脂聯素及基因多態性與糖尿病腎病

閔艷 陳軍寧

糖尿病腎病(diabetic nephropathy，DN)即糖尿病腎病腎小球硬化癥，是糖尿病微血管并發癥之一。在歐美發達國家，DN是導致終末期腎功能衰竭最常見的原因。在我國，隨著生活水平的提高，近年來的發病率也呈上升趨勢。臨床研究發現，糖尿病腎病的發生和發展并不完全與血糖控制及病程成正比，其發病具有家庭聚集現象及種族差異，這說明遺傳因素在其發生和發展過程中具有重要作用。脂聯素是新近發現的由脂肪細胞特異性分泌的具有類似膠原結構的蛋白，在調節糖和脂肪代謝、抗炎、抗動脈粥樣硬化等過程發揮重要作用。研究發現，脂聯素基因序列中存在著等位基因單核苷酸多態性(SNPs)，SNPs可能影響脂聯素的血漿水平，從而與2型糖尿病、胰島素抵抗和糖尿病腎病等疾病的發展和演變有關。現就脂聯素與糖尿病腎病的研究現狀綜述如下。

1 脂聯素概述

1.1 脂聯素結構與功能 脂聯素(adiponectin) 亦被稱為APM1、ACRP30、ADIPOQ或GBP28，是由脂肪細胞特異性分泌的一種蛋白，脂聯素是由244個氨基酸組成，基本結構分為4個部分：含N端的信號序列、氨基端非螺旋區、膠原重復序列和球形羧基端。正常人血清濃度為5～30μg/ml，約占血清總蛋白的0.01%。人血漿中脂聯素不是以單一形式存在，有三聚體、六聚體(LMW)、多聚體(HMW)。低濃度的脂聯素與肥胖、胰島素抵抗、2型糖尿病和心血管疾病有關，而在1型糖尿病患者、糖尿病腎病和1型糖尿病并發的微血管病變的患者的血清脂聯素水平是增高的。研究表明，脂聯素濃度的變化與脂聯素基因的遺傳變異密切相關。Yamauchi等[1]應用分子克隆技術確定脂聯素受體存在兩種異構體—脂聯素受體1(AdipoR1)和脂聯素受體2(AdipoR2)，AdipoR1在骨骼肌中高度表達，AdipoR2在肝臟中高度表達。激活的受體可以增加AMP激酶(AMPK)、乙酰CoA羧化酶(ACC)、p38MAPK的磷酸化和PPAR的γ活性，從而促進脂肪酸氧化和糖代謝。

1.2 脂聯素基因結構及單核苷酸多態性(SNPs) 人類脂聯素基因(ADIPOQ)是單拷貝基因，位于染色體3q27，全長約17kb，包括大小為18～4277bp的3個外顯子和0.8、12bp的2個內含子。啟動子區包括2834bp的核苷酸并且未發現TATA盒，ADIPOQ的轉錄從接近5’端的胞嘧啶開始，多肽編碼區域是從外顯子2起始處開始，在外顯子3起始處結束。基因掃描和基因連鎖分析發現染色體3q27與T2D、肥胖癥、高血壓和糖尿病腎病有關。通過對人ADIPOQ基因序列分析發現，正常人ADIPOQ基因中存在相當數量的等位基因SNPs。

2 脂聯素與糖尿病腎病

2.1 脂聯素與1型糖尿病腎病 Saraheimo等[2]對芬蘭的189名1型糖尿病患者進行研究，發現大量白蛋白尿患者血清脂聯素濃度高于微量白蛋白尿和正常蛋白尿患者。脂聯素與肌酐、白蛋白排泄率(AER)呈正相關，與腎小球濾過率(GFR)、腰臀比(WHR)呈負相關。GFR、AER和WHR與脂聯素水平獨立相關。最近的研究顯示[3]成功的腎移植往往伴隨著血漿脂聯素濃度的顯著降低，這表明腎功能衰竭所致的脂聯素生物降解、消除減少及合成增加是導致脂聯素血漿濃度升高的主要原因。而Schalkwijk等[4]研究發現脂聯素水平與體重指數(BMI)、腰臀比、空腹甘油三酯、GFR呈負相關，首次表明血清脂聯素水平與可溶性血管黏附分子1(sVCAM-1)正相關，紀志尚等[5]研究證實脂聯素與BMI、WHR、GFR呈負相關，與sVCAM-1呈正相關。GFR可減弱脂聯素與蛋白尿的相關性，而調整糖尿病病程后，脂聯素與視網膜病變和心血管病變不再具有相關性。脂聯素與sVCAM-1的相關性不受GFR的影響。sVCAM-1被認為是血管內皮損傷的危險因子，高表達的黏附分子可能通過增強血細胞的黏附，造成相應微血管的阻塞和內皮細胞進一步損傷，從而引起糖尿病微血管并發癥的發生。在健康志愿者中發現血管內皮細胞損傷標記物CD146水平與脂聯素水平相關，推測高脂聯素水平可能影響了內皮細胞間的連接[6]，可能導致白蛋白漏入尿中。Chen等[7]研究發現脂聯素在磷脂酰肌醇-3激酶活化后，通過AMPK的磷酸化，進而磷酸化和活化一氧化氮合酶(ENOS)引起NO的生成增加，NO可導致腎小球的高壓、高濾過，直接參與了DN的發生、發展。腎小球毛細管壓增高還能引起內皮細胞表達附因子增加，這說明高脂聯素水平可能是糖尿病腎病發生機制之一。高脂聯素水平是一種保護性生理機制，還是其自身參與糖尿病微血管病變的發生、發展，目前尚無定論，還需進一步研究。

2.2 脂聯素與2型糖尿病腎病 Looker等[8]通過檢測1069名患2型糖尿病腎病的Pima印第安人血脂聯素，發現血清脂聯素水平在糖耐量正常或糖尿病病程大于10年的患者中最高。在糖尿病患者中，尿蛋白/肌酐比率和血肌酐水平均與脂聯素水平呈正相關。Koshimura等[9]研究第一次證實脂聯素從尿中排泄，在有輕度腎病和進展期DN患者中，尿脂聯素和血清脂聯素水平呈正相關。Shimotomai等[10]發現2型糖尿病腎病、IgA腎病患者尿脂聯素水平和白蛋白/肌酐比值正相關，且尿脂聯素水平增高可能和腎小球血管選擇性通透性增高與多尿滲透壓降低有關。Fujuta等[11]研究也發現臨床糖尿病腎病組血清和尿脂聯素水平明顯增加。血清脂聯素水平與及尿脂聯素水平、血清肌酐、尿白蛋白、尿N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶(NAG)、尿單核細胞趨化因子(MCP-1)呈正相關。尿NAG酶是腎小管損傷的臨床標志物，而MCP-1代表腎小管損傷程度。在糖尿病腎病臨床腎病期，血清和尿脂聯素水平升高可能與腎功能不全及腎小管損傷有關，推測2型糖尿病腎病臨床腎病期高脂聯素水平是機體的一種保護性生理應答，以通過其抗炎、抗動脈粥樣硬化特性來緩解腎小管損傷并延緩糖尿病腎病進程。

3 脂聯素基因多態性與糖尿病腎病

3.1 SNPs與1型糖尿病腎病 Vionnet等[12]選擇了丹麥、芬蘭和法國的1型糖尿病患者，通過分析在染色體3q24-3qter上與糖尿病腎病相關的14種基因上的69種SNPs，首次報道了ADIPOQ與1型糖尿病微血管病變有關聯。研究發現丹麥人的ADIPOQ啟動子區域G/A(rs17300539/-11391)上的A等位基因可以增加1型DM患糖尿病腎病的風險(OR=1.46)，G等位基因可以降低此風險，而在芬蘭和法國人群中未發現這種關聯(P=0.784和P=0.07)，表明基因多態性與種族有關。Jorsal等[13]在研究丹麥高加索人脂聯素基因多態性與DN關系時，發現在DN人群中ADIPOQ(rs17300539/-11391)G/A的A等位基因的頻率高于T1D人群(P=0.014)，且攜帶這種基因的患者血清脂聯素濃度偏高，從資料上我們猜想基因多態性影響了脂聯素水平而導致了DN，在對患者8年的隨訪中發現脂聯素血清濃度與終末期腎病(ESRD)呈正相關，高水平的脂聯素可預測糖尿病患者進展至終末期腎病及死亡率，但未發現ADIPOQ基因多態性與ESRD的發生、發展有關聯，研究者分析可能是由于缺乏檢驗的效力去發現相對罕見的基因變異，這還需要進一步去研究。Zhang等[14]研究發現在美國DN女性患者SNPs-11377上G等位基因頻率高于糖尿病組，對SNPs11391G/A和11377C/G二倍體分析，G-C/G-C與糖尿病腎病有顯著相關(P=0.013)，這表明-11377和-11391基因的多態性可以增加T1D患者患糖尿病腎病的易感性。而在男性中未發現此關聯，臨床上也發現女性DN患者比男性DN年齡較年輕，脂聯素水平也比男性的高。說明疾病的易感性與性別有關。目前研究未發現SNPs+45(T/G)和SNPs+276(G/T)與DN有關聯[15]。脂聯素基因啟動子區SNPs與糖尿病腎病有關，但目前其機制還不詳，有待進一步研究。

3.2 SNPs與2型糖尿病腎病 Wu等[16]研究發現在中國臺灣人群中，2型糖尿病腎病人群ADIPOQ(rs266729/-11377)C等位基因頻率高于T2D人群，攜帶CC和CG基因型的T2D比攜帶GG基因型的患者有更易患糖尿病腎病的風險(OR=1.58)。隨后在非裔美國人中發現[17]，糖尿病腎病組與正常對照組相比，ADIPOQ內含子1(rs182052)A是糖尿病腎病的易感基因(P=0.0015，OR=1.37)。趙海燕等[18]對中國深圳地區漢族人群研究發現，攜帶-11377CC和-11391GG型者患糖尿病腎病的危險增加，且血清甘油三酯和總膽固醇水平較變異組(-11377CG+GG和11391GA+AA)顯著增高。郭志新等[19]在研究山西地區漢族人群和Yoshioka等[20]對日本人群的研究未發現SNPs+276G/T與2型糖尿病腎病有關。

4 展望

脂聯素是由脂肪細胞特異性分泌的蛋白，具有調節糖和脂肪代謝、抗炎、抗動脈粥樣硬化等作用，與糖尿病及其并發癥、動脈粥樣硬化、肥胖等疾病密切相關。當1型或2型糖尿病合并微血管病變時，血清脂聯素水平均升高，但其機制尚不清楚，而這種變化趨勢可以為糖尿病微血管病變的早期診斷提供依據。ADIPOQ基因的SNPs與糖尿病腎病的發生是偶然事件還是一種標志性分子，目前尚不清楚。這還需要做更多的研究，闡明它們在體內的作用機制和它們的影響因子，將會為糖尿病腎病的早期診斷、基因治療和藥物治療提供新的手段。

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