glu-PAL并未影响这些小鼠的体重（P=0.3432）或血糖水平（P=0.7433）。
DAla2-GIP-Glu-PAL缓解了db/db小鼠的视网膜病理改变
对每组小鼠的视网膜组织进行了H&E染色，以观察神经节细胞层的形态结构，双因素方差分析显示db/db基因突变会导致
讨论
视网膜神经节细胞的丢失以及小胶质细胞活化的紊乱与糖尿病视网膜病变的神经退行性变化密切相关。已有研究表明，糖尿病大鼠和小鼠的视网膜组织都存在病理改变，表现为厚度降低、神经节细胞密度下降以及出现空泡现象[20]、[21]，临床研究也发现早期糖尿病患者的神经纤维层、神经节细胞层和内丛状层会出现显著损失
作者贡献声明
Rui Xie：论文撰写——初稿撰写、资金获取、数据整理、概念构思。Li Yuan：论文撰写——初稿撰写、图表制作、资金获取、正式分析、数据整理。Jiahong Cai：论文撰写——审阅与编辑、结果验证、研究指导、数据整理。Boyu Liu：论文撰写——审阅与编辑、结果验证、研究指导。Jinhao Wu：论文撰写——审阅与编辑、结果验证。Zhenyu Ren：论文撰写——审阅与编辑、结果验证、研究指导。Ying Qin：论文撰写——审阅与编辑，
利益冲突声明
作者声明不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益关系或个人关系。
