近 200 万美国人患有 1 型糖尿病，在这种情况下，身体不能产生足够的胰岛素来有效控制血糖，从而导致高血糖水平或高血糖症。持续的高血糖使糖尿病患者患心脏病、神经损伤、失明、肾病和过早死亡的风险增加。通过使用胰岛素控制血糖可以预防和延缓糖尿病的这些副作用。
现在，由乔斯林糖尿病中心首席科学官兼血管细胞生物学部门负责人、医学博士 George King 领导的科学家们对高血糖症究竟如何导致肾脏疾病有了新的认识，并发现了一个潜在的治疗靶点。他们的工作发表在《临床调查杂志》上，基于一项针对 1000 多名 1型糖尿病患者的独特的、长期的观察性研究，称为奖章获得者研究。
自 2003 年以来，Joslin 的 King 及其同事一直在研究患有这种疾病 50 年或更长时间的人——这一壮举在 1950 年代或更早的诊断时被认为是极不可能的。Medalist 项目揭示了关于这群非凡参与者的令人惊讶的细节。例如，虽然多达 30% 的糖尿病患者患有肾脏疾病，但只有 13% 的奖章获得者获得了这个绰号，因为他们获得了乔斯林糖尿病中心颁发的奖章，以表彰他们在半个世纪或更长时间内管理糖尿病的勇气-做。
King 之前对 Medalists 的研究表明，与患有糖尿病肾病的糖尿病患者相比，受到保护的糖尿病肾病患者的葡萄糖代谢酶水平升高。King 及其同事怀疑这些酶——例如丙酮酸激酶 M2 (PKM2)——可能起到保护作用，中和高血糖通常对肾脏造成的一些损害。
“人们对确定高血糖毒性作用的潜在机制有着浓厚的兴趣，”金说，他也是哈佛医学院 (HMS) 的医学和眼科教授。“我们已经在分子水平上证明，PKM2的激活可以增加一种重要的肾脏保护因子，称为血管内皮生长因子(VEGF)，以使肾功能正常化和维持，以防止慢性糖尿病引起的功能障碍。”
受他们先前发现的启发，King 及其同事——包括第一作者、医学博士、Joslin 高级博士后研究员 Jialin Fu——使用基因工程小鼠过度生产 PKM2，以揭示其在保护肾脏免受糖尿病侵害中的作用。七个月后，研究人员将工程小鼠的肾脏与有和没有诱发糖尿病的野生型(非工程)小鼠的肾脏进行了比较。经工程改造以产生高水平 PKM2 的小鼠表现出比患有糖尿病的野生型小鼠更健康的肾脏。
“在这个实验中，我们令人惊讶地发现，即使在血糖水平升高七个月后，肾细胞亚群中一种酶的过度表达也可以使肾功能和新陈代谢正常化，”同时也是 HMS 博士后研究员的傅说.“这些新陈代谢的改善可能有益于糖尿病肾病，即使存在全身炎症，这是糖尿病的一个共同特征。”
具体来说，科学家们证明了 PKM2 的过表达阻止了糖尿病中常见的肾脏过滤系统细胞的多种病理变化。这种酶的作用保留了细胞功能并防止了疾病进展。虽然需要进一步研究，但研究结果支持 PKM2 作为预防糖尿病相关肾病的潜在治疗靶点。结果还表明，监测血液中的 PKM2 水平也可以作为一种生物标志物，使医生能够密切关注并预测糖尿病患者的糖尿病肾病进展。
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