干眼症是一种常见的眼表疾病，其特征是眼表稳态失衡和眼表上皮炎症。泪膜高渗是干眼症的核心特征，但其具体机制尚不清楚。浙江大学医学院附属第二医院黄晓丹等在Frontiers of Medicine发表研究论文《高渗血症通过驱动干眼病中角膜上皮细胞的糖酵解重编程，促进巨噬细胞焦亡》（Hyperosmolarity promotes macrophage pyroptosis by driving the glycolytic reprogramming of corneal epithelial cells in dry eye disease），研究探讨了高渗血症、糖酵解介导的代谢重编程和细胞焦亡在干眼症发病机制中的作用。

干眼症在中国发病率高，传统治疗有限，需研究新疗法。研究表明，干眼症由高渗血症和炎症引起，角膜上皮细胞和巨噬细胞在其发病中起关键作用，但干眼症中上皮细胞和免疫细胞之间相互作用背后的机制仍然不确定。浙江大学医学院附属第二医院黄晓丹等分析探讨高渗血症、糖酵解介导的代谢重编程和细胞焦亡在干眼症炎症中的作用机制，为干眼症治疗提供了新的思路和靶点。实验采用了多种实验方法，包括临床样本分析、体外细胞共培养模型、动物模型实验等。

研究结果表明，干眼症患者和动物模型中，糖酵解和细胞焦亡相关基因的表达显著上调，泪液中IL-1β水平显著升高，提示这两种代谢途径在干眼症的炎症过程中发挥着重要作用（图1、图2）。进一步研究发现，高渗血压可以诱导角膜上皮细胞发生糖酵解代谢重编程，导致乳酸积累。乳酸的积累又进一步促进巨噬细胞中活性氧的释放和NLRP3炎症小体的活化（图3），最终导致巨噬细胞焦亡和炎症因子IL-1β的分泌，从而加剧干眼症的炎症反应。此外，研究还发现，2-脱氧-D-葡萄糖作为一种糖酵解抑制剂，可以有效抑制角膜上皮细胞的糖酵解代谢，减少巨噬细胞的焦亡和炎症因子IL-1β的分泌，并显著改善干眼症小鼠的症状（图4）。

图1 干眼症患者糖酵解和细胞焦亡水平研究

图2 干眼症小鼠模型角膜中糖酵解和细胞焦亡水平的变化

图3 糖酵解和细胞焦亡在体外干眼微环境模型中的调控效应

图4 2-脱氧-D-葡萄糖抑制干眼症小鼠角膜的糖酵解和细胞焦亡。

研究表明，高渗血压诱导的角膜上皮细胞糖酵解代谢重编程在促进干眼症炎症中发挥着重要作用，其机制可能与乳酸积累和巨噬细胞焦亡有关。2-脱氧-D-葡萄糖作为一种糖酵解抑制剂，可能成为治疗干眼症的潜在药物。总而言之，研究揭示了干眼症发病机制中糖酵解和细胞焦亡的重要作用，并为干眼症的治疗提供了新的思路和靶点。

来源: Engineering前沿