卡罗林斯卡学院的一项新研究揭示了当氧气水平下降时糖尿病如何导致组织损伤，并指出抑制蛋白质复合物是糖尿病并发症的可能治疗目标。研究结果发表在eLife 杂志上。
糖尿病是一种严重的疾病，会导致血糖水平过高。在糖尿病患者中，细胞活性氧 (ROS)(由氧气形成的高活性化学物质)的过量产生会导致严重的组织损伤。这项新研究表明，抑制称为缺氧诱导因子-1 (HIF-1) 的蛋白质复合物会导致 ROS 的过度产生，因此可能是一个有吸引力的治疗靶点。
“缺氧是我们组织中氧气水平下降的一种情况，最近也被确定为糖尿病的有害因素，”卡罗林斯卡医学院分子医学和外科系高级实验室经理 Xiao-Wei Zheng 解释说，他的同事- 与同样来自卡罗林斯卡学院的 Sampath Narayanan 和 Cheng Xu 一起研究的第一作者。“在我们的研究中，我们想检查 HIF-1、缺氧和糖尿病中细胞 ROS 过度产生之间的联系。”
研究人员招募了 13 名患有 1 型糖尿病的不吸烟志愿者和 11 名健康志愿者。他们将参与者暴露在轻度和间歇性低氧环境中五次，总共一小时。他们在暴露于缺氧之前和之后立即从参与者身上采集血液样本，并分析他们 ROS 水平的变化。结果表明，缺氧导致糖尿病志愿者体内活性氧水平升高，而没有糖尿病的志愿者则不受影响。
高血糖水平抑制 HIF-1
由于缺氧会增加糖尿病患者的细胞 ROS 水平，而 HIF-1 有助于细胞对缺氧做出反应，研究小组假设抑制 HIF-1 会导致 ROS 的过度产生。为了测试这一点，他们分析了取自小鼠肾脏和直接在糖尿病小鼠模型肾脏中的细胞中的 HIF-1、葡萄糖水平和 ROS 产生及其功能后果之间的关系。他们发现高葡萄糖水平通过一种依赖于称为 HIF 脯氨酰羟化酶 (PHD) 的酶的机制在缺氧细胞和小鼠肾脏中抑制 HIF-1。这种对 HIF-1 的抑制反过来又导致了 ROS 的过量产生。
最后，研究小组证明，在小鼠中恢复 HIF-1 功能可减少其组织细胞中 ROS 的过量产生，并保护动物的肾脏免受细胞死亡和损伤。
“我们已经证明，HIF-1 的抑制在糖尿病的 ROS 过度产生和组织损伤中起着核心作用，因此是这些并发症的潜在治疗目标，”分子系讲师兼高级医师 Sergiu Catrina 总结道Karolinska Institutet 的医学和外科，以及来自乌普萨拉大学的 Fredrik Palm 与该研究的共同资深作者。“这些结果是及时的，因为第一个可以激活 HIF-1 的 PHD 抑制剂最近已被批准用于慢性肾病患者的临床治疗。如果我们的研究结果得到未来研究的证实，那么类似的抑制剂可以作为潜在的新疗法进行测试用于糖尿病。”
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