摘要：糖尿病视网膜病变（DR）是糖尿病（DM）的一种微血管并发症，更是全世界25-75岁人群失明的主要原因，Ⅰ型和Ⅱ型DM患者均可发生DR。

糖尿病视网膜病变（DR）是糖尿病（DM）的一种微血管并发症，更是全世界25-75岁人群失明的主要原因，Ⅰ型和Ⅱ型DM患者均可发生DR。

DR的发病率随着DM病程的持续时间而增加，患病20年后，大约99%的Ⅰ型DM患者和60%的Ⅱ型DM患者会出现某种形式的DR。

目前，我国是世界上最大的DM国家，DR患者的数量占全世界患者总数的1/4，在危害患者健康的同时还大大增加了患者的经济负担。

DR的发生是由于视网膜毛细血管长期处于高血糖状态中受到损害。

虽然没有完全明确其机制，但已知其病理生理变化有炎症反应、氧化应激、晚期糖基化终产物、蛋白激酶C等途径的激活，使血管内皮细胞损伤、周细胞丢失，视网膜毛细血管阻塞、缺血，血-视网膜屏障受损引起血管渗漏和视网膜水肿。

随着病情的不断进展，晚期DR在血管内皮生长因子（VEGF）、肿瘤坏死因子α（TNF-α）和炎性因子等细胞因子的共同作用下，生成新生血管，而这些异常的新生血管十分脆弱，极易引起眼内出血，最终纤维化，导致视网膜脱离。

碳水化合物反应元件结合蛋白（ChREBP）是一个由864个氨基酸组成的大分子蛋白，属于碱性螺旋环螺旋亮氨酸拉链型（bHLH/LZ）转录因子MONDO家族。

它是糖代谢和脂代谢过程中关键的信号转录因子，广泛存在于哺乳动物各种组织中，调控葡萄糖和果糖的代谢，是葡萄糖反应性基因激活的重要介质。

葡萄糖代谢产物及其衍生物能激活ChREBP，从而诱导糖降解途径中基因的表达，因此被确定为影响机体糖脂代谢的基础，参与DM病程及其并发症的发生发展。

在高糖环境下，体内多种细胞高表达ChREBP，与细胞的凋亡、氧化应激、炎症、纤维化及胰岛素抵抗等损伤关系密切。

有研究表明糖尿病动物模型中，其视网膜ChREBP表达升高，高糖能激活ChREBP诱导的视网膜色素上皮细胞表达低氧诱导因子-1（HIF-1），促进VEGF分泌，这表明ChREBP可能与DR的发生发展有关。

硫氧还蛋白相互作用蛋白（TXNIP）是一种重要的促氧化蛋白，调节细胞发生氧化应激反应。

在高糖环境下，多种视网膜相关细胞的TXNIP水平呈现高表达趋势，TXNIP水平升高会导致视网膜血管内皮细胞、周细胞和视网膜色素上皮细胞以及视网膜Müller细胞发生功能障碍。

研究表明，TXNIP在糖尿病视网膜病变中发挥着重要作用，抑制TXNIP的表达能够改善高糖诱导的人视网膜血管内皮细胞的氧化应激反应，以及抑制晚期糖尿病视网膜病变出现的异常新生血管。

在高糖刺激下，ChREBP参与调节多种细胞通路，其中，TXNIP是ChREBP下游的重要靶蛋白。

有研究显示，高糖状态下胰岛β细胞高表达ChREBP，导致细胞发生氧化应激和凋亡。因此，ChREBP在糖尿病状态下的β细胞功能受损中发挥重要作用。

DM是一种慢性代谢性疾病，以高血糖为首要特征，基于机体葡萄糖稳态受损，发生胰岛素活性降低和胰岛素抵抗。

长期高血糖可引起血脂异常，高血压和氧化应激，导致多系统严重的并发症，引起神经和微血管功能障碍，包括神经病变、视网膜病变、心脑血管病变等。

国际DM联合会公布的数据显示，全球约4.25亿DM患者中，约1.45亿是DR患者。

血管内皮生长因子（VEGF）已被证明是血管生成的关键因子，AGEs、IL-1β、IL-6等促炎因子均可上调VEGF的表达。

同时，VEGF可激活下游多种信号通路，造成视网膜内外屏障受损，促进白细胞淤滞和其他细胞因子的释放，进而增加新生血管形成和炎症反应。

IL-1β是主要的促炎症因子，在视网膜内IL-1β参与多种生理病理过程，在内皮细胞中与VEGF互相作用上调，对诱导促血管生成反应至关重要。

IL-6是一种重要的细胞因子，其信号通路参与内皮细胞功能障碍和血管炎症，IL-6是VEGF介导炎症性血管渗漏的重要介质，通过直接阻断内皮细胞和上皮细胞的屏障作用，使血管通透性增加。

TNF-α也是一种促炎因子，具有多种生物功能，参与细胞增殖、分化、死亡等过程，TNF-α能增加白细胞对视网膜内皮细胞的黏附，从而增加视网膜内屏障的通透性。

ChREBP是调节糖脂代谢的转录因子，由于其在糖酵解和脂肪合成调节中有至关重要的作用受到广泛关注。

有研究显示，葡萄糖通过ChREBP促进β细胞的增殖与分化，高浓度的葡萄糖会诱发β细胞发生功能受损等糖脂毒性表现。

实验发现，小鼠β细胞ChREBP过表达同样会引起糖脂毒性，这说明，ChREBP与高浓度葡萄糖引起的糖脂毒性之间存在一定相关性。

近些年有众多研究表明，对于新生血管形成的过程中，高糖是一种促进因素。

也有研究报道，不论是在DM患者还是在糖尿病动物模型中，慢性炎症反应与细胞凋亡都是病程进展的重要一环。

而视网膜血管内皮细胞、周细胞和神经细胞的炎症和凋亡反应在DR的病理过程中有非常重要的意义，能导致视网膜上出现无细胞的毛细血管，发生血管渗漏等病理变化。

大量研究表明，HRMECs损伤是DR病理改变的重要组成。第一部分，我们发现PDR患者血清和房水中ChREBP呈现高表达。

ChREBP在HRMECs的表达及作用研究较少。基于第一部分的发现，在研究中，用高糖刺激HRMECs来观察ChREBP的表达和作用。

近几年，有研究结果显示，糖尿病模型鼠视网膜中，O-GlcNAc修饰的ChREBP水平较对照组显著增加，在给与二甲双胍治疗后，能减少其表达。

我们的研究发现在HG刺激30min时ChREBP的表达显著增多，伴随发生ChREBP细胞核转位现象。

在肝脏细胞的研究显示，在低葡萄糖情况下，ChREBP在细胞质内出现点状定位，当葡萄糖升高，ChREBP表达会强烈增高集中到细胞核。

我们在HRMECs中同样发现这一现象。TXNIP是ChREBP调节的基因，参与炎症反应、氧化应激和凋亡等多种生物过程，是ChREBP介导下的糖脂毒性的关键成分。

研究发现，TXNIP能够促进ChREBP发生细胞核转位来刺激自身的表达，从而形成一种正反馈。

我们推测，ChREBP可能通过调节TXNIP来介导高糖对HRMECs的影响，可能机制是葡萄糖的代谢产物能促进ChREBP发生细胞核转运过程，进入细胞核的ChREBP激活了TXNIP的表达。

在DM患者的血清中，炎症因子长期处于升高状态，这表明炎症参与了DM的病理过程，已经证实，PDR患者的血清和房水中的炎症因子表达水平明显高于对照组患者。

有文献报道，高糖影响TXNIP的同时还能诱导胰岛细胞释放IL-1β，是通过调节NLRP3途径来实现，同时NLRP3炎症小体活化后，可上调其下游因子IL-1β等细胞因子的表达，参与视网膜炎症反应。

ChREBP在PDR患者血清和房水中呈现高表达趋势，ChREBP在能抑制高糖诱导下HRMECs细胞的炎症反应、凋亡、迁移和管腔形成的功能。

视网膜是一个复杂的视觉器官，由视网膜色素上皮细胞（RPE）和视网膜神经感觉层组成，从外向内共十层，分别是：色素上皮层、视杆视锥层、外界膜、外核层、外丛状层、内核层、内丛状层、神经节细胞层、神经纤维层和内界膜。

视网膜上的神经元细胞、胶质细胞和血管内皮细胞连接在一起形成了一个重要的结构，成为视网膜神经血管单元（NVU）。

研究证实，视网膜微血管病变、视网膜神经变性和炎症均与DR的发生发展有关。

糖尿病小鼠视网膜中的ChREBP表达水平与对照组相比显著升高，同时二甲双胍可逆转糖尿病小鼠视网膜中ChREBP的高表达水平。

基因编辑作为当前研究热点，科研人员可通过改变核酸的分子序列来修改DNA，基因组靶向修饰可以将外源性DNA倒入体内，来实现基因体内基因敲除。

其中CRISPR/Cas系统是一种全新的基因编辑技术，能靶向作用于所要编辑的DNA，得到精准编辑基因小鼠。

基因编辑技术是指将含有遗传信息的基因序列进行插入、删除、替换等改变的一种生物技术。

早期的基因工程技术只能将遗传物质随机插入宿主基因组内，而基因编辑在基因工程的基础上能定点编辑目的基因。

CRISPR/Cas系统是在锌指核酸酶（ZFN）、转录激活因子小鹦鹉核酸酶（TALEN）技术之后出现的第三代基因编辑技术。

Ishino等在大肠杆菌基因中首次发现了成簇的规则间隔回文重复序列（CRISPR）和Cas基因。

随后的研究表明，从嗜热链球菌或化脓性链球菌中提取纯化的Cas9在crRNA的指导下，能完成体外切割目标DNA。进一步研究成功的将其在哺乳动物模型中完成基因编辑。

近些年，随着DR的研究不断深入，很多动物模型被研究者们建立并进行筛选，应用较多的为遗传型、高糖高质饮食喂养型和药物诱导型。

遗传型动物模型分为小鼠遗传型，包括Ins2Akita、非肥胖糖尿病、db/db、Kimba和Akimba五种；大鼠遗传型有Zucker大鼠、Long-Evans大鼠、BB大鼠、WBN/Kob大鼠、Torii大鼠以及GK大鼠和斑马鱼遗传型。

高糖高质饮食喂养型动物模型造模时间较久，适用于观察时间长的研究。药物诱导型包括两种，链脲佐菌素（STZ）和四氧嘧啶（alloxan,AXL）诱导。

通过动物模型实验发现，ChREBP缺失可抑制STZ诱导的视网膜结构改变，减少血管渗漏及新生血管的形成。

来源：Mr刘聊健康