血清PEDF和TGF-β1在糖尿病腎病早期診斷中的意義

劉珊 曹衛廣 王戰建

·論著·

血清PEDF和TGF-β1在糖尿病腎病早期診斷中的意義

劉珊 曹衛廣 王戰建

目的觀察色素上皮衍生因子(PEDF)和轉化生長因子(TGF-β1)在2型糖尿病腎病患者血清中的表達水平，研究PEDF和 TGF-β1在糖尿病腎病(DN)發生發展中的作用，為早期診斷糖尿病腎病提供更敏感的臨床檢測指標。方法研究對象共150例，分為健康對照組、2型糖尿病組，糖尿病腎病Ⅲ期、Ⅳ期、Ⅴ期患者，分別檢測血清PEDF及TGF-β1，靜脈血糖(FPG)，空腹血糖(FPG)、三酰甘油(TG)、總膽固醇(TC)、血肌酐(sCr)、尿素氮(BUN)、24 h尿量、24 h尿白蛋白、尿肌酐，并計算尿白蛋白排泄率(UAER)。結果健康對照組、糖尿病組、糖尿病腎病Ⅲ期組、Ⅳ期組、Ⅴ期組患者血清中PEDF水平、TGF-β1水平依次增高，且組間差異有統計學意義(P<0.05)。結論2型糖尿病腎病患者血清PEDF 和TGF-β1水平顯著升高，并且隨著病情的進展逐漸增高，兩者聯合檢測為糖尿病腎病的早期診斷和評價治療效果提供更加敏感、準確、可靠的指標。

色素上皮衍生因子；轉化生長因子；糖尿病腎病；2型糖尿病

糖尿病腎病是糖尿病最常見和嚴重的微血管并發癥之一，也是糖尿病患者終末期腎病和死亡的主要原因[1，2]，給家庭和社會帶來了沉重的負擔，糖尿病腎病起病隱匿，早期無明顯臨床癥狀，而一旦發展至臨床蛋白尿期，腎小球濾過率進行性下降，其病理損害將不可逆轉，因此早期診斷糖尿病具有重要的臨床意義。最近動物研究發現的PEDF是早期發生糖尿病腎病的關鍵因子[2]。該因子在正常大鼠腎臟表達明顯高于糖尿病大鼠，并可抑制腎小球系膜細胞分泌轉化生長因子TGF-β1[3]，因此可能在糖尿病腎病的發生發展中起保護作用。本次研究通過觀察為色素上皮衍生因子(PEDF)和轉化生長因子(TGF-β1)在2型糖尿病患者血清中的表達水平及其隨病情進展的變化，探討二者糖尿病腎病發生發展的作用，為糖尿病腎病的早期診斷和治療提供更加敏感而準確的指標。

1 資料與方法

1.1 一般資料 本研究納入了2009年12月至2012年12月就診于石家莊市第二醫院內分泌科的120例糖尿病患者，采用1999年WHO糖尿病診斷標準，分為糖尿病正常蛋白尿組、糖尿病腎病Ⅲ期組(30 例，20 μg/min200 μg/min，sCr、BUN正常)、Ⅴ期組(30例，sCr>137 μmol/L、BUN>7.0 mmol/L)，同時選取來自該院體檢中心30例健康人(男15 例，女15例)，排除1型糖尿病、妊娠期糖尿病及其他特殊類型糖尿病。排除甲狀腺功能異常，腎上腺疾病，嚴重的肝腎功能障礙者，有胰腺疾病史，嚴重的全身性疾病、系統性疾病、惡性腫瘤及各種其他腎臟疾病。長期使用糖皮質激素治療、細胞毒性藥物治療、免疫抑制劑治療者。

1.2 生化指標測定 采集空腹靜脈血樣4 ml，離心后分離上層血清保存于-60℃冰箱內待用，血清PDEF及TGF-β1采用ELISA法測定(試劑盒購于美國R&D公司)，應用葡萄糖氧化酶法測定空腹血漿葡萄糖，酶學法測定總膽固醇、三酰甘油(TG)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL)，糖化血紅蛋白(HbA1c)采用高壓液相色譜法。

1.3 統計學分析 應用SPSS 18.0統計軟件,檢驗各組變量正態分布情況,對于正態分布計量資料采用單因素方差分析的方法進行分析，P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 2組生化指標比較 與正常對照組相比，FPG、HbA1c、TC、TG、LDL-C、HDL在健康對照組、T2DM正常白蛋白尿組、糖尿病腎病Ⅲ期組、Ⅳ期組、Ⅴ期組呈遞增趨勢，其他各組比較差異有統計學意義(P<0.05)。見表1。

表1 5組FPG、HbA1c、TC、TG、LDL-C、HDL比較

指標對照組DM組DNⅢ期組DNⅣ期組DNⅤ期組FPG(mmol/L)5.0±0.87.2±1.1*7.8±1.2*#8.2±1.1*#△9.0±0.7*#△☆HbA1c(%)5.5±1.37.0±1.4*7.8±0.9*#8.7±0.9*#△9.0±0.5*#△☆TG(mmol/L)1.2±0.52.5±0.8*3.0±1.1*#4.6±1.3*#△4.0±10.7*#△☆TC(mmol/L)4.6±0.64.6±1.0*5.2±1.1*#5.9±1.1*#△6.2±1.3*#△☆LDL(mmol/L)2.5±0.63.0±0.5*3.6±0.4*#4.1±0.6*#△5.5±1.0*#△☆HDL(mmol/L)1.51±0.202.22±0.31*2.61±0.19*#3.51±1.01*#△4.03±0.54*#△☆

注：與對照組比較，*P<0.05；與DM組比較，#P<0.05；與DNⅢ期組比較，△P<0.05；與DNⅣ期組比較，☆P<0.05

2.2 5組人群血清中PEDF水平的比較 糖尿病組具有更高的PEDF水平，并且不同時期糖尿病腎病患者PEDF水平逐漸升高，從健康對照組、T2DM正常白蛋白尿組、糖尿病腎病Ⅲ期組、Ⅳ期組、Ⅴ期組各組血清中PEDF水平依次增高，差異均有統計學意義(P<0.05)。見表2。

表2 5組血清中PEDF表達水平比較

項目對照組DM組DNⅢ期組DNⅣ期組DNⅤ組血清PEDF水平(μg/ml)4.4±1.06.7±1.1*8.0±1.2*#11.3±0.8*#△12.5±0.8*#△☆

注：與對照組比較，*P<0.05；與DM組比較，#P<0.05；與DNⅢ期組比較，△P<0.05；與DNⅣ期組比較，☆P<0.05

2.3 5組血清TGF-β1水平比較 糖尿病組具有更高的TGF-β1水平，并且不同時期糖尿病腎病患者TGF-β1水平逐漸升高，從對照組、DM組、DNⅢ期組、Ⅳ期組、Ⅴ期組各組血清中TGF-β1水平水平依次增高(P<0.05)。見表3。

表3 5組人群血清中TGF-β1水平的比較

項目對照組DM組DNⅢ期組DNⅣ期組DNⅤ期組血清TGF-β1水平(μg/L)29.6±2.576.8±3.1*114.8±3.1*#135.8±5.9*#△218.5±6.4*#△☆

注：與對照組比較，*P<0.05；與DM組比較，#P<0.05；與DNⅢ期組比較，△P<0.05；與DNⅣ期組比較，☆P<0.05

3 討論

糖尿病腎病其早期表現為腎小球基底膜增厚、胞外基質(extracellular matrix,ECM)堆積為病理特征，導致腎小球的高濾過和蛋白尿，是引起終末期腎衰(end-stage renal diseases，ESAD)的重要原因。良好控制血糖、血壓、血脂尚不能阻止DN的發生和進展，其機制尚不明了。轉化生長因子(transforming growth factor,TGF)-β1和血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)是DN早期發生的關鍵致病因子，PEDF通過抑制TGF-β1 和VEGF在腎臟的表達，以及抗氧化應激作用來保護腎臟。

PEDF屬絲氨酸蛋白酶抑制劑家族，是一種抗血管生成及抗氧化應激的多功能蛋白質[4]，與人體內多個臟器功能有關。 Wang等[3]發現，PEDF在DM大鼠腎臟的皮質和髓質中的表達都顯著下降，腎小球系膜細胞培養顯示PEDF可顯著下調TGF-β1的表達，血清中PEDF水平在DM大鼠和正常大鼠也有差別，可見其是一種與DN發生密切相關的因子。PEDF可能通過以下方式來發揮其腎臟保護作用：(1)通過下調RAGE的表達來減少AGEs對腎小管的損傷[5]；(2)直接抑制VEGF在腎臟的表達，抑制新生血管生成，降低腎小球毛細血管通透性，減少蛋白尿排出；(3)通過激活PPAR-γ通路抑制阻斷高糖誘導的足細胞凋亡[6]； (4)在腎小球系膜細胞，PEDF通過阻斷JAK-STAT信號轉導通路來減少TGF-β1 和纖維粘連蛋白合成，發揮其抗纖維化作用[7]。

TGF-β1是體內重要的促纖維化生長因子，在腎臟，TGF-β1可明顯增加腎小球系膜細胞數量，增加胞外基質堆積，促進腎小球纖維化，還可以促進腎小管內皮纖維化,導致腎小球濾過率進行性下降，最終導致患者的腎功能衰竭。TGF-β1與PEDF密切相關，相互作用，在糖尿病腎病發生發展中起到重要作用。

PEDF由體內多個臟器合成，包括肝臟、肺、腦、腎，脂肪組織[8,9]，隨著DN的發展，血清PEDF水平也隨之不斷變化，并且與患者血糖及血脂水平相互關聯。本研究觀察到從健康對照組、TZDM正常白蛋白尿組、DNⅢ期組、DNⅣ期組、DNⅤ期組中PEDF的血清水平依次增加， TGF-β1水平亦不斷升高。循環中PEDF的一個主要來源是肝臟，另一個來源是脂肪細胞。DM患者由于糖脂代謝紊亂，機體長期處在一種慢性低度炎癥狀態環境中，氧化應激反應隨著DN的進展而逐漸增強，PEDF能夠抑制CRP生成，以其獨特的抗氧化作用來保護腎臟。PEDF還可以抑制VEGF、TGF-β1和FGF介導的內皮細胞遷移，從而保護腎臟血管。Wang等[10]通過動物研究研究發現PEDF可以降低大鼠腎臟前炎性因子ICAM-1，MCP-1，TNF-α的表達，還通過細胞培養研究發現PEDF可減少NF-κB和HIF-1(hypoxia-inducible factor-1)的表達，后兩者是炎性反應的關鍵轉錄因子。糖尿病腎病患者隨著病情的進展，血清PEDF水平不斷升高，可能是機體在慢性低度炎癥狀態環境中的一種代償性保護性反應。

綜上所述，PEDF和TGF-β1在2型糖尿病腎病的發生發展中起著重要作用，兩者之間相互制約，兩者之間的平衡影響著糖尿病腎病的進展及轉歸，血清PEDF和TGF-β1聯合檢測可能提高DN早期診斷的敏感性和特異性，檢測方法簡單，便于臨床推廣。

1 Mima A,Matsubara T,Arai H,et al.Angiotensin II-dependent Src and Smad1 signaling pathway is crucial for the development of diabetic nephropathy.Lab Invest,2006,86:927-939.

2 Russo LM,del Re E,Brown D,et al.Evidence for a role of transforming growth factor (TGF)-beta 1 in the induction of postglomerular albuminuria in diabetic nephropathy:amelioration by soluble TGF-beta type II receptor.Diabetes,2007,56:380-388.

3 Wang JJ,Zhang SX,Liu K,et al.Decresed expression of pigment epithelium-derived factor is involved in the pathogenesis of diabetic nephropathy.Diabetes，2005,54:243-250.

4 Awad AS,Gao T,Gvritishvili A，et al.Protective role of small pigment epithelium-derived factor peptide in diabetic renal injury.Am J physiol，2013，305:F891-900.

5 Maeda S,Matsui T,Takeuehi M.Pigment epithelium-derived factor (PEDF) inhibits proximal tubular cell injury in early diabetic nephropathy by suppressing advanced glycation end products (AGEs)-receptor (RAGE) axis.Diabetes Care，2000，23：S69-S72.

6 Ishibashi Y，Mtsui T，Ohta K，et al.PEDF inhibits AGE-induced podocyte apoptosis via PPAR-gamma activation.Microvasc Res.2013，87:100.

7 Mao T，Chen H,Hong L，et al.Pigment epithelium-derived factor inhibits high glucose-induced JAK/STAT signalling pathway activation in human glomerular mesangial cells.Saudi med 2013，34:793-800.

8 Tombran-Tink J,Barnstable CJ.PEDF:a multifaceted neurotrophic factor.Nat Rev Neurosci，2003，4:628-636.

9 Yamagishi S,Adachi H,Abe A,et al.Elevated serum levels of pigment epithelium-derived factor (PEDF) in the metabolic syndrome.J Clin Endocrinol Metab.2006，91:2447-2450.

10 Wang JJ,Zhang SX,Mott R,et al.Anti-inflammatory effects of pigment epithelium-derived factor in diabetic nephropathy.American Journal of Physiology,2008,294:1166-1173.

Thesignificanceofpigmentepithelium-derivedfactorandTGF-β1inearlydiagnosisofdiabeticnephropathy

LIUShan*,CAOWeiguang,WANGZhanjian.*DepartmentofEndocrinology,TheSecondHospitalofShijiazhuangCity,Shijiazhuang050051,China

ObjectiveTo observe the expression levels of pigment epithelium-derived factor (PEDF) and transforming growth factor (TGF-β1) in patients with diabetic nephropathy (DN),and to investigate the role of PEDF and TGF-β1 in the pathogenesis and development of diabetic nephropathy so as to provide more susceptive clinical detection index for early diagnosis of diabetic nephropathy.MethodsOne hundred and twenty patients with DN were divided into type 2 diabetes group,DN Ⅲ stage group,DN Ⅳ stage group,DN Ⅴ stage group,with 30 patients in each group,and the other 30 healthy subjects were enrolled as control group.The serum levels of PEDF and TGF-β1,FPG,FPG,TG,TC,sCr,BUN,24h urine volume,24h urinary albumin,urine creatinine were detected by ELISA,and UAER was calculated.ResultsThe serum levels of PEDF and TGF-β1 in control group,type 2 diabetes group,DN Ⅲ stage group,DN Ⅳ stage group,DN Ⅴ stage group were increased in turn,moreover,there were significant differences among groups (P<0.05).ConclusionThe serum levels of PEDF and TGF-β1 are obviously increased in patients with DN in early stage,moreover,which increase with the progress of pathogenetic condition.The combined detection of PEDF and TGF-β1 provides more susceptive,accurate,reliable indexes for early diagnosis of diabetic nephropathy.

pigment epithelium-derived factor；transforming growth factor；diabetic nephropathy；type 2 diabetes mellitus

10.3969/j.issn.1002-7386.2014.12.008

項目來源:河北省科學技術研究與發展支撐計劃(編號：12277795)

050051 河北省石家莊市第二醫院內分泌科(劉珊)；河北省優撫醫院老年科(曹衛廣)；河北醫科大學第三醫院內分泌科(王戰建)

R 587.1

A

1002-7386(2014)12-1783-03

2013-12-16)