晚期糖基化終產物受體、可溶性晚期糖基化終產物受體與2型糖尿病心血管并發癥的關系

李平靜(綜述)，李　雷，楊榮禮※(審校)

(1.徐州醫學院研究生學院，江蘇 徐州 221006； 2.徐州醫學院附屬醫院老年醫學科，江蘇 徐州 221006)

晚期糖基化終產物受體、可溶性晚期糖基化終產物受體與2型糖尿病心血管并發癥的關系

李平靜1,2△(綜述)，李雷2，楊榮禮2※(審校)

(1.徐州醫學院研究生學院，江蘇 徐州 221006； 2.徐州醫學院附屬醫院老年醫學科，江蘇 徐州 221006)

2001年,美國膽固醇教育計劃將2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)列為冠狀動脈粥樣硬化性心臟病(冠心病)的“等危癥”[1-2]。T2DM患者CHD的發病率比非T2DM者高2～3倍,其冠狀動脈病變常為多支病變、病變范圍彌漫、不穩定斑塊多，急性冠狀動脈事件的發生率明顯增加，且病變進展迅速,預后差，病死率增加2倍[1]。研究認為冠狀動脈粥樣硬化是冠心病的最基本病因。晚期糖基化終產物受體(receptor for advanced glycation end products,RAGE)是一種膜蛋白，屬于免疫球蛋白超家族，因其結合晚期糖基化終產物而被發現[3]。其與多種配體結合后，進一步激活p21、ras、p38絲裂原活化蛋白激酶、核因子活化B細胞κ輕鏈增強子等下游細胞信號轉導途徑，引起細胞內氧化應激和炎癥反應等，與損傷反應學說有關,參與動脈粥樣硬化(atherosclerosis，As)的形成[4]。僅有胞外段的RAGE亞型，稱為可溶性RAGE(soluble RAGE,sRAGE)，可競爭性結合RAGE配體，但無法完成細胞內信號轉導，從而阻礙As的發生、發展，可能成為As相關疾病防治的新靶點[5]。就RAGE、sRAGE與T2DM心血管并發癥的關系作一綜述。

1RAGE及sRAGE的結構和來源

1992年，從胎牛肺內皮組織中RAGE被首次分離出來。人RAGE是細胞表面分子免疫球蛋白超家族中的成員之一，相對分子量為55 000，含404個氨基酸殘基。結構上分為胞外段、跨膜段和胞內段。胞外段為配體結合部位，由一個V型片段連接2個C型片段構成；跨膜段為一個疏水跨膜區，以一條短C端胞質尾連接胞內段；胞內段結合多種細胞內信號分子，向下游進一步傳導配體-RAGE信號[6]。RAGE在體內廣泛存在，其主要來源于上皮細胞、平滑肌細胞、炎性細胞、神經細胞等；RAGE在正常情況下表達很低，但在應激和損傷部位表達增加[7]。且配體與RAGE表達之間存在正反饋調節機制，其被認為是促進RAGE與其配體結合的致病作用。sRAGE為游離的可溶性片段，即RAGE的胞外段，不含跨膜段與胞內段，半衰期約為22 h。其來源可能有2種：①sRAGE在膜相關的金屬蛋白酶的介導下從全長RAGE上脫落，稱為裂解型RAGE；②sRAGE由RAGE信使核糖核酸選擇性剪接，形成RACE內分泌型變異體，被稱為內源性分泌型RAGE[8]。這兩種成分均可與RAGE競爭性結合RAGE配體，從而抑制RAGE介導的信號轉導及下游效應。

2RAGE、sRAGE在As中作用

AS是一種以脂質在動脈壁慢性沉積為特征的炎性增殖性疾病。以損傷反應學說[9]為基礎的內皮細胞損傷及內皮功能障礙是As發生和發展的主要機制。炎癥反應在As病變發生階段起根本作用，進一步導致巨噬細胞、T淋巴細胞浸潤及平滑肌細胞遷移增生，從而引發As的發生、發展，直至最終血栓形成。

RAGE在As發生發展中起重要作用[10]。RAGE結合晚期糖基化終產物或其他配體是引發As的一條重要的下游途徑。RAGE及其配體在人和鼠As模型的粥樣斑塊中高表達，特別是在病變處的內皮細胞、巨噬細胞和平滑肌細胞。炎性細胞激活后釋放多種RAGE配體(如S100蛋白)，與RAGE結合后進一步放大組織炎癥和損傷，炎性細胞因子、黏附分子和炎性趨化因子表達增加，并進一步誘導平滑肌細胞增生，導致As發生、發展。而小鼠RAGE基因敲除后炎癥反應減弱、內皮功能改善、As改善，從另一角度說明了RAGE促進As的作用。

Kim等[3]報道sRAGE與頸動脈中層厚度顯著負相關，說明低水平的sRAGE是As的危險因素。動物實驗表明，sRAGE有抗As的作用。Wendt等[11]報道，對載脂蛋白E基因敲除的T2DM小鼠腹腔注射sRAGE(100 μg/d)，3～6周后As面積顯著縮小；且sRAGE改善As不依賴血糖、血脂水平。sRAGE抗As的機制可能是其結合配體后，導致配體清除增加，相對地減弱了RAGE信號轉導，減輕了炎癥反應和氧化應激，進而阻止As進展[12]。

3RAGE、sRAGE與T2DM

T2DM是As進展和心腦血管事件發病率增加、嚴重程度增大的一個主要危險因素。T2DM伴隨的高血糖、高游離脂肪酸和胰島素抵抗等可激活血管病變的多種分子機制,包括RAGE激活、一氧化氮合成減少、炎癥反應和氧化應激反應增強等。RAGE在T2DM患者As斑塊處表達上調，并與其配體相互作用導致炎癥損傷和動脈硬化進展[13]。T2DM患者斑塊處RAGE的表達水平與糖化血紅蛋白水平呈正相關。T2DM患者RAGE積累、RAGE表達增加，其相互作用,可誘導一系列炎性因子(包括內皮素1、組織因子、腫瘤壞死因子α等)過度表達,進而增強血管炎癥反應，加速As進程，與T2DM患者血管并發癥有關。敲除RAGE基因后，T2DM小鼠As改善。阻斷T2DM小鼠RAGE與其配體結合可減弱T2DM引起的炎癥反應，并改善As[14]。以上表明T2DM促進As進展與配體-RAGE軸有關。

Tam等[15]發現，T2DM患者血sRAGE水平降低，而單核細胞表面RAGE表達增加。Bower等[16]研究發現,低水平的sRAGE是T2DM患者血管損傷的標志物。由此可以推斷T2DM患者低水平sRAGE的保護作用減弱。在載脂蛋白E基因缺陷小鼠給予鏈脲佐菌素呈現的1型糖尿病或繁殖成的db/db(胰島素抵抗型T2DM)小鼠中，應用sRAGE能抑制糖尿病加速的As。應用sRAGE可使小鼠As斑塊穩定性增加、斑塊面積減小,并使平滑肌細胞、單核巨噬細胞活性減弱。由此推斷，補充外源性sRAGE可抗As，起血管保護作用。對糖尿病小鼠應用純化鼠sRAGE使腫瘤壞死因子α、白細胞介素6 等的過度表達受到抑制，說明sRAGE抗As及保護血管的分子機制在于其抑制了糖尿病伴隨的增強的血管炎癥。

4RAGE、sRAGE與冠心病

心臟性猝死者的冠狀動脈斑塊中RAGE高表達，說明RAGE也參與冠狀動脈粥樣硬化。研究表明,冠心病患者血清sRAGE水平降低，并與冠心病發病風險負相關[13]。Kim等[3]認為，血漿低水平的sRAGE是冠心病發病的獨立危險因素。Basta 等[17]研究表明，冠狀動脈非鈣化性斑塊負荷與血清sRAGE水平呈負相關，提示早期As和斑塊進展均與低水平sRAGE相關。低水平sRAGE可作為衡量斑塊易損性的指標[4]。低水平sRAGE與穩定型心絞痛患者冠狀動脈病變復雜程度獨立相關，說明sRAGE水平與血管疾病的發病率及其病變程度呈負相關。

在大鼠急性心肌梗死(acute myocardial infarction,AMI)病灶周圍心肌細胞，RAGE表達明顯增加，配體-RAGE軸造成缺血/再灌注損傷。相較于假性對照，左冠狀動脈前降支梗死/再灌注模型，缺血30 min，再灌注48 h后RAGE表達顯著增加。Tekabe等[18]在大鼠AMI缺血/再灌注損傷模型中發現，RAGE免疫熒光主要集中在心肌壞死區。RAGE是心臟缺血/再灌注損傷活化通路的主要的上游調節點，配體-RAGE軸參與AMI的急性炎癥損傷。

Cai等[19]研究發現，急性冠狀動脈綜合征組sRAGE水平較穩定型心絞痛組升高。Basta等[20]研究顯示，非ST段抬高型心肌梗死組sRAGE顯著升高，且非ST段抬高型急性冠狀動脈綜合征組中sRAGE與肌鈣蛋白I呈正相關。Park等[1]研究表明，AMI患者sRAGE明顯升高，且與斑塊易損性獨立相關。由此推測，sRAGE水平與AMI嚴重程度呈正相關，并可作為AMI診斷的一個血清標志物。sRAGE水平可反映AMI預后。Raposeiras-Roubin等[21]研究表明，sRAGE可用于心肌危險分層，其升高明顯者住院期間猝死、再梗死、心力衰竭發生率較高，預后較差。Lu等[22]在雄性家豬活體AMI模型冠狀動脈內給予sRAGE或賦形劑，sRAGE組能改善梗死后左心室舒張末期容積、左心室收縮末期容積以及左心室射血分數，提示給予外源性sRAGE可以保護心肌，改善AMI預后。

5RAGE、sRAGE與T2DM合并冠心病

2005年“中國心臟調查”發現，3513例冠心病患者中糖尿病患病率為52.9%，糖調節受損者占24.0%，糖代謝異常總患病率高達76.0%[23]，可見，糖尿病與冠心病密切相關。T2DM最常見的大血管并發癥是冠心病。免疫細胞介導的炎癥是T2DM血管并發癥的核心機制[24]。通過實時定量聚合酶鏈反應檢測外周血單核細胞RAGE 信使RNA表達水平，結果表明，相對于健康對照組，T2DM患者中合并大血管并發癥的高8倍，無血管并發癥的高4倍[25]。動物實驗表明，糖尿病大鼠心肌細胞RAGE表達增加[26]。T2DM患者冠心病相關RAGE基因變異的風險顯著增加，其過度表達增強了斑塊處巨噬細胞炎癥反應和金屬基質蛋白酶的表達，T2DM患者RAGE轉錄激活可能為此基因遺傳缺陷所致，冠心病的發生與此有關[27]。sRAGE已被提議作為T2DM心血管疾病的一種潛在的有用的生物標志物[16]。sRAGE可能是一個負向預測冠心病指標。Peng等[28]研究表明，T2DM患者sRAGE下降，其低水平與冠心病的嚴重程度相關。給予重組sRAGE和RAGE基因敲除的T2DM小鼠可免受相關的血管損傷[29]，提示RAGE的活化是T2DM血管并發癥的關鍵調節點，而sRAGE可阻斷這個過程。

Cohen等[30]研究表明，與非糖尿病小鼠相比，糖尿病小鼠離體心臟再灌注損傷時RAGE表達明顯升高，損傷更重，阻斷RAGE配體或通過調節RAGE基因，可抑制缺血再灌注損傷。Liu等[31]研究表明，T2DM小鼠AMI時RAGE表達增強，腹腔注射sRAGE可減輕心肌缺血/再灌注損傷。由此推測，T2DM合并AMI時炎癥反應較重，RAGE表達增高，sRAGE有拮抗作用。而RAGE、sRAGE在人類T2DM合并AMI時如何表達，有待進一步研究。Ling等[32]研究發現，T2DM合并AMI患者心功能惡化、預后差。sRAGE水平是否與此有關，有待進一步研究。

6結語

當前，RAGE、sRAGE仍然是國內外醫學研究者關注的焦點。人們已經認識到配體RAGE、sRAGE在T2DM、冠心病等諸多領域的重要意義，并取得了很多富有成效的研究成果，但同時仍有許多未解之謎需要進一步研究。例如，AMI時sRAGE升高的確切機制尚不清楚；在動物實驗中給予sRAGE治療效果顯著，而在人體試驗中是否也能收到同樣的積極作用仍未可知；As、T2DM、冠心病的相關治療藥物對sRAGE水平有無確切影響及其機制如何等。這些問題都亟待解決。進一步闡明RAGE、sRAGE對T2DM及其心血管并發癥發生、發展的機制，對制訂相關疾病的預防控制策略有重要意義。

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摘要：晚期糖基化終產物受體(RAGE)是細胞表面分子免疫球蛋白超家族受體成員之一，作為一種細胞信號轉導受體，與多種配體結合后，激活多種細胞信號轉導通路，引起氧化應激和炎癥反應等，參與動脈粥樣硬化的形成，與2型糖尿病、冠狀動脈粥樣硬化性心臟病密切相關；可溶性RAGE是游離的RAGE胞外段，可與RAGE配體競爭性的結合，抑制RAGE介導的信號傳遞，拮抗配體-RAGE軸過度活化所致的生物學效應，起保護作用。

關鍵詞：2型糖尿病；晚期糖基化終產物受體；可溶性晚期糖基化終產物受體；冠心病；動脈粥樣硬化

The Association of RAGE,sRAGE and Cardiovascular Complications in Type 2 Diabetes MellitusLIPing-jing1,2,LILei2，YANGRong-li2.(1.XuzhouMedicalCollegeGraduateSchool，Xuzhou221006,China； 2.DepartmentofGeriatrics，AffiliatedHospitalofXuzhouMedicalCollege,Xuzhou221006,China)

Abstract:The receptor for advanced glycation endproducts(RAGE) is one of the cell surface molecules belonging to the immunoglobulin receptor superfamily.As a signal transduction cell receptor,it activates many cellular signal transduction pathways after binding a variety of ligands,and then causes oxidative stress and inflammation,which are involved in the formation of atherosclerosis,and closely related with type 2 diabetes mellitus and coronary heart disease.Soluble RAGE,which is the circulating extracellular domain of RAGE may competitively bind the ligands of RAGE,inhibiting the signal transduction mediated by RAGE,reverse the biological effects by the excessive activation of ligand-RAGE axis,playing a protective role.

Key words:Type 2 diabetes mellitus; Receptor for advanced glycation end products; Soluble receptor for advanced glycation end products; Coronary heart disease; Atherosclerosis

收稿日期：2014-10-13修回日期：2014-12-26編輯：相丹峰

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.15.035

中圖分類號：R587.1

文獻標識碼：A

文章編號：1006-2084(2015)15-2783-04