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2025年6月21日，徐州医科大学周晓燕教授/宋远见教授以及徐州医科大学附属医院应长江教授在Journal of Neuroinflammation发表：Targeting the RAGE–RIPK1 binding site attenuates diabetes-associated cognitive deficits，揭示了靶向RAGE–RIPK1结合位点缓解糖尿病相关认知障碍。
小胶质细胞的激活可引起神经炎症进而导致神经系统功能损伤，这在糖尿病相关的认知障碍中起着关键作用。受体相互作用蛋白激酶1（RIPK1）的磷酸化参与了这种有害的小胶质细胞激活过程，但其具体的分子机制尚不明确。本研究发现，在患有认知障碍的糖尿病患者中RIPK1的表达水平升高。这种RAGE–RIPK1复合物会激活炎症信号通路，引发一系列反应，最终加剧糖尿病小鼠的认知障碍。研究人员开发了一种靶向大脑的RIPK1肽段，它可以阻断RIPK1与RAGE的结合从而抑制RIPK1的磷酸化，减轻神经炎症，改善神经元形态和功能，并有效预防小鼠出现糖尿病相关认知缺陷。该研究揭示了一种此前未知的神经炎症机制，并为治疗高血糖引起的认知障碍提供了一种新的治疗策略。
图一 RIPK1表达增加与糖尿病患者认知障碍相关
蒙特利尔认知评估测试（MoCA）是一种用于快速筛查认知功能的工具，并已被公认为比其他认知工具更能检测患者的认知缺陷。因此，作者使用MoCA来评估糖尿病患者的认知功能，得分越低表示认知损伤越严重。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。根据MoCA评分，发现61名患者存在认知障碍；在这些患者中，作者选择了20名患者（男女各10人）进行下一步实验。另外选择20名年龄和性别相匹配的正常受试者作为对照。糖尿病患者在视觉空间与执行功能、注意力和语言领域以及延迟回忆方面均表现出显著的功能障碍。MoCA总分明显低于正常对照组。RIPK1是一种多功能蛋白，与多种长期神经系统疾病有关，如阿尔茨海默病（AD）、帕金森病（PD）、肌萎缩侧索硬化症（ALS）和多发性硬化症，也与急性神经系统疾病如中风和创伤性脑损伤有关。RIPK1在外周血中的过度表达通过其在放大细胞因子快速分泌（被称为“炎症爆发”）中的作用而与神经退行性疾病相关。为了探讨RIPK1在糖尿病相关认知功能障碍中的作用，作者分析了患有认知障碍的糖尿病患者血浆和血液白细胞中的RIPK1水平。糖尿病患者的血浆RIPK1浓度和白细胞中RIPK1 mRNA表达均显著高于对照组。线性回归分析还表明，血浆RIPK1表达与认知障碍呈正相关。作者使用受试者工作特征曲线（ROC）分析进一步确立RIPK1的临床相关性，结果证实RIPK1对患有认知障碍的糖尿病患者具有诊断潜力。此外，作者检测了正常个体和糖尿病患者大脑中RIPK1及其磷酸化形式的表达。结果显示，糖尿病患者大脑中RIPK1的磷酸化形式高于正常脑组织。此外，单细胞RNA测序定位分析显示，RIPK1主要在大脑的小胶质细胞簇中表达。这些数据表明RIPK1可能在糖尿病相关认知障碍的病理生理过程中发挥关键作用。
图二 RIPK1肽可减轻海马中小胶质细胞活化引起的神经炎症
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RIPK1的磷酸化在介导小胶质细胞活化和反应性以及调控神经炎症中发挥重要作用。鉴于RIPK1肽在体外能够抑制炎症信号传导，作者进一步探讨其在糖尿病小鼠模型中对高血糖相关海马功能损伤和形态异常的干预作用。为了评估该肽是否具备脑靶向治疗的潜力，研究人员通过立体定位注射方式将TAT修饰的RIPK1肽注入小鼠海马CA1区并观察到该肽可在脑内保留长达14天。此外，使用携带RDP序列的脑靶向穿膜肽修饰的RIPK1肽通过尾静脉注射给药后，在海马中可维持至少7天并被证实适用于后续实验。连续给药6周后，研究者利用免疫共沉淀技术检测了RIPK1与RAGE之间的相互作用。结果发现，在db/db糖尿病小鼠模型中，RIPK1与RAGE存在结合，而RIPK1肽处理显著减少了两者的相互作用。同时，RIPK1的磷酸化水平及其下游炎症信号通路的激活也被明显抑制，而对照肽则无此效果。RIPK1肽并未改变RIPK1或RAGE本身的表达水平，说明其抗炎作用主要源于对两者相互作用的阻断。为进一步解析RIPK1肽在高血糖环境中的神经保护机制，研究者采用Iba1免疫荧光染色分析小胶质细胞状态。结果显示，RIPK1肽显著减少了db/db小鼠海马中过度活化的小胶质细胞数量。免疫组织化学染色还显示，db/db小鼠海马CA1区域神经元数量减少，而接受RIPK1肽治疗的小鼠神经元损伤明显减轻。综上所述，由RIPK1磷酸化引发的小胶质细胞过度活化加剧了糖尿病小鼠海马中的神经炎症和神经元损伤，而RIPK1肽通过竞争性结合RAGE，有效阻断了炎症信号的激活，从而实现神经保护作用。
图三 RIPK1肽缓解db/db小鼠中与神经炎症相关的认知缺陷
神经炎症相关信号通路的上调通常由磷酸化RIPK1介导，该蛋白可调控小胶质细胞功能并与记忆损伤密切相关。已有研究表明，通过突变RAGE阻断其与RIPK1的相互作用有助于改善糖尿病动物的学习和记忆能力。为了进一步验证RIPK1肽是否能够提升糖尿病小鼠海马依赖的学习和记忆功能，研究者采用Morris水迷宫（MWM）对16至18周龄的小鼠进行了行为学评估。在该实验中，小鼠需通过空间线索找到隐藏平台的位置。结果显示，在训练的前3天，各组之间在寻找平台所需时间上无明显差异；但在第4和第5天，db/db糖尿病小鼠的逃避潜伏期显著长于对照组db/m小鼠，而接受RIPK1肽治疗的db/db小鼠则表现出明显缩短的逃避潜伏期，表明其学习能力有所恢复。四组小鼠的游泳速度基本一致，排除了运动能力差异对结果的影响。经过连续5天的训练后，研究人员进行探查试验，移除平台并记录小鼠在目标象限的活动轨迹。正常小鼠通常会在原平台所在象限停留更长时间，而糖尿病小鼠则缺乏这种偏好性。接受RIPK1肽干预的db/db小鼠在目标象限的时间和路径长度均显著增加，显示出更好的记忆保持能力。此外，研究者还采用了恐惧条件反射测试和新物体识别（NOR）测试来进一步验证RIPK1肽对糖尿病相关认知障碍的改善作用。结果显示，在16至18周龄时，db/db小鼠在情境性和提示性恐惧条件反射测试中的僵直时间明显短于db/m对照组，而在持续8周的RIPK1肽治疗后，这种记忆缺陷得到了显著缓解，僵直时间明显延长。同样，在新物体识别测试中，db/db小鼠对新物体的探索时间减少，提示其识别记忆受损，而RIPK1肽处理显著提高了其对新物体的关注时间。研究者还观察了RIPK1肽是否能改善db/db小鼠的一般病理表现，但结果显示在整个实验过程中，db/db小鼠在接受不同肽类治疗后，血糖水平和体重变化并无显著差异。这表明，RIPK1肽的作用主要集中在中枢神经系统，而非通过调节代谢参数实现。这些数据表明，将RIPK1肽靶向递送至大脑足以显著改善db/db小鼠的认知功能障碍，提示其可能成为治疗糖尿病相关认知障碍的有效策略。
本研究揭示了在高血糖环境下，小胶质细胞中RAGE与RIPK1的相互作用是引发神经炎症的重要诱因。RIPK1第599至603位氨基酸（AAs 599–603）可与ctRAGE结合，从而激活海马体中的RIPK1信号通路，最终导致糖尿病相关的认知功能下降。基于这一发现，作者开发了一种靶向RAGE–RIPK1结合区域的RIPK1衍生治疗肽。通过肽类干预阻断该相互作用，为早期干预糖尿病引发的认知障碍病理过程提供了新的途径。脑靶向的RIPK1（599–603）肽治疗能够有效抑制小胶质细胞活化和神经炎症信号并显著改善神经元形态与生理功能，缓解糖尿病引起的学习与记忆损伤。因此，特异性靶向ctRAGE–RIPK1相互作用有望成为治疗糖尿病相关认知衰退的新策略。
文章来源
https://doi.org/10.1186/s12974-025-03489-1