糖酵解代谢紊乱:1型糖尿病视网膜病变与年龄相关性黄斑变性的“隐形推手”?

  • 2025-06-30 18:00:00
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按:在全球范围内,糖尿病视网膜病变(DR)与年龄相关性黄斑变性(AMD)始终是备受关注的两大致盲性眼病。它们严重威胁着患者的视力健康,且在1型糖尿病患者中的发病机制复杂,尚未被完全阐明。近日,在2025年视觉和眼科学研究学会年会(ARVO 2025)上,一项关于1型糖尿病患者中糖酵解改变与DR及AMD风险关系的研究引起了广泛关注。该研究由来自Joslin糖尿病中心Beetham眼科研究所、哈佛医学院等多家机构的科研团队共同完成,其成果为深入理解这两种眼病在1型糖尿病患者中的发病机制提供了新的视角。


研究旨在确定1型糖尿病患者中与AMD和DR存在相关的代谢变化差异,以更好地理解这两种疾病的发病机制。

研究团队收集了来自Joslin 50年奖章获得者研究(Joslin 50-Year Medalist Study,是一项针对长期患有1型糖尿病并成功控制血糖水平超过50年的患者群体的临床研究。由美国哈佛医学院附属的Joslin Diabetes Center发起,这些患者因其在糖尿病管理方面的卓越表现而被授予Joslin奖章。)的1型糖尿病患者(N=1019)超过50年的眼底照片,以及在Beetham眼科研究所收集的年龄匹配但糖尿病病程较短的1型糖尿病患者(N=1413)的眼底照片(BEI组)。这些照片被用于评估DR的严重程度(根据ETDRS标准)和AMD的发生情况(根据AREDS标准)。此外,研究团队还对Joslin 50年奖章获得者(N=905)进行了基因分型,使用的是Illumina Human Core Exome BeadArrays技术。为了进一步探究代谢变化,他们对20例Joslin 50年奖章获得者的外周视网膜样本进行了蛋白质组学分析,采用的是液相色谱-串联质谱法(LC-MS/MS,Orbitrap Lumos,Thermo Fisher)。


研究结果

  • AMD的存在与1型糖尿病患者中较轻度的DR相关。在Joslin 50年奖章获得者中,患有AMD的患者中无或轻度DR的比例为23.4%,而增殖性DR(PDR)的比例仅为7.9%(P<0.0001)。在BEI组中,这一趋势同样显著,无或轻度DR的比例为14.5%,而PDR的比例为3.0%(P<0.0001)。值得注意的是,在Joslin 50年奖章获得者中未观察到新生血管性AMD的病例。

  • 基因分型结果显示,补体级联中的遗传变异,包括补体因子H(PE0.38,P=0.001)和因子I(PE-0.56,P<0.0001),与AMD相关,但与DR的严重程度无关。

  • 在连续血糖监测的Joslin 50年奖章获得者子集(N=75)中,研究发现血糖高于目标范围的时间和血糖管理指标与PDR呈正相关(P=0.03和P=0.004),而血糖低于目标范围的时间则与PDR呈负相关(P=0.03)。相反,AMD的存在与血糖低于目标范围的时间呈正相关(P=0.045)。

  • 蛋白质组学分析进一步揭示了代谢变化的分子基础。在外周视网膜样本中,AMD的存在与葡萄糖转运蛋白3(GLUT3,P=0.006)、丙酮酸激酶M(PKM,P=0.01)和丙酮酸脱氢酶激酶1(PDK1,P=0.0001)的表达增加相关。而在PDR患者中,这些基因的表达则显著降低(GLUT3,P=0.002;PDK1,P=0.04;PKM,P=0.004)。


研究结论

这些发现表明,在1型糖尿病患者中,AMD可能与糖酵解通量的改变有关,这种改变可能抑制了糖尿病视网膜中有毒葡萄糖代谢物的产生。AMD患者视网膜中GLUT3、PKM和PDK1的表达增加,可能促进了葡萄糖的摄取和利用,减少了有毒代谢物的积累。相反,在PDR患者中,这些基因的表达降低,可能导致葡萄糖代谢异常,进而促进有毒代谢物的产生和视网膜损伤。


小结:这项研究不仅增进了人们对1型糖尿病患者中DR和AMD发病机制的理解,还为未来的治疗提供了新的思路。通过调节糖酵解通量或相关代谢途径,可能有助于预防或延缓这两种眼部并发症的进展。此外,研究还强调了血糖管理在预防DR和AMD中的重要性,提示优化血糖控制可能是降低这两种疾病风险的有效策略。


讲题:Altered Glycolysis Associated with Inverse Risk of Diabetic Retinopathy and Age-Related Macular Degeneration in Type 1 Diabetes

作者:Ward Fickweiler, Surya Jangolla, Tanvi Chokshi, Emer O'Doherty, Elizabeth Viebranz, John Gautier, I Hsien Wu, Marc Gregory Yu, Hetal Shah, Cris Martin P. Jacoba, Assel Talaspayeva, Jerry Cavallerano, Paolo Silva, Lloyd P. Aiello, Jennifer K. Sun, George L. King


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条评论

  • Linda Gareth
    2015年3月6日, 下午2:51

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