口服磷脂酰丝氨酸补充对2型糖尿病血管的有益作用

Beneficial vascular effects of oral phosphatidylserine supplementation in type 2 diabetes

作者信息Neil J McMillan, Marc A Augenreich, Francisco I Ramirez-Perez, Gavin Power, Katherine Burr, Olubodun M Lateef, Manikandan Nagarajan, Christopher A Foote, Natnicha Imkaew, Thomas J Jurrissen, Yoskaly Lazo-Fernandez, Edgar E Betancourt-Cortes, Larissa Ferreira-Santos, Jesus H Beltran-Ornelas, Camila Manrique-Acevedo, Luis A Martinez-Lemus, Jaume Padilla
PMID42312814
发布时间2026-07-01
DOI10.1152/japplphysiol.00281.2026

实验完整度

包含细胞-free实验、培养细胞、离体动脉、糖尿病小鼠模型及人体随机对照试验等多个独立证据层级,并有功能与机制验证。

主要模型

人脐静脉内皮细胞(HUVEC) db/db小鼠模型 C57BL/6小鼠离体肠系膜动脉 2型糖尿病患者

重点核对

PS剂量:200mg/kg/天(小鼠)和900mg/天(人类) 处理时间:4周 ADAM17活性检测:Sensolyte 520 TACE荧光测定试剂盒 血管功能检测:离体压力肌动图、血流介导的舒张、口服葡萄糖负荷后腿部血流 动脉硬化指标:体内PWV、离体AFM和Einc

摘要

内皮胰岛素抵抗是2型糖尿病(T2D)的一个特征,导致一氧化氮生物利用度降低、血管舒张受损和动脉硬化。我们近期提供的证据表明,T2D中的内皮胰岛素抵抗可能归因于ADAM17对胰岛素受体的脱落。由于其他研究者的前期工作提示外源性磷脂酰丝氨酸(PS)可以竞争性抑制ADAM17,我们假设口服PS补充可改善糖尿病患者的血管功能。首先,我们通过体外方法和离体动脉实验证实了PS与ADAM17相互作用并抑制其活性的能力。接下来,我们在糖尿病小鼠(db/db)中测试了PS的血管效应,随后通过一项随机、双盲、安慰剂对照临床试验在T2D患者中进行了验证。在无细胞体系中,我们发现可溶性PS结合ADAM17并减弱其活性,这一效应在培养的内皮细胞和离体动脉中也观察到,强调了其抑制能力。在糖尿病小鼠中,口服PS(200mg/kg/天,持续4周)改善了离体阻力动脉中胰岛素诱导的舒张,并降低了离体和体内的动脉硬化指数。在T2D患者中,PS补充(900mg/天,持续4周,提供约280mg/天PS)增强了对口服葡萄糖负荷的腿部血流反应,并降低了负荷依赖性主动脉脉搏波速度。最后,我们观察到PS减少了血管氧化应激。这项工作支持口服PS作为改善T2D血管功能的治疗策略的潜力,并提示PS的有益作用可能由其血管胰岛素增敏和抗氧化作用驱动。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
口服磷脂酰丝氨酸补充能否通过抑制ADAM17活性改善2型糖尿病患者的血管功能?
核心机制
PS通过结合并抑制ADAM17活性,减少内皮细胞表面胰岛素受体α的脱落,从而改善血管胰岛素敏感性;同时通过抑制ADAM17诱导的TNF信号减少氧化应激。
主要证据
体外SPR显示PS结合ADAM17;细胞和无细胞实验证实抑制活性;db/db小鼠口服PS改善肠系膜和脑动脉胰岛素诱导的舒张并降低动脉硬化;T2D患者临床试验显示口服葡萄糖负荷后腿部血流增加和负荷依赖性PWV降低。
研究意义
口服PS可能作为改善T2D血管功能的治疗策略,其有益作用可能由其血管胰岛素增敏和抗氧化作用驱动。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

PS与ADAM17的相互作用验证

验证PS能否结合ADAM17并抑制其活性。

使用表面等离子体共振(SPR)检测sPS与重组人ADAM17的直接结合;在无细胞、培养内皮细胞和离体肠系膜动脉中检测PS对ADAM17活性的影响。

2

糖尿病小鼠口服PS的血管效应评估

评估口服PS对糖尿病小鼠血管功能、血压和动脉硬化的影响。

db/db小鼠(10周龄)随机分为对照组和PS组(200mg/kg/天,4周),之后评估离体肠系膜和脑动脉血管反应性、血压、体内PWV、离体机械特性(AFM、Einc)以及主动脉和肠系膜动脉的组织学变化。

3

PS对ADAM17-TNF诱导的氧化应激的机制研究

探讨PS是否通过抑制ADAM17介导的TNF释放来减少内皮细胞氧化应激。

在ADAM17过表达的内皮细胞中,检测sPS对TNF脱落、ROS产生(CellROX)和超氧阴离子(DHE)的影响;用TNF中和抗体或Tempol作为对照。

4

T2D患者口服PS的随机对照试验

评估口服PS对T2D患者血管功能和动脉硬化的影响。

进行随机、双盲、安慰剂对照的平行试验,34名T2D患者随机接受PS(900mg/天,4周)或安慰剂,评估口服葡萄糖负荷后的腿部血流、颈股动脉PWV、动态血压、肱动脉FMD和生化指标。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
OpenSPR仪器Nicoya--
高容量羧基传感器芯片NicoyaSEN-AU-100–10-HC-COOH
O-磷酸-L-丝氨酸Sigma-AldrichP0878
重组人ADAM17R&D Systems930-ABD
可溶性磷酸胆碱氯化钙盐四水合物Sigma-AldrichP0378–5G
Sensolyte 520 TACE荧光活性检测试剂盒AnaSpecAS-72085
人脐静脉内皮细胞LonzaCC-2519
表达人ADAM17的腺病毒Vector BiosystemsADV-200349
对照病毒(Ad-CMV-null)Vector Biosystems1300
TAPI-0Abcamab141497
压力肌动图系统Living Systems Instrumentation--
Leica DMi8自动化显微镜Leica Microsystems--
CellROX GreenInvitrogenC10444
Hoechst核染料Invitrogen3342
二氢乙啶InvitrogenD11347
TNF中和抗体Cell Signaling7321
肿瘤坏死因子Sigma-AldrichH8916
TempolCalbiochem581500
大豆磷脂酰丝氨酸Avanti Polar Lipids870336
异氟烷AKORN Animal Health--
CODA尾袖系统Kent ScientificCODA-HT2
Vevo 3100超声系统Fujifilm VisualSonics--
多针肌动图系统Danish Myo TechnologyDMT
自动张力计Danish Myo TechnologyDMT
Amscope 10MP数码显微镜相机AmscopeMA1000
原子力显微镜BrukerJPK
三角形氮化硅悬臂BrukerMLCT
Bruker Impact II质谱仪Bruker--
Waters超高效液相色谱系统Waters--
氘标记PSFrankenstein BioReagents0544
C18吸头Pierce/Thermo Scientific87784
抗硝基酪氨酸抗体MerckAB5411
抗SMA抗体InvitrogenPA5–85070
生物素化二抗Vector LaboratoriesBA-1000–1.5
Vectastain Elite ABC HRP检测系统Vector LaboratoriesPK6100
ImmPACT DAB底物试剂盒Vector LaboratoriesSK-4105
Leica DM6显微镜Leica Microsystems--
抗IRα抗体Abbiotec200110
Alexa Fluor Plus 488InvitrogenA32731
DAPI----
Alexa Fluor 633酰肼Molecular Probes--
Alexa Fluor 546鬼笔环肽Thermo FisherA22283
Stellaris 8共聚焦显微镜Leica Microsystems--
双能X射线吸收测定法GE HealthcareLunar
超声系统GE Logiq P5--
袖带D.E. HokansonE20
75g口服葡萄糖负荷Azer Scientific100075
SphygmoCor XCELCardiex--
胰岛素ELISA试剂盒ALPCO80-INSHU-E10.1
葡萄糖比色法测定试剂盒Cayman Chemical1009582
MDA检测试剂盒Abcamab118970
一氧化氮分析仪Eco PhysicsCLD88
心血管套件软件Quipu srl--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
体外SPR结合实验
sPS浓度梯度(1、3、10、30、100mM),ADAM17-r浓度5μg/mL,缓冲液pH 7.4,流速20μL/min,结合时间300s,解离时间600s。
阅读提示:Methods中In Vitro and Ex Vivo Experiments部分
细胞实验
HUVEC传代至第4代,VascuLife EnGS培养基(2% FBS),血清饥饿(0.5% FBS)过夜,sPS浓度100μM,TAPI-0浓度50μM,处理1小时,ADAM17-OE腺病毒MOI=100,处理24小时。
阅读提示:Methods中In Vitro and Ex Vivo Experiments部分
离体动脉实验
C57BL/6小鼠肠系膜动脉,sPS浓度100μM,TAPI-0浓度50μM,处理1小时,压力肌动图血压设定(未明确说明具体数值)。
阅读提示:Methods中In Vitro and Ex Vivo Experiments部分
糖尿病小鼠体内实验
雄性db/db小鼠,10周龄开始,PS剂量200mg/kg/天,口服(混合花生酱),处理4周,对照组喂花生酱。
阅读提示:Methods中Preclinical Trial in Diabetic Mice部分
人体临床试验
T2D患者45-64岁,PS剂量900mg/天(含约280mg PS),处理4周,随机双盲安慰剂对照,主要终点为口服葡萄糖负荷后SFA血流和cfPWV。
阅读提示:Methods中Clinical Trial in Individuals with T2D部分