前言
糖尿病是一组以高血糖为特征的代谢性疾病，绝大多数为原发性，具有明显的遗传倾向。其基本病理为绝对或相对胰岛素分泌不足所引起的糖、蛋白质、脂肪、水及电解质代谢紊乱。糖尿病周围神经病变（diabetic peripheral neuropathy，DPN）是糖尿病（diabetes mellitus，DM）最常见的并发症，它有多种临床表现，包括神经病理性疼痛、自主神经系统功能障碍、感觉丧失和糖尿病足。

雪旺细胞（Schwann cells）功能的异常在糖尿病周围神经病变的发病机制中逐渐被认识。越来越多的数据表明，糖尿病患者雪旺细胞代谢紊乱导致神经毒性中间产物的积累和神经营养因子的缺乏，进而导致血管和轴突的损伤，最终导致DPN的发生。

硫氧化还原相互作用蛋白（TXNIP）是硫氧化还原蛋白（TXN）的抑制剂，调节细胞内氧化还原稳态。TXNIP还发挥其他非氧化还原作用，包括异常糖代谢、衰老、凋亡、免疫和肿瘤发生。但TXNIP是否在DPN中引起雪旺细胞的功能紊乱，其确切机制尚不清楚。
 

 

2021年6月23日，河北医科大学郝军实验室的张翔与孔德智实验室的赵松等合作，在Cell death & disease (IF=8.469)期刊上发表了题为“TXNIP, a novel key factor to cause Schwann cell dysfunction in diabetic peripheral neuropathy, under the regulation of PI3K/ Akt pathway inhibition-induced DNMT1 and DNMT3a overexpression”的研究论文。对TXNIP在DPN中引起雪旺细胞的功能紊乱的机制进行了验证分析。

研究方法

研究团队将6-8周龄的雄性C57BL/6J小鼠随机分为两组：对照组和糖尿病组（每组6只）。以50 mmol/L柠檬酸钠溶液（pH4.5）腹腔注射链脲佐菌素（STZ，150 mg/kg体重）制备I型糖尿病小鼠模型。诱导后72h，随机血糖≥16.7mmol/L的小鼠为糖尿病小鼠。

2个月后，分别测定正常小鼠和糖尿病小鼠坐骨神经动作幅度和神经传导速度（NCV）以确定神经病变的存在，并在深异氟醚麻醉后进行失血性安·乐·死以作进一步检测。为探讨5-Aza的体内作用，糖尿病小鼠隔日腹腔注射体重600μg/kg的5-Aza，对照小鼠给予相应的溶剂（雄性，每组6只）。同时采用转录激活因子样效应子核酸酶（TALEN）方法制备TXNIP(−/−) C57BL/6J背景小鼠。野生型TXNIP（+/+）同窝小鼠作为对照（雄性，每组6只）。注射STZ后2个月进行相关检测。

 实验数据

文章中用到的抗体

TXNIP (ET1705-72)

DNMT1 (ET1702-77) 

DNMT3a (ET1609-31)

均来自华安生物，主要用于WB、IF实验。

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Western blot of TXNIP expression in HSC cells of normal glucose group (5.5 mmol/L glucose, N), high glucose group (25mmol/L glucose, H) and mannitol group (25mmol/L mannitol, M).

 

Immunofluorescence of TXNIP in RSC96 cells treated with normal glucose (N) and high glucose (H).  The inset was shown with dashed rectangle. Bar: 50 μm.

 

 

Western blot and statistical analysis of the effect of high glucose on DNMT1 and DNMT3a in RSC96 cells.

 

Immunofluorescence of DNMT1 in RSC96 cells treated with LY294002. The inset was shown with dashed square. White arrows showed the positive staining. Bar: 20 μm.

 

Immunofluorescence of DNMT3a in RSC96 cells treated with LY294002. The inset was shown with dashed square. White arrows showed the positive staining. Bar: 20 μm.

  实验结果研究发现，TXNIP在糖尿病小鼠坐骨神经、高糖刺激的大鼠雪旺细胞（RSC96）、人雪旺细胞（HSC）和原代大鼠雪旺细胞（PRSC）中的表达增加。在高糖处理的RSC96细胞和HSC细胞中，TXNIP的敲除可避免细胞凋亡，恢复细胞自噬。应用DNA甲基转移酶抑制剂5-Aza抑制RSC96细胞TXNIP和Bax蛋白表达，提高LC3-II/LC3-I比值。5-Aza能改善糖尿病小鼠坐骨神经功能，抑制细胞凋亡，恢复自噬功能。此外，在高糖培养的RSC96细胞中，DNMT1和DNMT3a是5-Aza的主要调节因子，影响TXNIP的表达。高糖抑制PI3K/Akt通路引起RSC96细胞DNMT1、DNMT3a和TXNIP上调。在糖尿病小鼠体内敲除TXNIP可改善坐骨神经的神经传导、髓鞘结构和自噬功能。

 

高糖对雪旺细胞磷酸化Akt、DNMTs、TXNIP、凋亡和自噬的调控模型

 

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41419-021-03930-2

 

在这篇精彩的研究中，涉及到糖尿病周围神经病变多个蛋白靶点，华安生物也有大量相关产品，欢迎大家前来咨询。

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