近 200 萬美國人患有 1 型糖尿病,在這種情況下,身體不能產生足夠的胰島素來有效控制血糖,從而導致高血糖水平或高血糖癥。持續(xù)的高血糖使糖尿病患者患心臟病、神經損傷、失明、腎病和過早死亡的風險增加。通過使用胰島素控制血糖可以預防和延緩糖尿病的這些副作用。
現在,由喬斯林糖尿病中心首席科學官兼血管細胞生物學部門負責人、醫(yī)學博士 George King 領導的科學家們對高血糖癥究竟如何導致腎臟疾病有了新的認識,并發(fā)現了一個潛在的治療靶點。他們的工作發(fā)表在《臨床調查雜志》上,基于一項針對 1000 多名 1型糖尿病患者的獨特的、長期的觀察性研究,稱為獎章獲得者研究。
自 2003 年以來,Joslin 的 King 及其同事一直在研究患有這種疾病 50 年或更長時間的人——這一壯舉在 1950 年代或更早的診斷時被認為是極不可能的。Medalist 項目揭示了關于這群非凡參與者的令人驚訝的細節(jié)。例如,雖然多達 30% 的糖尿病患者患有腎臟疾病,但只有 13% 的獎章獲得者獲得了這個綽號,因為他們獲得了喬斯林糖尿病中心頒發(fā)的獎章,以表彰他們在半個世紀或更長時間內管理糖尿病的勇氣-做。
King 之前對 Medalists 的研究表明,與患有糖尿病腎病的糖尿病患者相比,受到保護的糖尿病腎病患者的葡萄糖代謝酶水平升高。King 及其同事懷疑這些酶——例如丙酮酸激酶 M2 (PKM2)——可能起到保護作用,中和高血糖通常對腎臟造成的一些損害。
“人們對確定高血糖毒性作用的潛在機制有著濃厚的興趣,”金說,他也是哈佛醫(yī)學院 (HMS) 的醫(yī)學和眼科教授。“我們已經在分子水平上證明,PKM2的激活可以增加一種重要的腎臟保護因子,稱為血管內皮生長因子(VEGF),以使腎功能正常化和維持,以防止慢性糖尿病引起的功能障礙。”
受他們先前發(fā)現的啟發(fā),King 及其同事——包括第一作者、醫(yī)學博士、Joslin 高級博士后研究員 Jialin Fu——使用基因工程小鼠過度生產 PKM2,以揭示其在保護腎臟免受糖尿病侵害中的作用。七個月后,研究人員將工程小鼠的腎臟與有和沒有誘發(fā)糖尿病的野生型(非工程)小鼠的腎臟進行了比較。經工程改造以產生高水平 PKM2 的小鼠表現出比患有糖尿病的野生型小鼠更健康的腎臟。
“在這個實驗中,我們令人驚訝地發(fā)現,即使在血糖水平升高七個月后,腎細胞亞群中一種酶的過度表達也可以使腎功能和新陳代謝正?;?rdquo;同時也是 HMS 博士后研究員的傅說.“這些新陳代謝的改善可能有益于糖尿病腎病,即使存在全身炎癥,這是糖尿病的一個共同特征。”
具體來說,科學家們證明了 PKM2 的過表達阻止了糖尿病中常見的腎臟過濾系統(tǒng)細胞的多種病理變化。這種酶的作用保留了細胞功能并防止了疾病進展。雖然需要進一步研究,但研究結果支持 PKM2 作為預防糖尿病相關腎病的潛在治療靶點。結果還表明,監(jiān)測血液中的 PKM2 水平也可以作為一種生物標志物,使醫(yī)生能夠密切關注并預測糖尿病患者的糖尿病腎病進展。
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