综述:糖尿病对细胞连接的影响:病理学见解与新兴治疗靶点

【字体: 时间:2025年09月24日 来源:Diabetes & Metabolic Syndrome: Clinical Research & Reviews 4.3

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  本综述系统探讨了糖尿病(DM)通过高血糖诱导细胞连接蛋白(如Cx43、ZO-1、Claudin)异常磷酸化与功能紊乱,进而导致多器官屏障功能障碍与并发症的机制。重点提出靶向连接蛋白(如 connexin 间隙连接)联合标准降糖方案可能协同防治糖尿病继发并发症,为临床提供新策略。

  

引言

细胞连接是组织细胞间特化的连接结构,主要包括封闭连接(如紧密连接)、锚定连接(如黏附连接、桥粒)和通讯连接(如间隙连接)。这些结构不仅维持组织完整性,还调控信号分子、溶质和激素的交换。糖尿病(DM)及其继发并发症与细胞连接蛋白的表达和结构改变密切相关。高血糖通过多种分子途径(如晚期糖基化终末产物(AGEs)积累、氧化应激、蛋白激酶C(PKC)激活等)导致连接蛋白异常磷酸化、错误定位和降解,破坏细胞间通讯与屏障功能。

研究方法

本文基于PRISMA指南系统检索PubMed数据库,截至2024年3月30日,最终纳入323篇相关文献。关键词包括糖尿病类型、并发症(如神经病变、视网膜病变)及细胞连接蛋白(如Connexin、Claudin、ZO-1等)。

胰腺与胰岛素分泌

胰腺β细胞通过间隙连接蛋白Connexin 36(Cx36)实现电耦合,协调葡萄糖刺激下的双相胰岛素分泌。高血糖导致Cx36表达异常,破坏β细胞同步化电活动,抑制胰岛素脉冲式释放。研究显示,Cx36敲除小鼠胰岛功能紊乱,而过度表达亦有害,提示Cx36需精确调控。此外,胰岛内存在“Hub细胞”作为起搏点,通过Cx36介导的钙信号协调全胰岛响应,该机制在糖尿病前期即受损。

糖尿病神经病变

高血糖破坏血脑屏障(BBB)和血神经屏障(BNB)的紧密连接(Claudin-5、ZO-1)和间隙连接(Cx43)。醛糖还原酶(AR)激活、AGEs积累及氧化应激导致屏障通透性增加,引起神经内膜水肿和缺血。施旺细胞中Cx32下调(达63%)影响髓鞘代谢支持,加剧神经退化。临床前模型证实,恢复Cx43表达可改善屏障功能并减轻神经损伤。

糖尿病视网膜病变(DR)

糖尿病视网膜病变以血视网膜屏障(BRB)破坏为特征,内皮细胞和周细胞连接蛋白(ZO-1、Occludin、Claudin-5及Cx43)下调。高血糖通过VEGF上调和蛋白酶体途径促进Cx43降解,导致血管渗漏和细胞凋亡。研究发现,人类糖尿病视网膜中Cx43表达降低55.6%,与周细胞丢失正相关。药物如Danegaptide(间隙连接调节剂)或Erythropoietin可恢复连接蛋白表达,改善屏障功能。

糖尿病伤口愈合

正常伤口愈合依赖成纤维细胞间隙连接(Cx43)介导的胶原重塑与血管生成。糖尿病伤口中Cx43和Cx26持续高表达,延迟愈合。Cx43反义寡核苷酸凝胶或肽模拟物(如αCT1)在临床试验中显著加速溃疡愈合(100%面积减少),证实靶向Cx43的治疗潜力。

糖尿病肾病(DN)

肾小球滤过屏障依赖足细胞紧密连接(Claudin-1、ZO-1)和间隙连接(Cx43)。高血糖导致ZO-1重分布、Claudin-5下调及Cx43介导的自噬受损,引发蛋白尿和肾纤维化。研究显示,连接蛋白调节剂(如Danegaptide)或Tanshinone IIA可恢复肾小管上皮细胞连接功能,减缓疾病进展。

非酒精性脂肪肝病(NAFLD/MASLD)

间隙连接蛋白Cx32缺失加剧肝细胞氧化应激和炎症,而Pannexin通道促进ATP释放及炎症细胞浸润。调控连接蛋白可改善脂质代谢和胰岛素抵抗,但相关临床转化仍需探索。

糖尿病心肌病(DCM)

心肌细胞连接蛋白(Cx43、N-Cadherin)异常磷酸化导致电耦合失调和心律失常。高血糖下调冠状动脉内皮细胞Claudin-5、ZO-1,增加血管通透性。药物如Tongxinluo或PKC-θ抑制剂可恢复连接蛋白表达,改善心肌收缩力。

糖尿病胃肠病

胃肠道平滑肌细胞间隙连接(Cx43)和上皮紧密连接(Occludin、E-Cadherin)受损,导致运动功能障碍和肠道屏障泄漏。糖尿病模型中,肠道连接蛋白基因表达显著降低,引发内毒素血症和全身炎症。

治疗策略与临床转化

早期干预可逆转连接蛋白损伤。临床在研药物包括:

  • αCT1(Cx43调节剂):II期试验用于糖尿病溃疡(NCT02667327)。

  • AsODN(Cx43反义寡核苷酸):II期试验促进伤口愈合。

  • Tonabersat(间隙连接调节剂):评估用于糖尿病黄斑水肿(NCT05727891)。

  • Larazotide( zonulin调节剂):恢复肠道屏障功能。

    联合标准降糖治疗可能协同保护多器官功能。

局限性与临床意义

当前证据多源于临床前研究,需进一步临床试验验证。然而,靶向细胞连接为糖尿病并发症防治提供了新视角,有望改善患者长期预后。

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