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2025年6月21日，徐州醫科大學周曉燕教授/宋遠見教授以及徐州醫科大學附屬醫院應長江教授在Journal of Neuroinflammation發表：Targeting the RAGE–RIPK1 binding site attenuates diabetes-associated cognitive deficits，揭示了靶向RAGE–RIPK1結合位點緩解糖尿病相關認知障礙。

小膠質細胞的激活可引起神經炎癥進而導致神經系統功能損傷，這在糖尿病相關的認知障礙中起著關鍵作用。受體相互作用蛋白激酶1（RIPK1）的磷酸化參與了這種有害的小膠質細胞激活過程，但其具體的分子機制尚不明確。本研究發現，在患有認知障礙的糖尿病患者中RIPK1的表達水平升高。這種RAGE–RIPK1復合物會激活炎癥信號通路，引發一系列反應，最終加劇糖尿病小鼠的認知障礙。研究人員開發了一種靶向大腦的RIPK1肽段，它可以阻斷RIPK1與RAGE的結合從而抑制RIPK1的磷酸化，減輕神經炎癥，改善神經元形態和功能，并有效預防小鼠出現糖尿病相關認知缺陷。該研究揭示了一種此前未知的神經炎癥機制，并為治療高血糖引起的認知障礙提供了一種新的治療策略。

圖一 RIPK1表達增加與糖尿病患者認知障礙相關

蒙特利爾認知評估測試（MoCA）是一種用于快速篩查認知功能的工具，并已被公認為比其他認知工具更能檢測患者的認知缺陷。因此，作者使用MoCA來評估糖尿病患者的認知功能，得分越低表示認知損傷越嚴重。本研究共招募了159名2型糖尿病（T2DM）患者：其中男性71人，女性88人。根據MoCA評分，發現61名患者存在認知障礙；在這些患者中，作者選擇了20名患者（男女各10人）進行下一步實驗。另外選擇20名年齡和性別相匹配的正常受試者作為對照。糖尿病患者在視覺空間與執行功能、注意力和語言領域以及延遲回憶方面均表現出顯著的功能障礙。MoCA總分明顯低于正常對照組。RIPK1是一種多功能蛋白，與多種長期神經系統疾病有關，如阿爾茨海默病（AD）、帕金森病（PD）、肌萎縮側索硬化癥（ALS）和多發性硬化癥，也與急性神經系統疾病如中風和創傷性腦損傷有關。RIPK1在外周血中的過度表達通過其在放大細胞因子快速分泌（被稱為“炎癥爆發”）中的作用而與神經退行性疾病相關。為了探討RIPK1在糖尿病相關認知功能障礙中的作用，作者分析了患有認知障礙的糖尿病患者血漿和血液白細胞中的RIPK1水平。糖尿病患者的血漿RIPK1濃度和白細胞中RIPK1 mRNA表達均顯著高于對照組。線性回歸分析還表明，血漿RIPK1表達與認知障礙呈正相關。作者使用受試者工作特征曲線（ROC）分析進一步確立RIPK1的臨床相關性，結果證實RIPK1對患有認知障礙的糖尿病患者具有診斷潛力。此外，作者檢測了正常個體和糖尿病患者大腦中RIPK1及其磷酸化形式的表達。結果顯示，糖尿病患者大腦中RIPK1的磷酸化形式高于正常腦組織。此外，單細胞RNA測序定位分析顯示，RIPK1主要在大腦的小膠質細胞簇中表達。這些數據表明RIPK1可能在糖尿病相關認知障礙的病理生理過程中發揮關鍵作用。

圖二 RIPK1肽可減輕海馬中小膠質細胞活化引起的神經炎癥

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RIPK1的磷酸化在介導小膠質細胞活化和反應性以及調控神經炎癥中發揮重要作用。鑒于RIPK1肽在體外能夠抑制炎癥信號傳導，作者進一步探討其在糖尿病小鼠模型中對高血糖相關海馬功能損傷和形態異常的干預作用。為了評估該肽是否具備腦靶向治療的潛力，研究人員通過立體定位注射方式將TAT修飾的RIPK1肽注入小鼠海馬CA1區并觀察到該肽可在腦內保留長達14天。此外，使用攜帶RDP序列的腦靶向穿膜肽修飾的RIPK1肽通過尾靜脈注射給藥后，在海馬中可維持至少7天并被證實適用于后續實驗。連續給藥6周后，研究者利用免疫共沉淀技術檢測了RIPK1與RAGE之間的相互作用。結果發現，在db/db糖尿病小鼠模型中，RIPK1與RAGE存在結合，而RIPK1肽處理顯著減少了兩者的相互作用。同時，RIPK1的磷酸化水平及其下游炎癥信號通路的激活也被明顯抑制，而對照肽則無此效果。RIPK1肽并未改變RIPK1或RAGE本身的表達水平，說明其抗炎作用主要源于對兩者相互作用的阻斷。為進一步解析RIPK1肽在高血糖環境中的神經保護機制，研究者采用Iba1免疫熒光染色分析小膠質細胞狀態。結果顯示，RIPK1肽顯著減少了db/db小鼠海馬中過度活化的小膠質細胞數量。免疫組織化學染色還顯示，db/db小鼠海馬CA1區域神經元數量減少，而接受RIPK1肽治療的小鼠神經元損傷明顯減輕。綜上所述，由RIPK1磷酸化引發的小膠質細胞過度活化加劇了糖尿病小鼠海馬中的神經炎癥和神經元損傷，而RIPK1肽通過競爭性結合RAGE，有效阻斷了炎癥信號的激活，從而實現神經保護作用。

圖三 RIPK1肽緩解db/db小鼠中與神經炎癥相關的認知缺陷

神經炎癥相關信號通路的上調通常由磷酸化RIPK1介導，該蛋白可調控小膠質細胞功能并與記憶損傷密切相關。已有研究表明，通過突變RAGE阻斷其與RIPK1的相互作用有助于改善糖尿病動物的學習和記憶能力。為了進一步驗證RIPK1肽是否能夠提升糖尿病小鼠海馬依賴的學習和記憶功能，研究者采用Morris水迷宮（MWM）對16至18周齡的小鼠進行了行為學評估。在該實驗中，小鼠需通過空間線索找到隱藏平臺的位置。結果顯示，在訓練的前3天，各組之間在尋找平臺所需時間上無明顯差異；但在第4和第5天，db/db糖尿病小鼠的逃避潛伏期顯著長于對照組db/m小鼠，而接受RIPK1肽治療的db/db小鼠則表現出明顯縮短的逃避潛伏期，表明其學習能力有所恢復。四組小鼠的游泳速度基本一致，排除了運動能力差異對結果的影響。經過連續5天的訓練后，研究人員進行探查試驗，移除平臺并記錄小鼠在目標象限的活動軌跡。正常小鼠通常會在原平臺所在象限停留更長時間，而糖尿病小鼠則缺乏這種偏好性。接受RIPK1肽干預的db/db小鼠在目標象限的時間和路徑長度均顯著增加，顯示出更好的記憶保持能力。此外，研究者還采用了恐懼條件反射測試和新物體識別（NOR）測試來進一步驗證RIPK1肽對糖尿病相關認知障礙的改善作用。結果顯示，在16至18周齡時，db/db小鼠在情境性和提示性恐懼條件反射測試中的僵直時間明顯短于db/m對照組，而在持續8周的RIPK1肽治療后，這種記憶缺陷得到了顯著緩解，僵直時間明顯延長。同樣，在新物體識別測試中，db/db小鼠對新物體的探索時間減少，提示其識別記憶受損，而RIPK1肽處理顯著提高了其對新物體的關注時間。研究者還觀察了RIPK1肽是否能改善db/db小鼠的一般病理表現，但結果顯示在整個實驗過程中，db/db小鼠在接受不同肽類治療后，血糖水平和體重變化并無顯著差異。這表明，RIPK1肽的作用主要集中在中樞神經系統，而非通過調節代謝參數實現。這些數據表明，將RIPK1肽靶向遞送至大腦足以顯著改善db/db小鼠的認知功能障礙，提示其可能成為治療糖尿病相關認知障礙的有效策略。

本研究揭示了在高血糖環境下，小膠質細胞中RAGE與RIPK1的相互作用是引發神經炎癥的重要誘因。RIPK1第599至603位氨基酸（AAs 599–603）可與ctRAGE結合，從而激活海馬體中的RIPK1信號通路，最終導致糖尿病相關的認知功能下降。基于這一發現，作者開發了一種靶向RAGE–RIPK1結合區域的RIPK1衍生治療肽。通過肽類干預阻斷該相互作用，為早期干預糖尿病引發的認知障礙病理過程提供了新的途徑。腦靶向的RIPK1（599–603）肽治療能夠有效抑制小膠質細胞活化和神經炎癥信號并顯著改善神經元形態與生理功能，緩解糖尿病引起的學習與記憶損傷。因此，特異性靶向ctRAGE–RIPK1相互作用有望成為治療糖尿病相關認知衰退的新策略。

文章來源

https://doi.org/10.1186/s12974-025-03489-1