海洋所在褐藻多糖防治糖尿病血管并發(fā)癥研究中取得新進(jìn)展
日前,海洋所海藻化學(xué)與海洋藥物課題組在低分子量褐藻多糖硫酸酯防治糖尿病血管內(nèi)皮病變的作用與機(jī)制的研究上獲得新的進(jìn)展。其團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)低分子量褐藻多糖硫酸酯通過靶向神經(jīng)氨酸酶2阻止高糖環(huán)境下糖尿病內(nèi)皮糖萼結(jié)構(gòu)破壞從而保護(hù)血管內(nèi)皮功能。并且通過本研究發(fā)現(xiàn)了神經(jīng)氨酸酶2在維持糖萼結(jié)構(gòu)完整中的重要作用,有望將其發(fā)展成為糖尿病血管病防治的藥物新靶點(diǎn)。該項(xiàng)研究結(jié)果在藥理學(xué)領(lǐng)域權(quán)威期刊《British Journal of Pharmacology》(BJP)?上發(fā)表。
糖尿病血管病變會導(dǎo)致血管內(nèi)皮糖萼損傷,內(nèi)皮糖萼作為內(nèi)皮細(xì)胞表層的骨架結(jié)構(gòu),是血管內(nèi)皮功能的關(guān)鍵調(diào)控者,在維持血管穩(wěn)態(tài)中起著重要作用。糖萼損傷是糖尿病血管損傷的重要機(jī)制,糖尿病血管損傷引起的糖尿病血管病變是糖尿病病殘和病死的主要原因,血管內(nèi)皮損傷和功能障礙是血管病變發(fā)生和發(fā)展的主要因素。保護(hù)糖萼完整是緩解糖尿病血管并發(fā)癥的有效途徑。
海洋所張全斌課題組長期致力于褐藻多糖的制備及活性研究。經(jīng)過前期篩選,團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)低分子量褐藻多糖硫酸酯LMWF是一種來源于褐藻中的硫酸多糖,對糖尿病血管并發(fā)癥具有改善作用,但LMWF對2型糖尿病血管糖萼損傷的影響仍不清楚。因此,團(tuán)隊(duì)通過系統(tǒng)的藥理學(xué)研究揭示了LMWF對糖尿病血管內(nèi)皮糖萼的保護(hù)作用及其調(diào)控機(jī)制。
研究結(jié)果表明,LMWF通過靶向NEU2保護(hù)db/db小鼠血管糖萼損傷并緩解胰島素抵抗。與正常組小鼠相比,db/db小鼠內(nèi)皮糖萼受損,而LMWF給藥可以保護(hù)糖萼精細(xì)結(jié)構(gòu)。
進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),神經(jīng)氨酸酶2(NEU2)是參與調(diào)控糖萼穩(wěn)態(tài)的一個關(guān)鍵酶。LMWF與NEU2存在互作,LMWF是NEU2的抑制劑。NEU2是LMWF保護(hù)糖萼的關(guān)鍵靶點(diǎn)。LMWF通過靶向抑制NEU2活性,抑制血管內(nèi)皮糖萼降解,并且通過調(diào)控減輕胰島素抵抗并且促進(jìn)代謝正常。這些結(jié)果表明NEU2是糖萼保護(hù)的有效靶點(diǎn),LMWF有潛力開發(fā)成一種用于2型糖尿病患者的血管保護(hù)藥物。
該論文第一作者為中國科學(xué)院海洋研究所實(shí)驗(yàn)海洋生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室博士生李志,通訊作者為中國科學(xué)院海洋研究所,吳寧研究員和張全斌研究員。研究得到了國家自然科學(xué)基金和山東省科技創(chuàng)新重大專項(xiàng)等項(xiàng)目的資助。?
相關(guān)論文:
Zhi Li,?Ning Wu*,?Jing Wang,?Yang Yue,?Lihua Geng,?Quanbin Zhang*. Low molecular weight fucoidan restores diabetic endothelial glycocalyx by targeting neuraminidase2: A new therapy target in glycocalyx shedding. Br J Pharmacol. 2024;1–17.?https://doi.org/10.1111/bph.16288
論文鏈接:https://bpspubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/bph.16288

圖1?低分子量褐藻多糖硫酸酯LMWF有效保護(hù)2型糖尿病小鼠的主動脈內(nèi)皮和腎小球血管內(nèi)皮糖萼結(jié)構(gòu)完整

圖2?神經(jīng)氨酸酶2(NEU2)過表達(dá)導(dǎo)致糖萼結(jié)構(gòu)破壞

圖3?LMWF靶向作用神經(jīng)氨酸酶2(NEU2)抑制其酶活性。
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