糖尿病通过乳酸-GPR132-Src通路加速动脉粥样硬化的机制研究

作者及机构
本研究由厦门大学医学院厦门心血管医院的Xiaofeng Ge、Shuying Wang、Zhaokai Li、Jing Yu、Binbin Liu、Ruiying Wang、Shichen Bu、Nawsher Wan、Yan Wang、Cuilian Dai和Yijun Lin团队完成，合作单位包括中国科学院上海营养与健康研究所。研究成果发表于2025年的*Advanced Science*期刊（DOI: 10.1002/advs.202500141）。

学术背景
糖尿病是动脉粥样硬化（atherosclerosis）的重要风险因素，但其具体机制尚未完全阐明。既往研究认为，高血糖通过晚期糖基化终末产物（AGEs）或线粒体应激等途径促进动脉粥样硬化，而细胞衰老（cellular senescence）在其中的作用未被充分探索。本研究聚焦于巨噬细胞衰老在糖尿病相关动脉粥样硬化中的关键作用，提出乳酸代谢产物通过激活G蛋白偶联受体GPR132及其下游Src信号通路，驱动巨噬细胞衰老和泡沫细胞形成，从而加速动脉粥样硬化进程。

研究流程
1. 临床数据分析
- 样本：收集297例冠心病住院患者数据（最终纳入266例），根据糖化血红蛋白（HbA1c）分为糖尿病、糖尿病前期和正常组。
- 方法：分析血浆动脉粥样硬化指数（AIP）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）等指标与HbA1c的关联，并通过单细胞RNA测序（scRNA-seq）数据集（GSE165816）验证糖尿病患者外周血单核细胞/巨噬细胞的衰老相关分泌表型（SASP）基因表达。
- 结果：76%的动脉粥样硬化患者合并糖代谢异常，且AIP与HbA1c呈正相关（图1c）；糖尿病患者单核细胞中SASP基因（如CDKN1A、CCL5）显著上调（图2c）。

1. 动物模型构建

   • 样本：ApoE−/−小鼠（动脉粥样硬化模型）通过链脲佐菌素（STZ）诱导糖尿病，分为糖尿病组和对照组。
     
   • 方法：检测主动脉斑块体积、巨噬细胞浸润（油红O染色、免疫荧光），并分离腹膜巨噬细胞进行RNA测序。
     
   • 结果：糖尿病小鼠斑块体积增加31%（图1d），巨噬细胞中衰老标志物p21和p16表达升高（图2f），且糖酵解和脂代谢通路显著重编程（图1g-k）。

2. 体外机制验证

   • 细胞模型：RAW264.7巨噬细胞和THP-1单核细胞在高糖（4.5 mg/mL葡萄糖）或乳酸（10 mM）条件下培养，评估氧化低密度脂蛋白（ox-LDL）摄取和衰老表型。
     
   • 关键实验：
     
     • 高糖通过糖酵解促进乳酸生成，激活GPR132-Src通路，上调CD36和OLR1表达，增强ox-LDL摄取（图2g-k）。
       
     • 使用GPR132特异性抑制剂ONC212或Src抑制剂Saracatinib可逆转衰老和脂质积累（图6b-d）。
       
   • 创新方法：首次利用GPR132−/−ApoE−/−小鼠模型证实GPR132缺失减少斑块内衰老巨噬细胞（图5i-k）。

3. 临床样本验证

   • 样本：115例冠状动脉狭窄患者分为无狭窄、狭窄<50%和>50%三组。
     
   • 结果：重度狭窄组血浆乳酸水平和PBMC中GPR132-Src通路激活程度显著升高（图7a-f），且与AIP正相关（图7b）。

主要结果
1. 高糖诱导巨噬细胞衰老：高糖通过糖酵解增加乳酸分泌，激活GPR132-Src信号，上调p16/p21表达（图4d-e）。
2. 衰老促进脂质摄取：衰老巨噬细胞中CD36表达增加，ox-LDL摄取能力增强（图3h-j），而抗衰老剂槲皮素（quercetin）可抑制此效应（图3e-g）。
3. GPR132-Src轴的核心作用：GPR132缺失或Saracatinib治疗显著减轻糖尿病小鼠动脉粥样硬化（图5j-k, 图6h-i）。
4. 临床相关性：患者血浆乳酸水平与冠状动脉狭窄程度和GPR132表达呈正相关（图7a-g）。

结论与意义
本研究揭示了糖尿病加速动脉粥样硬化的新机制：高糖环境通过乳酸-GPR132-Src通路驱动巨噬细胞衰老，促进泡沫细胞形成。科学价值在于：
1. 首次阐明乳酸作为代谢信号分子直接调控巨噬细胞衰老；
2. 提出GPR132-Src轴为糖尿病合并动脉粥样硬化的潜在治疗靶点；
3. 临床验证了血浆乳酸作为疾病进展的生物标志物潜力。应用价值包括：Saracatinib（已获批的Src抑制剂）或可快速转化为糖尿病心血管并发症的治疗策略。

研究亮点
1. 多维度验证：结合临床队列、动物模型和细胞实验，形成完整证据链。
2. 创新模型：构建GPR132−/−ApoE−/−双基因敲除小鼠，明确靶点特异性。
3. 转化意义：发现现有药物Saracatinib的新适应症，缩短临床转化路径。

其他价值
研究还提示，运动后乳酸积累可能需谨慎评估其对动脉粥样硬化的潜在影响（原文讨论部分），为后续代谢干预研究提供了新方向。