研究发现免疫系统抗菌肽代表糖尿病和尿路感染之间的联系

免疫力受损和反复感染在 1 型和 2 型糖尿病中很常见。卡罗林斯卡研究所的研究人员现在表明，糖尿病患者的免疫系统显示出抗菌肽(AMP)牛皮癣水平降低，这会损害膀胱的细胞屏障，增加尿路感染(UTI)的风险。研究小组还认为，牛皮癣也可能代表未来的治疗靶点。

“我们发现高葡萄糖浓度会降低抗菌肽牛皮癣的水平，而胰岛素没有影响，”研究负责人，卡罗林斯卡研究所微生物学，肿瘤和细胞生物学系教授Annelie Brauner博士说。“糖尿病患者的牛皮癣水平较低，这削弱了细胞的保护屏障功能并增加了膀胱感染的风险。

Brauner及其同事在Nature Communications上报道了他们对人类，小鼠和细胞系的集体研究。在他们的论文中，题为“糖尿病下调抗菌肽牛皮癣并增加膀胱中的大肠杆菌负担”，研究小组得出结论，“综上所述，我们的数据表明牛皮癣是糖尿病尿路细菌清除中的重要抗菌肽，未来可能成为新治疗药物的潜在靶标。

糖尿病是由于缺乏和/或降低胰岛素活性引起的，胰岛素是调节葡萄糖的激素，从而为细胞提供能量。在1型糖尿病(T1D)中，身体停止产生胰岛素，而在2型糖尿病(T2D)中，细胞对胰岛素的敏感性降低，从而导致高血糖水平。

糖尿病可能会损害先天免疫系统，使许多人对常规感染的易感性增加，例如由大肠杆菌引起的尿路感染(UTI)。“糖尿病的高患病率是一项重大的全球健康挑战，通常伴随着细菌感染的风险增加，”作者写道。“特别是，大肠杆菌尿路感染(UTI)很常见，并且更常与严重的并发症有关，例如尿路败血症。

卡罗林斯卡研究所的研究人员调查了糖尿病患者(T1D，T2D或糖尿病前期)的葡萄糖水平是否与牛皮癣水平有关，牛皮癣是一种内源性抗菌肽，是先天免疫系统的一部分。“由S100A7编码的抗菌肽牛皮癣是S100蛋白家族的成员，已在尿路中检测到，”研究小组进一步解释说。“它主要以其对大肠杆菌的高抗菌活性而闻名，隔离锌，限制细菌生长。然而，研究小组进一步指出，虽然认识到牛皮癣在大肠杆菌感染期间的重要性，但它在糖尿病中可能具有的活性，以及当葡萄糖水平高时，尚不清楚。“我们在这里试图研究葡萄糖对牛皮癣的影响和大肠杆菌UTI的发病机制，重点是糖尿病期间尿路上皮和膀胱防御策略，”他们说。

使用尿液，膀胱细胞和患者的血清样本，研究人员分析了牛皮癣和其他肽的水平，以确保膀胱粘膜保持完整并防止感染。他们的发现在有和没有感染的小鼠和膀胱细胞中得到了验证。“高葡萄糖浓度诱导较低的牛皮癣水平并损害上皮屏障功能以及改变细胞膜蛋白和细胞骨架元素，导致细菌负担增加，”他们报告说。“根据我们对糖尿病患者的临床发现，我们还检测到糖尿病小鼠膀胱中的牛皮癣水平较低。

Brauner教授的研究小组此前已经证明，用雌激素治疗可以恢复人类和小鼠膀胱细胞的保护功能，从而有助于调节对UTI的免疫反应。对于他们新报道的研究，研究人员还测试了雌激素治疗如何影响暴露于高葡萄糖浓度的感染细胞。他们发现雌激素治疗提高了牛皮癣的水平并减少了细菌种群，这表明这种治疗也可能对糖尿病患者产生影响。“雌二醇治疗通过增加尿路上皮细胞中的牛皮癣和细菌杀伤来恢复细胞功能，证实了其在高血糖症尿路感染期间的重要性，”研究人员说。

“我们现在计划更深入地研究糖尿病患者感染的潜在机制，”该研究的主要作者，卡罗林斯卡研究所同一部门的研究员Soumitra Mohanty博士说。“最终目标是降低这个不断增长的患者群体的感染风险。

作者进一步得出结论：“我们在这里证明，高葡萄糖水平损害了先天免疫反应并损害了上皮完整性。这些发现可能为临床观察结果提供解释，即控制不佳的糖尿病患者复发性UTI，急性肾盂肾炎和尿毒症更高。

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