田雅靜，曹 鑫，段程偉，王曉樂，華玲艷，宋 愈

0引言

糖尿病視網(wǎng)膜病變(diabetic retinopathy，DR)是一種與持續(xù)高血糖相關的慢性、進行性、潛在危害視力的高度特異性的視網(wǎng)膜微血管疾病，主要病理改變包括視網(wǎng)膜炎癥、視網(wǎng)膜微血管病變及增殖期新生血管的形成[1-2]。有氧糖酵解是腫瘤細胞重要特征之一，指即使在氧氣充足的條件下,細胞仍可以通過糖酵解產(chǎn)生能量，也稱為Warburg效應[3]，不僅可以迅速為機體提供能量，還可以產(chǎn)生大量的中間產(chǎn)物促使生物合成。最近的研究發(fā)現(xiàn)，內(nèi)皮細胞多數(shù)通過糖酵解產(chǎn)生的ATP來維持其功能[4]。M2型丙酮酸激酶(M2 isoform of pyruvate kinase，PKM2)作為糖酵解途徑的關鍵酶，通過糖酵解作用調(diào)節(jié)內(nèi)皮細胞的功能，亦可轉移進入細胞核，作為蛋白激酶發(fā)揮轉錄調(diào)控等非糖酵解作用[5]，進一步在DR等多種炎癥性疾病中發(fā)揮作用。

1 PKM2簡介

丙酮酸激酶(pyruvate kinase，PK)作為糖酵解過程中的最后一個限速酶，將磷酸烯醇式丙酮酸(phosphoenolpyruvic acid，PEP)轉化為丙酮酸并產(chǎn)生ATP，在調(diào)節(jié)細胞代謝中起著關鍵作用[6]。研究發(fā)現(xiàn)，PKR和PKM兩種基因編碼PK的四種亞型，由于基因的選擇性剪切，不同亞型的表達和分布可反映其組織特異性[7]。PKR基因編碼的PKL和PKR亞型分別在肝臟和紅細胞中表達；PKM基因在其他多數(shù)組織中都有表達，可選擇性剪切形成PKM1(包含9外顯子)或PKM2(包含10外顯子)亞型。M1型丙酮酸激酶(M1 isoform of pyruvate kinase, PKM1)主要表達于骨骼肌、大腦和心臟;PKM2主要表達在增殖細胞,如胚胎細胞和腫瘤細胞等[7-8]，近幾年研究表明，PKM2在內(nèi)皮細胞等非增殖細胞中也有表達。PKM1只有穩(wěn)定的四聚體形式，發(fā)揮經(jīng)典的PK活性；而PKM2則以單體、二聚體和四聚體等不同形式存在[9]，從而發(fā)揮不同的功能。PKM2的活性可以通過穩(wěn)定或破壞四聚體的構型來控制，其四聚體的形式受多種修飾調(diào)節(jié)，如磷酸化、氧化及去乙?；?，還受其上游的糖酵解中間體——果糖1-6-二磷酸(fructose-1-6-diphosphate，F(xiàn)BP)的變構激活[10]。與FBP結合形成的四聚體構型，僅限于胞漿，發(fā)揮經(jīng)典的PK活性，促進糖酵解通量，限制有氧糖酵解，促進氧化磷酸化[10]。PKM2經(jīng)過翻譯后修飾，以對底物親和力低的二聚體形式存在，具有低PK活性，可以轉移到細胞核中，發(fā)揮蛋白激酶活性，不僅可以促進有氧糖酵解，導致糖酵解中間體的積累，有助于合成代謝所需的生物大分子[10-12]，還可以調(diào)控炎癥相關基因的轉錄，促進細胞周期進展及細胞增殖等[13]；此外，非糖酵解代謝物、氨基酸和小分子化合物等其他的內(nèi)源性調(diào)節(jié)因子也影響PKM2的活性。其中小分子DASA-58和TEPP-46作為PKM2的高度特異性激活劑，主要是通過穩(wěn)定四聚體構型，使PKM2的動力學參數(shù)幾乎與PKM1相同,作為催化糖酵解最后一步的限速酶，為三羧酸循環(huán)提供丙酮酸，該過程可以逆轉PKM2第105位酪氨酸位點(Y105)磷酸化的效應[11]。在沒有變構激活劑的情況下，PKM2主要以二聚體或單體形式存在，由于缺乏酶活性，會導致糖酵解中間體的積累，從而利于被激活或增殖細胞合成需要[11,14]。

PKM2具有糖酵解和非糖酵解功能:一方面，它可以通過其糖酵解功能為增殖細胞優(yōu)化能量供應和促進底物的合成，糖酵解增多引起的局部酸性微環(huán)境促進血管生成；另一方面，在表皮生長因子(epidermal growth factor，EGF)或白細胞介素-3(interleukin-3，IL-3)等上游因素的刺激下，PKM2會發(fā)生二聚化并轉移到核內(nèi)，作為組蛋白激酶或轉錄輔激活因子發(fā)揮非代謝作用[15]。在腫瘤的相關研究中表明，PKM2可通過直接結合并磷酸化信號轉導與轉錄激活因子3(signal transduction and transcriptional activators，STAT3)，增強其與受調(diào)控基因的啟動子結合，促進基因的轉錄及細胞周期的進展[11]。PKM2作為磷酸酪氨酸結合蛋白，受到低氧誘導因子-1α(hypoxia inducible factor-1α，HIF-1α)的調(diào)控，同時，核內(nèi)PKM2可以直接與HIF-1α的轉錄激活結構域結合[16]，形成一個PKM2/HIF-1a正反饋回路，從而在核PKM2誘導的細胞周期進程和細胞糖酵解通量中起重要作用。PKM2可以在JMJD5的調(diào)控作用下進一步促進HIF-1α的轉錄活性，增強HIF-1α下游的基因轉錄，包括乳酸脫氫酶(lactic dehydrogenase, LDHA)和葡萄糖轉運蛋白1(glucose transporter 1, GLUT1)，促進有氧糖酵解，以及促進炎癥相關因子如白細胞介素-1β(interleukin-1β)的表達[17]。此外，核內(nèi)PKM2還可以通過激活β-連環(huán)蛋白參與糖酵解相關酶的調(diào)控，促進Warburg效應[18],或者通過參與組蛋白H3的乙?；{(diào)控某些特定基因的表達[19]。近年來，PKM2在DR等炎癥性疾病的作用引起了廣泛的關注。研究發(fā)現(xiàn)，PKM2在氧化應激作用下會發(fā)生二聚化并轉移進入線粒體中，通過穩(wěn)定Bcl2調(diào)節(jié)氧化應激誘導的細胞凋亡[20]。在DR中，與高血糖誘導的細胞炎癥和損傷密切相關的膜蛋白——STEAP4(six-transmembrane epithelial antigen of the prostate 4)，可以通過抑制HIF-1α/PKM2信號通路，減少高血糖誘導的視網(wǎng)膜血管內(nèi)皮細胞的損傷和凋亡[21]。在腎臟疾病的研究中，二聚體形式的PKM2通過核移位誘導上皮-間充質轉化(epithelial-to-mesenchymal transition, EMT)和有氧糖酵解，從而參與腎臟纖維化[22]。高糖條件下誘導HUVECs的體外模型表明，PKM2可以二聚并轉移到細胞核中，通過STAT3和NF-κB信號通路進一步調(diào)節(jié)ICAM-1的表達水平，從而參與2型糖尿病腎病的炎癥調(diào)控[23]。HIF-1α作為血管生成和糖酵解的重要環(huán)節(jié)之一，在缺氧的胰腺腫瘤中，PKM2可以移位到細胞核通過HIF-1α和NF-κB共同調(diào)節(jié)VEGFA的轉錄和分泌，從而參與血管生成[24]。此外，Zhang等[25]發(fā)現(xiàn)FOXM1D(Fork head box M1)作為一種轉錄因子，可以與PKM2、importin4、NF-κB和VPS11等多種蛋白相互作用，它通過與PKM2組裝異位聚合體來促進有氧糖酵解，通過增加VEGF的表達和釋放來促進血管生成。因此，PKM2的二聚體形式可通過核移位與重要的轉錄因子如STAT3、HIF-1α、Erk1/2及Bcl-2相互作用，進而調(diào)控細胞增殖、凋亡及血管生成[11]，在炎癥性疾病中發(fā)揮重要作用。

2 DR簡介

DR是糖尿病最常見的一種高度特異性并發(fā)癥，是由持續(xù)高血糖引起的伴有血管病變的代謝性疾病[26-29]。DR在全球糖尿病患者中的發(fā)病率約為1/3，其中約1/10的患者表現(xiàn)為威脅視力的糖尿病性黃斑水腫(diabetic macular edema，DME)或增殖性糖尿病視網(wǎng)膜病變(proliferative diabetic retinopathy，PDR)[29]。視網(wǎng)膜微血管病變是DR的基本病理過程[30]，視網(wǎng)膜血管基底膜增厚是DR的一個組織學特征[31]，血視網(wǎng)膜屏障(blood retinal barrier，BRB)的破壞，包括緊密連接的毛細血管內(nèi)皮細胞構成的視網(wǎng)膜內(nèi)屏障，及由視網(wǎng)膜色素上皮(retinal pigment epithelium，RPE)組成的視網(wǎng)膜外屏障，也作為其病理變化之一[32]。DR的發(fā)病機制復雜，涉及到炎癥、免疫激活及氧化應激，包括晚期糖基化終產(chǎn)物(AGEs)的增加、過氧化物產(chǎn)物的升高、內(nèi)質網(wǎng)應激和蛋白激酶C的激活、白介素的升高等[33]。近來研究表明，基因、環(huán)境及表觀遺傳學也在其中發(fā)揮重要作用。大量研究表明，糖尿病的持續(xù)時間和高血糖的嚴重程度在DR中起著重要作用[34]。持續(xù)高血糖引起視網(wǎng)膜缺血缺氧，導致HIF-1α表達增加，可進一步增加VEGF的表達，從而促進DR的新生血管形成[34-36]。在之前的體內(nèi)體外研究表明，DR不僅具有血管生成疾病的許多特征，而且具有低級別炎癥性疾病的許多特征[37]。糖尿病引起的視網(wǎng)膜損傷與持續(xù)高血糖介導的慢性低級別炎癥狀態(tài)，會引起視網(wǎng)膜毛細血管周細胞的選擇性丟失，周細胞(perithelial cells，PCs)作為BRB的重要組成部分，維持內(nèi)皮細胞間緊密連接[38]，PCs的丟失或功能障礙會相應地伴隨著毛細血管內(nèi)皮細胞的喪失[39]，導致血視網(wǎng)膜屏障破壞及滲透性增加，引起血管功能障礙[40]。高血糖條件下的代謝異常，會導致氧化應激的增加，進一步促進NF-κB和HIF-1α的活化，此外，炎性細胞因子、趨化因子和黏附分子活性的增加亦可導致毛細血管閉塞和微血管滲漏引起視網(wǎng)膜缺血，從而加重糖尿病引起的黃斑水腫和新生血管形成[41]。越來越多的證據(jù)表明，內(nèi)皮細胞代謝障礙在DR等眼部新生血管性疾病中起著重要的作用[42]。糖酵解是內(nèi)皮細胞增殖和血管生成的驅動力，同時是維持視網(wǎng)膜進行光轉導和神經(jīng)傳遞的重要能量來源[43]，PKM2作為糖酵解的關鍵調(diào)控因子，在維持細胞的功能及炎癥性疾病中發(fā)揮重要作用，因此我們推測PKM2可能參與糖尿病視網(wǎng)膜病變的發(fā)生和發(fā)展過程。

3 PKM2與DR

3.1PKM2通過內(nèi)皮細胞參與DR的進展

3.1.1PKM2在內(nèi)皮細胞中的表達內(nèi)皮細胞(endothelial cells，ECs)位于血管和血管壁的交界面，作為血管的組成部分，在控制血管的張力和內(nèi)穩(wěn)態(tài)方面發(fā)揮重要作用[44]。一方面，大多數(shù)ECs基本上是靜止的，分布在血管壁上，為溶質提供屏障，維持血流內(nèi)穩(wěn)態(tài)[8]。靜止的ECs與癌細胞明顯不同:它們退出細胞周期，進入靜止狀態(tài)，并受到接觸抑制，通過形成緊密連接來發(fā)揮屏障作用[8]。另一方面，ECs可以通過生理刺激或創(chuàng)傷、炎癥、腫瘤等病理刺激被激活，迅速增殖，侵入缺氧和缺血組織，參與血管重建，這一過程被稱為血管生成[8]。ECs通過增殖、遷移和管狀結構的形成在血管生成過程中起中心作用[4,16]。最近的研究表明，ECs具有高糖酵解率，在生理狀態(tài)下，這些細胞在無氧條件下代謝近90%的葡萄糖以產(chǎn)生乳酸[4,45]。PKM2作為糖酵解途徑的關鍵酶，在調(diào)節(jié)細胞代謝中起著關鍵作用。研究發(fā)現(xiàn)，在小鼠和人類的增殖細胞和靜止細胞以及大血管和微血管系統(tǒng)中，PKM2都是PK的主要異構體[8]，即使是靜止的ECs也主要表達PKM2而不是PKM1[8]，以維持血管完整性和內(nèi)皮生長[44]。此外，研究發(fā)現(xiàn)，ECs像腫瘤細胞一樣，通過糖酵解消耗大量的葡萄糖，即使有氧氣存在，也會通過糖酵解產(chǎn)生能量，這種現(xiàn)象在腫瘤生物學中被稱為有氧糖酵解或Warburg效應[46]，其主要表現(xiàn)為葡萄糖攝取和乳酸生成增加，它既提供細胞功能所需的ATP，也提供中間代謝物，為其他生物大分子合成提供營養(yǎng)[47]。PKM2作為有氧糖酵解的關鍵調(diào)控因子之一[48]，與PKM1相比，具有更高的有氧糖酵解率。研究人員[49]通過對H1299細胞穩(wěn)定沉默PKM2，發(fā)現(xiàn)PKM2是有氧糖酵解和癌細胞增殖所必需的。既往大多致力于PKM2在腫瘤細胞中的研究，近年來PKM2在ECs中的作用也得到了廣泛的關注。PKM2是ECs糖酵解所必需的，PKM2表達降低的ECs，糖酵解受損，siPKM2顯著抑制ECs的糖酵解通量[8]。研究者[50]在淋巴管畸形的相關研究中，采用紫草素及通過shRNA-PKM2轉染抑制人真皮淋巴內(nèi)皮細胞(human dermal lymphatic endothelial cells, HDLECs)中PKM2表達，檢測發(fā)現(xiàn)糖酵解相關指標均下調(diào)，進一步分析表明過表達PKM2促進HDLECs的增殖、遷移和管的形成，從而表明PKM2可能通過糖酵解在淋巴管畸形中發(fā)揮重要作用。盡管大量的證據(jù)表明PKM2介導的糖酵解與快速增殖疾病密切相關，比如腫瘤，ECs通過增殖、遷移和管的形成參與血管生成，如前所述，HDLECs中的PKM2通過參與淋巴管生成在淋巴管畸形中發(fā)揮重要作用，但PKM2是否通過ECs參與DR等炎癥性疾病的血管生成，其具體的作用機制還需要進一步探索。

3.1.2PKM2參與ECs的緊密連接ECs功能障礙在DR的發(fā)病過程中發(fā)揮重要作用，靜止的ECs可通過分泌基底膜，招募PCs，促進鈣黏素(VE-cadherin)的表達上調(diào)形成緊密連接，維持血管屏障功能。VE-cadherin位于內(nèi)皮細胞連接處，是ECs間連接形成和穩(wěn)定的主要調(diào)控因子，PKM2活性及其介導的局部ATP的產(chǎn)生調(diào)節(jié)鈣黏素的動態(tài)和內(nèi)化，從而參與血管屏障功能的維持，PKM2沉默破壞連接的穩(wěn)定性，導致緊密連接和屏障功能的退化[4]。Kim等[8]通過體內(nèi)體外實驗證明，在融合接觸抑制的內(nèi)皮細胞中，PKM2是血管屏障功能所必需的，進一步表明PKM2通過抑制NF-κB和ANGPT2的表達來維持血管屏障功能，這一作用獨立于PK活性。MMP-1是基質金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMPs)的家族成員之一，作為加速糖尿病血管疾病進展的重要危險因素，可以損傷血管內(nèi)皮細胞的屏障功能。唐磊等[19]通過體外培養(yǎng)人臍帶靜脈內(nèi)皮細胞(human umbilical vein endothelial cell，HUVECs)，采用PKM2激活劑TEPP-46處理細胞，表明PKM2具有調(diào)節(jié)MMP-1表達的作用，進一步證明高糖通過上調(diào)mTORC2的表達，促進PKM2磷酸化，進而促進其二聚化并且核轉位來調(diào)控MMP-1的表達，參與ECs血管屏障損害。PKM2對于ECs介導的血管屏障的維持是必不可少的，因此我們推測PKM2可能通過參與視網(wǎng)膜毛細血管內(nèi)皮間的緊密連接，在DR的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮作用。

3.1.3PKM2參與ECs的增殖和遷移PDR最核心的表現(xiàn)為視網(wǎng)膜新生血管的形成。新生血管的萌生是一個多步驟的過程，包括ECs的增殖、細胞外基質蛋白的水解、ECs向缺氧刺激部位的遷移、管樣結構的形成、環(huán)路的發(fā)育以及周邊細胞的招募等[51]。既往研究表明，這一級聯(lián)反應受到血管生成因子如血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)的嚴格控制。在視網(wǎng)膜血管生成中，持續(xù)的VEGF梯度最終將到達現(xiàn)有的血管前端，與內(nèi)ECs中的VEGFR2結合，使這些ECs成為尖端細胞，進一步延伸形成新芽，參與血管生成[33,52]。但新的概念表明，ECs在代謝途徑中的變化也調(diào)節(jié)血管生成[53]。糖酵解被認為是ECs增殖和血管生成的驅動力，PKM2作為糖酵解的關鍵酶，其PK活性對于內(nèi)皮細胞增殖和集體遷移是必不可少的[8]。Zhang等[54]在肺動脈高壓(PAH)患者及PAH模型中證明PKM2激活可抑制肺動脈平滑肌細胞的增殖和遷移。Li等[55]研究發(fā)現(xiàn)，血液循環(huán)中的PKM2通過增加血管ECs遷移和細胞外基質(extracellular matrix，ECM)附著，促進腫瘤血管生成。糖酵解增加而引起的乳酸水平上調(diào)也可通過促進HIF-1α和VEGF的表達，進一步通過VEGFA/VEGFR2信號通路最終誘導血管生成[33]。大量研究致力于PKM2在腫瘤血管生成中的作用，然而，它在正常增殖細胞如血管常駐內(nèi)皮祖細胞(VR-EPCs)中的作用尚不清楚，Ren等[56]從SD大鼠心臟中分離出VR-EPCs，分別采用PKM2激活劑(DASA-58)及PKM2抑制劑(compound 3K，C3K)探討PKM2在大鼠中的作用，發(fā)現(xiàn)PKM2通過調(diào)節(jié)糖酵解、線粒體分裂和融合調(diào)節(jié)VR-EPCs的血管生成。PKM2的丟失限制了ECs的生長并觸發(fā)先天免疫信號,為了了解PKM2對血管生成發(fā)芽的功能重要性，Stone等[45]評估了ECs、原代細胞、斑馬魚和小鼠的遷移和增殖，發(fā)現(xiàn)PKM2的缺失損害了EC在體內(nèi)的增殖和遷移，結果表明PKM2是內(nèi)皮遷移和增殖的關鍵調(diào)控因子，其缺失會抑制血管擴張，阻礙血管新生。為了研究PKM2在ECs參與的血管新生中的作用，Gómez-Escudero等[4]通過采用紫草素及2-DG等抑制PKM2后進行血管生成相關實驗，結果表明PKM2沉默破壞ECs的集體遷移，PKM2活性參與新生血管的調(diào)節(jié)，從而說明PKM2是體內(nèi)體外血管新生所必需的，而這一作用主要是通過介導ATP的產(chǎn)生調(diào)節(jié)ECs集體遷移實現(xiàn)的。這一結論與之前的研究是一致的，即在出生后的小鼠中，PKM2沉默和紫草素處理后，小鼠的視網(wǎng)膜發(fā)生血管缺陷。 PKM2是Warburg效應的關鍵調(diào)控因子之一，最近研究表明，抑制VEGF誘導的HUVECs的糖酵解，對管的形成和遷移有明顯的抑制作用，白藜蘆醇(resveratrol， RST)通過調(diào)控ECs中Erk1/2磷酸化介導的PKM2核易位來抑制有氧糖酵解，進一步抑制血管生成[16]。對于依賴PKM2 的有氧糖酵解，主要是通過二聚體形式的蛋白激酶活性調(diào)控的[12]。EGFR磷酸化PKM2，促進PKM2二聚化并轉移進細胞核，作為蛋白激酶發(fā)揮作用，上調(diào)c-Myc及cyclin D1的表達，進而促進有氧糖酵解和細胞周期的進展[57]。因此，PKM2可以通過其經(jīng)典的PK作用參與血管新生；在某些刺激作用下，亦可通過二聚體核易位發(fā)揮蛋白激酶作用，促進血管生成。

3.2PKM2通過光感受器細胞參與DR的進展

3.2.1PKM2在光感受器細胞中的表達及作用視網(wǎng)膜的感光功能主要在視網(wǎng)膜的神經(jīng)上皮內(nèi)完成，是由視網(wǎng)膜光感受器介導的，主要包括視桿細胞和視錐細胞。視網(wǎng)膜是高度代謝的，其光感受器細胞的外節(jié)不斷脫落，需要RPE細胞持續(xù)吞噬、代謝[58]，為了滿足代謝需求，它們需要不斷的視紫紅質轉換，所需要的能量來源于有氧糖酵解[59]。糖酵解對于感光細胞的存活是必不可少的，該通路的消融導致視網(wǎng)膜變性，而該通路的上調(diào)具有神經(jīng)保護作用，可防止視錐細胞變性[60]。作為糖酵解的重要調(diào)控因子[48]，PKM2主要表達于光感受器的內(nèi)節(jié)和外叢狀層[61]。在視網(wǎng)膜中，PKM2介導的有氧糖酵解不僅為細胞提供能量，而且為細胞增殖和血管生成方面提供物質基礎，包括核酸，蛋白質等。對視網(wǎng)膜感光細胞的研究表明，PKM2在桿狀和錐狀細胞中都是主要的亞型，以代謝和非代謝形式調(diào)節(jié)感光細胞，在感光細胞的功能和存活中發(fā)揮重要作用[62]。

3.2.2PKM2通過調(diào)節(jié)光感受器細胞參與DR的進展DR通常伴有進行性視力喪失[63]。在許多視網(wǎng)膜疾病中，光感受器細胞死亡是視力喪失的最終原因[64]。在DR中，隨著疾病的進展，RPE細胞之間的緊密連接復合體被拆解，引起血視網(wǎng)膜外屏障的破壞，導致血管滲漏[58]，引起視力喪失。PKM2作為一種糖酵解酶，發(fā)揮代謝作用，其活性的調(diào)節(jié)可導致糖酵解中間體的積累，并增加戊糖磷酸途徑的通量，與光感受器的存活密切相關。在主要表達PKM2的細胞中，ML-265可將PK活性提高到與僅表達PKM1亞型的細胞相當?shù)乃剑芯咳藛T[65]通過玻璃體腔將ML-265注射到大鼠眼睛，利用661W錐形細胞，發(fā)現(xiàn)ML-265可以在細胞環(huán)境中增加PK活性，從而規(guī)避光感受器凋亡[64]。Qi等[66]研究發(fā)現(xiàn)，糖尿病條件下的高血糖會通過磺化作用降低小鼠腎小球和培養(yǎng)的足細胞中PKM2四聚體的形成和活性，PKM2激活可防止糖尿病性腎小球病變和線粒體功能障礙的進展。因此，糖尿病患者視力下降可能是由于糖尿病引起PKM2的PK活性水平降低[66]。此外，PKM2還具有非代謝作用，Rajala等[67]有條件地敲除桿狀細胞光感受器中的PKM2，發(fā)現(xiàn)桿狀細胞中PKM1的表達代償性增加,體外分析也表明PKM2能夠調(diào)控磷酸二酯酶6β(phosphodiesterase 6β，Pde6β)啟動子調(diào)節(jié)視覺功能的轉錄活性，參與調(diào)節(jié)光感受器的功能，從而說明PKM2的代謝和轉錄調(diào)節(jié)功能可能有助于光感受器的結構、功能和活力。該研究組通過類似研究表明PKM2在錐細胞的合成代謝過程中是至關重要的，以保持它們的正常功能和支持錐細胞結構[60]。之前有研究報道，PKM2在腫瘤中發(fā)揮代謝和非代謝作用，為了進一步研究PKM2在DR的代謝和非代謝作用，Rajala等[62]采用具有肥胖和2型糖尿病表型的小鼠模型，發(fā)現(xiàn)PKM2表達降低而PKM1表達不變，因此推測PKM1在PKM2水平降低時代償性增高可能是db/db小鼠視網(wǎng)膜中PK活性升高的原因。最近研究表明[68]，在視網(wǎng)膜脫離(retinal detachment，RD)中，視網(wǎng)膜外部會出現(xiàn)急性營養(yǎng)缺乏，在自噬存在的情況下，會導致PKM2的酪氨酸磷酸化降低，從而提高了PK活性，可能促進分解代謝和ATP的產(chǎn)生，以防止細胞死亡，而自噬的缺失使得PKM2保持磷酸化并處于低活性狀態(tài)，不利于光感受器的存活。視網(wǎng)膜脫離同時也作為DR的晚期表現(xiàn)之一，PKM2通過代謝及非代謝作用參與DR的進展，然而，其具體的作用機制還需要進一步研究，PKM2可能作為治療DR的一個靶點。

4總結與展望

目前對于PKM2參與DR的研究主要集中于光感受器方面，其驅動的糖酵解對于光感受器功能維持是至關重要的。眾所周知，DR是由慢性高血糖引起的微血管并發(fā)癥，持續(xù)的高血糖及其介導的慢性低度炎癥在DR的病理機制中發(fā)揮重要作用。ECs在血管生成各個步驟中發(fā)揮重要作用，越來越多的證據(jù)表明，ECs代謝障礙在DR的發(fā)生發(fā)展過程中起著重要的作用。近年來，PKM2在糖尿病腎病等炎癥性疾病中的作用受到廣泛關注。如前所述，PKM2可以通過代謝和非代謝作用參與內(nèi)皮細胞及光感受器細胞的功能。最近研究表明，自噬是光感受器在DR中維持自身穩(wěn)態(tài)和提高存活率所必需的，這一作用可能是自噬通過改變糖酵解中的關鍵酶包括HK2和PKM2實現(xiàn)的,然而具體的機制還需要進一步研究。目前，對于PKM2通過內(nèi)皮細胞參與DR的相關研究還在進展階段，研究人員僅提出STEAP4可以抑制HIF-1α/PKM2信號通路降低高血糖誘導的視網(wǎng)膜血管內(nèi)皮細胞的凋亡。VEGFA作為HIF-1α的靶分子，同時也是血管生成的重要調(diào)控因子，研究表明，PKM2/HIF-1α正反饋通路在腫瘤的血管生成過程中發(fā)揮重要作用，腫瘤中的血管生成與DR中的血管生成類似，均表現(xiàn)為微血管異常生長，因此我們猜測PKM2/HIF-1α可能在DR的血管生成過程中發(fā)揮重要作用，其具體的作用機制還值得進一步探討。因此，PKM2是否會通過參與血管新生在DR的進展中發(fā)揮重要作用，及其具體的作用機制還值得進一步探討，而其深入的研究，對于DR的診斷和治療具有一定的指導意義。