新診斷2型糖尿病患者血清高遷移率族蛋白1和Toll樣受體4水平變化及其與胰島素抵抗的關(guān)系研究

潘佳秋，徐微微，張 超

2型糖尿病(T2DM)發(fā)病的兩個(gè)基本環(huán)節(jié)是胰島素抵抗和胰島素分泌不足，其中胰島素抵抗貫穿了糖尿病發(fā)生、發(fā)展的全過(guò)程，炎性因子在此過(guò)程起到了不可忽視的作用。研究證實(shí)，細(xì)胞炎性因子在胰島素抵抗及心血管疾病中發(fā)揮重要作用，被認(rèn)為是胰島素抵抗及心血管疾病的中心環(huán)節(jié)。此外，細(xì)胞炎性因子可以促進(jìn)胰島素抵抗、糖耐量受損、糖尿病的發(fā)生和發(fā)展，而糾正血漿細(xì)胞炎性因子水平可以逆轉(zhuǎn)這一過(guò)程[1]。高遷移率族蛋白1(high mobility group box protein-1，HMGB1)和Toll樣受體4(Toll-like receptors 4，TLR4)是細(xì)胞炎性因子，可能參與T2DM的發(fā)生、發(fā)展。目前有關(guān)這兩種炎性細(xì)胞因子之間的相互關(guān)系及二者在T2DM患者胰島素抵抗發(fā)生中的作用研究不多，故本研究對(duì)此進(jìn)行初步探討。

1　資料與方法

1.1一般資料選取2011年6—11月在我院內(nèi)分泌科就診的新診斷T2DM患者60例(T2DM組)，病程均<1年，平均病程為2.0個(gè)月；均符合1999年世界衛(wèi)生組織(WHO)T2DM診斷標(biāo)準(zhǔn)，且起病年齡>25歲，入組前未使用降糖、降脂藥物治療。另選取同期在我院體檢的30例健康者(血糖在3.9～6.0 mmol/L)為對(duì)照組(NC組)，均無(wú)明顯心、腦、肝、腎、肺等重癥疾病，無(wú)惡性腫瘤，無(wú)急慢性感染，未使用過(guò)激素類(lèi)藥物。T2DM組中，男32例，女28例；平均年齡(43.8±9.1)歲。NC組中，男17例，女13例；平均年齡(42.0±9.1)歲。兩組受檢者的性別構(gòu)成及年齡間有均衡性。

1.2方法

1.2.1臨床資料收集所有受檢者禁食10 h后于次日清晨空腹采集肘靜脈血5 ml，離心分離血清，測(cè)定空腹血糖(FPG)、血脂、肝功能、胰島素等；另取一份血離心后存入-40 ℃冰箱，用于血清HMGB1和TLR4測(cè)定。同時(shí)測(cè)量身高、體質(zhì)量，并計(jì)算體質(zhì)指數(shù)(BMI)。

1.2.2檢測(cè)方法FPG、血脂、肝功能等采用日本OLYMPUS公司AU-2700全自動(dòng)生化分析儀酶法進(jìn)行檢測(cè)；空腹胰島素(FINS)用電化學(xué)發(fā)光免疫法測(cè)定，采用德國(guó)羅氏全自動(dòng)電化學(xué)發(fā)光法檢測(cè)(試劑盒購(gòu)于德國(guó)羅氏公司，批內(nèi)CV<2.0%，批間CV<2.5%)；采用酶聯(lián)免疫吸附(ELISA)法測(cè)定空腹血清HMGB1和TLR4水平(試劑盒為美國(guó)R&D公司生產(chǎn)，由上海滬尚生物科技有限公司提供；HMGB1：批內(nèi)CV<9%，批間CV<15%；TLR4：批內(nèi)CV<9%，批間CV<15%)。

計(jì)算穩(wěn)態(tài)模型胰島素抵抗指數(shù)(HOMA-IR)：HOMA-IR=FPG×FINS/22.5；胰島β細(xì)胞功能指數(shù)(HOMA-β)=FINS×20/FPG-3.5；胰島素敏感性指數(shù)(ISI)采用定量胰島素敏感性檢測(cè)指數(shù)(QUICKI)，公式為ISI=1/〔log(I0)+log(G0)〕，I0為FPG，G0為FINS。各公式中FPG單位均為mmol/L，F(xiàn)INS單位為mU/L。

2　結(jié)果

2.1兩組臨床資料比較T2DM組和NC組受檢者的BMI、三酰甘油(TG)、總膽固醇(TC)、FPG、FINS、HOMA-IR、ISI、HOMA-β、HMGB1、TLR4比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)；而兩組天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(AST)、丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT)、堿性磷酸酶(ALP)、C肽水平間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05，見(jiàn)表1)。

2.2HMGB1、TLR4與其他觀察指標(biāo)Spearman相關(guān)分析結(jié)果結(jié)果顯示，血清HMGB1與BMI、TG、FPG、HOMA-IR、TLR4呈正相關(guān)，而與HOMA-β、ISI呈負(fù)相關(guān)(P<0.05)；血清TLR4與BMI、TG、FPG、HOMA-IR、HMGB1呈正相關(guān)，而與HOMA-β、ISI呈負(fù)相關(guān)(P<0.05，見(jiàn)表2)。

2.3多元逐步回歸分析以HMGB1為應(yīng)變量，BMI、TG、TC、FPG、HOMA-IR、ISI、HOMA-β、TLR4為自變量，進(jìn)行多元逐步回歸分析，最后僅TLR4進(jìn)入回歸方程(β=0.281，P=0.000)，常數(shù)項(xiàng)為零。

以TLR4為應(yīng)變量，BMI、TG、TC、FPG、HOMA-IR、ISI、HOMA-β、HMGB1為自變量，進(jìn)行多元逐步回歸分析，最后HMGB1、HOMA-β、ISI進(jìn)入回歸方程(β值分別為-4.146、-4.325和-5.061；P<0.05)，常數(shù)項(xiàng)為零。

表1　T2DM 組與NC組各項(xiàng)觀察指標(biāo)比較

注：BMI=體質(zhì)指數(shù)，AST=天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶，ALT=丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶，ALP =堿性磷酸酶，TG=三酰甘油，TC=總膽固醇，F(xiàn)PG=空腹血糖，F(xiàn)INS=空腹胰島素，HOMA-IR=胰島素抵抗指數(shù)，ISI=胰島素敏感性指數(shù)，HOMA-β=胰島β細(xì)胞功能指數(shù)，HMGB1=高遷移率族蛋白1，TLR4=Toll樣受體4

表2　HMGB1、TLR4與其他觀察指標(biāo)的Spearman相關(guān)分析結(jié)果

注：-表示無(wú)數(shù)據(jù)

3　討論

HMGB1是一種高度保守的DNA結(jié)合蛋白，由壞死細(xì)胞、受到膽固醇刺激的血管平滑肌細(xì)胞以及氧化應(yīng)激狀態(tài)下的巨噬細(xì)胞等釋放，其有著多種細(xì)胞外功能，如促細(xì)胞分化、激活并調(diào)節(jié)炎癥等[2]。HMGB1能夠釋放腫瘤壞死因子(TNF)、白介素8(IL-8)、單核細(xì)胞趨化因子-1(MCP-1)、血漿纖溶酶原激活物抑制物(PAI-1)、組織型纖溶酶原激活物(tPA)[3]，HMGB1也有破壞內(nèi)皮細(xì)胞膜屏障作用[4]。這些說(shuō)明HMGB1在感染和組織損傷的過(guò)程中促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞的炎癥反應(yīng)。HMGB1是一種血管平滑肌細(xì)胞趨化劑，可以導(dǎo)致血管平滑肌細(xì)胞由外膜向內(nèi)膜遷移，能夠引起動(dòng)脈粥樣硬化和血管狹窄[5-6]。研究證明，在糖尿病視網(wǎng)膜病變活動(dòng)期的玻璃體樣本內(nèi)HMGB1水平是非活動(dòng)期的2倍，是非糖尿病患者的3倍[7]。本研究結(jié)果顯示，新診斷T2DM患者血清HMGB1水平顯著升高，考慮其炎癥作用及對(duì)血管內(nèi)皮的影響在T2DM初期已經(jīng)開(kāi)始。此過(guò)程可能是HMGB1通過(guò)晚期糖化終產(chǎn)物(RAGE)受體信號(hào)，并通過(guò)Toll樣受體2(TLR2)和TLR4激活核因子κB(NF-κB)，誘導(dǎo)激活白細(xì)胞黏附分子的上調(diào)和產(chǎn)生炎性細(xì)胞因子，促進(jìn)炎癥并推動(dòng)疾病進(jìn)程，此過(guò)程可能參與了糖尿病的發(fā)生及胰島素抵抗產(chǎn)生。

TLR4是在哺乳動(dòng)物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)最早的TLR家族成員，參與炎癥、免疫細(xì)胞的成熟分化和免疫應(yīng)答，其信號(hào)途徑能夠使血管平滑肌轉(zhuǎn)化成促炎表型，導(dǎo)致血管平滑肌細(xì)胞釋放趨化因子和促炎細(xì)胞因子。試驗(yàn)證明，游離脂肪酸是胰島素抵抗的重要原因，高水平的游離脂肪酸轉(zhuǎn)導(dǎo)引起細(xì)胞內(nèi)炎癥信號(hào)產(chǎn)生，其可以利用先天免疫受體TLR4誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞、脂肪細(xì)胞及肝臟表達(dá)炎癥因子。本研究結(jié)果顯示，新診斷T2DM患者血清TLR4水平顯著升高。TLR4信號(hào)的出現(xiàn)需要以下因素：脂肪細(xì)胞內(nèi)游離脂肪酸誘導(dǎo)的胰島素抵抗，高脂飲食以及脂質(zhì)輸液[8]。Tsukumo等[9]研究顯示，基因工程小鼠(基因突變導(dǎo)致TLR4功能受損)能夠?qū)癸嬍痴T導(dǎo)的肥胖和胰島素抵抗的發(fā)展。Reyna等[10]發(fā)現(xiàn)肥胖和2型糖尿患者肌肉中TLR4基因表達(dá)及蛋白質(zhì)含量顯著升高，這與胰島素抵抗的嚴(yán)重程度密切相關(guān)。

本研究發(fā)現(xiàn)HMGB1、TLR4與BMI、TG、FPG、HOMA-IR、TLR4呈正相關(guān)，與HOMA-β、ISI呈負(fù)相關(guān)。可能是HMGB1及TLR4影響胰島素的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，產(chǎn)生炎性反應(yīng)，降低了靶組織細(xì)胞的胰島素受體數(shù)量，抑制胰島素與受體的結(jié)合，引起胰島素抵抗。有研究證明，與健康人比較，在T2DM患者的單核細(xì)胞中TLR2、TLR4的mRNA和蛋白顯著增加[11]。通過(guò)本實(shí)驗(yàn)可以得出TLR4在新診斷的T2DM患者血清中表達(dá)較正常組明顯增加，推測(cè)其可能與血糖升高、HOMA-IR等相關(guān)。TLR4在胰島素抵抗和糖尿病的發(fā)生發(fā)展中可能發(fā)揮著重要作用，但TLR4的確切生理功能目前尚不十分明確，關(guān)于它在人類(lèi)胰島素抵抗相關(guān)疾病發(fā)生中的作用報(bào)道也較少，尚需進(jìn)一步研究。

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