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关键发现:研究团队首先在2型糖尿病患者身上发现了异常:与健康人相比,患者的血浆CCL7浓度显著升高(P=0.0115)。更关键的是,从患者血液中分离培养的内皮祖细胞 (EPCs),其培养上清液中的CCL7也异常增高(P<0.0001)!EPCs是血管修复和再生的“种子细胞”,它们的异常,直接预示着血管修复能力的下降。
核心意义:这首次将CCL7 与人类糖尿病血管病变在临床层面直接关联,提示CCL7可能是糖尿病血管损伤的一个重要生物标志物和潜在致病因子。
图 1. 抑制 CCL7 可恢复高血糖损伤的内皮祖细胞(EPCs)功能
1. 高血糖“激活”内皮细胞分泌CCL7:
高糖刺激能快速且持续地上调多种内皮细胞(尤其是微血管HDMECs)产生和分泌CCL7。在HDMECs中,这个过程依赖于c-Fos和c-Jun信号通路。
意义:高血糖环境直接“教唆”内皮细胞变身成为CCL7的“生产工厂”,启动炎症恶性循环。
2. CCL7是内皮功能的“破坏者”:
功能损伤:直接添加重组人CCL7蛋白,会严重损害内皮细胞的关键功能:
成管能力 (Tube Formation): 模拟血管新生的能力下降。
迁移能力 (Migration): 细胞向损伤部位移动修复的能力受损。
分子机制 - 双刃剑失衡:
抑制“好通路”:CCL7通过其受体CCR3,下调促进血管健康和修复的关键信号通路:AKT-eNOS (影响血管舒张) 和AKT/NRF2/HO-1/VEGF/SDF-1 (影响抗氧化、血管新生和干细胞归巢)。
激活“坏通路”: 同时,CCL7-CCR3会上调促炎通路ERK/p-p65,导致促炎因子IL-1β, IL-6, TNF-α的爆发性增加,加剧血管炎症和损伤。
意义:CCL7像一把“分子扳手”,直接作用于内皮细胞,拧坏了促进修复的开关,拧开了炎症的水龙头。
3. 抑制CCL7:内皮细胞的“救星”!
逆转损伤:无论是使用siRNA敲低内皮细胞自身的CCL7基因表达,还是使用CCL7中和抗体阻断其活性,都能在高糖环境下:
显著恢复内皮细胞的成管和迁移能力。
上调“好通路”蛋白 (p-AKT, p-eNOS, VEGF, SDF-1, NRF2, HO-1)。
下调“坏通路”蛋白 (IL-1β, IL-6, TNF-α)。
靶点验证:使用CCR3特异性拮抗剂 (SB328437),能有效阻断CCL7对内皮细胞的破坏作用,证实CCR3是介导CCL7毒性的关键受体。
意义:精准打击CCL7或其受体CCR3,能有效解除高糖对内皮细胞的“魔咒”,恢复其正常功能,为治疗提供了明确的靶点。
图 2. 抑制 CCL7 可恢复高血糖损伤的大血管内皮细胞功能
3️⃣ 动物实验捷报:抑制CCL7,血管新生加速、伤口快速愈合!理论需要在活体验证!研究团队在三种经典的糖尿病小鼠模型中进行了严谨测试:1. 1型糖尿病模型 (STZ诱导):
基因敲除显神威: 全身性敲除 Ccl7 基因 (Ccl7KO) 的糖尿病小鼠:
缺血后肢血流恢复显著加快。
缺血肌肉中的毛细血管密度显著增加。
伤口愈合速度大大提升。
血液循环中内皮祖细胞 (EPCs) 数量增多,肌肉和伤口组织中促血管生成蛋白上调,炎症蛋白下调。
内皮细胞特异性敲除也有效: 仅在内皮细胞中特异性敲除 Ccl7 基因 (EC-Ccl7KO) 的糖尿病小鼠,虽然血液循环中CCL7下降不如全身敲除明显,但同样展现出显著的血管保护和促愈合效果,有力证明了内皮细胞来源的CCL7在糖尿病血管病变中的核心病理作用。
2. 2型糖尿病模型 (db/db 肥胖糖尿病小鼠):
抗体治疗立大功: 给db/db小鼠注射 CCL7中和抗体:
同样改善了缺血后肢血流。
增加了缺血肌肉毛细血管密度。
促进了主动脉环出芽(血管新生能力)。
显著加速了伤口闭合。
同样伴随EPCs增加、促血管蛋白上调、炎症蛋白下调。
3. 高脂饮食诱导的糖尿病前期/2型糖尿病模型:
广谱适用性: CCL7抗体治疗在高脂饮食诱导的胰岛素抵抗/高血糖小鼠中,同样复制了上述的积极效果——改善缺血血流、增加毛细血管、加速伤口愈合,并伴随有利的分子变化。
意义: 无论是遗传缺陷型还是饮食诱导型糖尿病模型,无论是1型还是2型糖尿病背景,靶向抑制CCL7(通过基因敲除或抗体中和)都能显著改善糖尿病相关的血管功能障碍(内皮损伤、血管新生不足)和伤口愈合延迟,效果具有普遍性和转化潜力。
图 3. 抑制 CCL7 对 db/db 小鼠新生血管形成的影响
4️⃣ 重大意义与展望:CCL7——糖尿病血管病变的新靶点!机制明晰:本研究系统性地从患者→细胞→动物层面,阐明了CCL7在糖尿病血管病变中的核心作用:高血糖刺激内皮细胞等产生过量CCL7 → CCL7通过 CCR3受体作用于内皮细胞 → 抑制促血管/修复通路 (AKT-eNOS, AKT/NRF2/HO-1/VEGF/SDF-1) + 激活促炎通路 (ERK/p-p65/IL-1β/IL-6/TNF-α) → 内皮功能障碍、血管新生受损、炎症加剧 → 血管并发症(缺血、伤口不愈)。
靶点验证:CCL7-CCR3轴被确认为导致糖尿病内皮损伤和血管病变的关键致病通路。
治疗潜力巨大: 抑制CCL7(抗体)或阻断其受体CCR3(拮抗剂),展现出强大的修复内皮功能、促进血管新生、加速伤口愈合的能力,为治疗糖尿病足、冠心病、卒中等血管并发症提供了全新的、极具潜力的策略。
未来方向:研究也指出需进一步探索CCL7在其他细胞(如脂肪细胞、肾细胞)中的作用,以及与其他趋化因子受体的潜在交叉反应。针对CCL7或CCR3的特异性药物开发将是下一步的重点。此外,其在糖尿病视网膜病变等微血管并发症中的作用也值得研究。
结语:
糖尿病血管并发症的阴霾中,CCL7靶向治疗的曙光已然显现!这项突破性的研究,将炎症因子CCL7与血管内皮损伤紧密相连,并通过多层次的实验验证了干预该通路的显著疗效。未来,针对CCL7-CCR3轴的药物研发,有望成为亿万糖尿病患者对抗血管病变的利器,守护生命之河的畅通无阻!让我们持续关注这一领域的进展!
原文链接:Chang et al., Sci. Transl. Med. 16, eadn1507 (2024) 4 September 2024
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