糖尿病腎病病人血漿FABP4水平變化及其與PTEN相關性的研究進展

張　麗，皇甫建，肖　瑞

1.內蒙古醫科大學第一附屬醫院(呼和浩特010050)；2.內蒙古醫科大學

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糖尿病腎病病人血漿FABP4水平變化及其與PTEN相關性的研究進展

張麗1，皇甫建1，肖瑞2

1.內蒙古醫科大學第一附屬醫院(呼和浩特010050)；2.內蒙古醫科大學

摘要：脂肪細胞型脂肪酸結合蛋白(FABP4)是脂肪酸結合蛋白家族中的一員，對調節糖脂代謝起重要作用，已經成為治療2型糖尿病(T2DM)及其并發癥的潛在靶標。第10號染色體缺失的磷酸酶和張力蛋白同源物基因(PTEN)為一種抑癌基因，可通過負性調控PI3K信號傳導途徑參與早期糖尿病腎病(DN)的發生、發展。本研究就糖尿病腎病病人血漿FABP4水平變化及其與PTEN的相關性研究進展作一簡要綜述。

關鍵詞：糖尿病腎病；脂肪細胞型脂肪酸結合蛋白；第10號染色體缺失的磷酸酶和張力蛋白同源物基因

脂肪細胞型脂肪酸結合蛋白(fatty acid-binding protein 4，FABP4)作為長鏈脂肪酸的胞質伴侶，對維持糖脂的體內平衡起著重要作用，與2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus，T2DM)及其并發癥的發生、發展密切相關。第10號染色體缺失的磷酸酶和張力蛋白同源物基因(phosphatase and tensin homology deleted on chromosome ten，PTEN)是人類發現的第一個具有雙特異磷酸化酶功能的抑癌基因，同時也是PI3K/Akt通路的負性調節因子，可能與T2DM病人早期腎功能損傷或早期糖尿病腎病(diabetic nephropathy，DN)的發生、發展存在相關性。 本研究就糖尿病腎病病人血漿FABP4水平變化及其與PTEN的相關性研究進展作一簡要綜述。

1FABP4生物學特性

人類脂肪細胞型脂肪酸結合蛋白(adipocyte fatty acid binding protein，A-FABP)，又稱 FABP4或ap2，其基因定位于8號染色體q21區域，長約7 kb，共編碼132個氨基酸，相對分子質量為14 588 D。其蛋白質的基本結構是由10個反向平行的β鏈和2個短α螺旋形成的β-折疊桶，以螺旋-卷曲-螺旋的結構域覆蓋于頂部，形成一個配體結合口袋，可與相應配體結合，如長鏈脂肪酸，對構象形成和配體轉移起著重要作用。FABP4主要廣泛表達于脂肪細胞和巨噬細胞，其他組織如小鼠的心、腎、小腸、肺組織及一些組織的微血管內皮細胞中也有表達[1]。并且嚙齒動物和人類之間FABP4的表達和調控有驚人的相似之處[1-2]。雖然傳統意義上FABP4是脂肪細胞胞漿蛋白(為成熟脂肪細胞最豐富的蛋白，可占到總蛋白的6%)，但在外周血中也可測得[3]。

體外實驗顯示，FABP4在脂肪細胞分化中過程被調節，它的mRNA被脂肪酸、細胞核激素受體、PPAR-γ激動劑、地塞米松、胰島素和肝臟X受體等轉錄調控[4]。此外，有研究認為FABP4是血管內皮生長因子的靶基因，可以調控內皮細胞的增殖[1]。也有研究發現，受損的內皮細胞在再生過程中可誘導FABP4表達[5]。而阿托伐他汀和二甲雙胍可以使FABP4表達減少[6]。

長期以來，FABP4作為脂肪細胞的特殊標志，是脂肪細胞、巨噬細胞和內皮細胞脂質運輸表達的伴侶和媒介，被認為是炎癥過程和其他代謝綜合征相關生物通路之間的一座橋梁。其主要功能是通過作為長鏈脂肪酸的胞質伴侶，結合和轉運細胞內的脂肪酸，對脂肪細胞脂肪酸的攝取、運載、儲存和釋放等起調節作用，參與機體的糖脂代謝平衡，且巨噬細胞中的FABP4還參與動脈粥樣硬化的形成[7]。

2PTEN生物學特性

第10號染色體缺失的磷酸酶和張力蛋白同源物基因是1997年Li等人在多種腫瘤研究中發現的10q23染色體特定區域丟失的雜合子，為迄今發現的唯一具有蛋白脂酶和磷酸酶雙特異活性的抑癌基因，含9個外顯子和8個內含子，全長200kb，mRNA長度為5 500bp。PTEN蛋白包括一個催化酶促作用的N端磷酸酶區域，一個和脂質結合的C2區域以及一個含50個氨基酸的C端區域，其中前兩者是其主要的功能區域。它通過復雜的信號轉導網絡(PI3K/Akt、FAK、MAPK、p53/MDM2、NF-κB)調控細胞周期，抑制細胞的生長、增殖、遷移和信號傳遞，促進細胞凋亡，抑制腫瘤轉移和血管形成，抑制心肌肥厚，抑制端粒酶活性，干擾糖代謝以及維持免疫系統穩定。

PTEN受多種因子的調節。首先，活性氧(ROS)對PTEN表達調控表現為雙重性[8]。中低濃度葡萄糖可使胰島素瘤細胞(INS-1)產生低濃度的ROS對PTEN基因轉錄起抑制作用，逆轉其對PI3K/AKT通路的負向調控作用而介導胰島素的分泌。這種抑制作用在一定濃度范圍內逐漸增強，但超過一定范圍后(如葡萄糖>11 mmol/L，H2O2>2 μmol/L)，則抑制PTEN表達和介導胰島素分泌的作用消失。其次，早期生長轉錄因子-1(EGR-1)、過氧化物酶體增殖物激活受體C(PPARC)和p53可直接與PTEN基因啟動子部位結合，誘導其轉錄活化[9]。此外，PTEN可能為AMPK的一個下游調節因子，AMPK激動劑二甲雙胍可誘導PTEN表達[10]。而核轉錄因子JB(NF-JB)、NEDD4-1、BMP、胰島素生長因子1(IGF-1)可抑制PTEN表達。

3FABP4與DN

糖尿病腎病為糖尿病最主要的微血管并發癥之一，是目前引起終末期腎病(end-stage renal disease，ESRD)的首要原因。一旦進入大量蛋白尿期后，則進展至ESRD的速度顯著增加，約為其他腎臟病變的14倍[11]。其發病機制未明，有研究指出T2DM病人早期血漿游離脂肪酸(free fatty acid，FFA)水平升高，與白蛋白結合，在腎臟沉積，造成腎小球及腎小管的損害，即所謂的“脂毒性”[12]是DN發生的重要機制。氧化的低密度脂蛋白和游離脂肪酸在T2DM中對腎小球和腎小管間質損傷有著重要的作用[13]。并且在DN病人的尿液中FFA水平升高，而升高的FFA加重了腎小管的損傷[14]。而作為FFA分子伴侶的FABP4，增加了FFA的可溶性[4，15]，并促進其轉運至腎小球系膜細胞，促使細胞凋亡，由此多數研究者考慮FABP4在DN的發生、發展過程中可起一定作用。

研究顯示，血清FABP4水平在T2DM或早期DN病人中增高，其與肌酐、尿白蛋白排泄率(AER)正相關，與GRF負相關[16-18]。DN病人血清FABP4水平升高的原因主要考慮有三方面：①FABP4是低分子量蛋白，通常經過腎臟選擇功能在血漿中積聚，其濃度主要與腎臟清除率有關。研究顯示，在長期進行透析[19]或非糖尿病[20]的ESRD病人中血漿FABP4水平升高，因此FABP4也許受腎小球濾過和腎小管重吸收功能影響，腎臟濾過機制功能小的改變可能降低FABP4濾過率或增加其重吸收而導致其血漿濃度上升。②FABP4在人腎臟毛細血管和小靜脈內皮細胞均有表達[1]，其在外周血中表達增加是否提示其參與了腎臟血管的損傷機制，尚有待進一步研究。③其在外周血中表達增加也許源于腎臟巨噬細胞激活而產出增高。FABP4在巨噬細胞高表達，在DN和腎損害進程中巨噬細胞在腎臟積聚增加，在這種病理情況下，同時許多炎癥刺激又能誘導巨噬細胞FABP4的表達。

目前，FABP4介導糖尿病病人腎損害的機制尚不十分清楚，相關研究有三方面：①可能與內質網應激(ERS)有關。ERS誘發的腎臟固有細胞凋亡在DN的發展中發揮著重要的作用，而DN中又存在諸多可誘發ERS的因素，如高血糖、氧化應激、脂質代謝紊亂等，兩者可能存在相互促進作用。研究顯示，系膜細胞在DN發病過程中發揮著重要的作用[21]，而系膜細胞中 FABP4可能作為一個誘發因素激活細胞內的ERS，并且在糖尿病大鼠和腎臟病病人的腎臟中均發現存在ERS[22]。②有研究顯示，C反應蛋白(CRP)對DN可能存在一定作用[23]。Simón等[24]研究發現非糖尿病病態肥胖女性，循環FABP4與CRP不相關。但有研究顯示，妊娠糖尿病病人中二者相關[25]；在DN病人中血漿FABP4與高敏C反應蛋白(hsCRP)正相關[18]，提示FABP4可能是通過直接或間接相關C反應蛋白(CRP)機制促進DN發展。③FABP4是炎癥的關鍵調節因子，腎臟巨噬細胞聚集和FABP4在巨噬細胞的表達增強可能加重局部炎癥，促進DN發展。

4PTEN與DN

有研究顯示[8]，PTEN蛋白在高糖培養的系膜細胞較低糖培養的系膜細胞表達顯著增高，并且在db/db糖尿病腎病小鼠較db/m對照小鼠其表達也顯著升高，提示PTEN與DN相關。多數研究表明，PTEN可以抑制高糖誘導的系膜細胞肥大、腎小管上皮細胞分化、脂質沉積、腎間質纖維化。其機制多考慮為PTEN通過負性調控PI3K信號通路參與早期DN的發生、發展。進一步在足細胞中的研究發現，PTEN的表達在高糖刺激后短暫性增高后又逐漸下降，提示早期PTEN反應性增高可能是對足細胞受外界刺激的保護作用，但是隨著刺激時間延長，PI3K/Akt 通路不斷激活，這種保護作用變得越來越弱[26]。Mahimainathan等[27]也發現系膜細胞中PTEN的蛋白表達在高糖刺激48 h后明顯比正常對照組低，這說明可能長時間高糖刺激引起PI3K/Akt信號通路過度激活，超出了PTEN的抵抗能力而導致細胞損傷。此外，有發現miR-21通過靶向PTEN/PI3K信號傳導通路調控DN小鼠腎小球增生并延緩蛋白尿的出現[8]。

5FABP4與PTEN

有研究顯示，PTEN 與FABP4在分化的脂肪細胞中均有表達，且兩者在脂質代謝和脂肪細胞分化調節過程中存在相互作用[28]。有學者通過免疫共沉淀和凝膠過濾法測出FABP4與PTEN在3T3-L1細胞中有結合體形成，結合體的KD值在2.8 μmol左右[28]。在肝細胞[29]和角質細胞[30]中PTEN缺失可誘導FABP4表達，提示PTEN在轉錄水平上對FABP4表達的調節有重要作用。有臨床研究顯示，T2DM病人及妊娠糖尿病病人外周血中FABP4與PTEN的濃度水平均呈正相關，從臨床方面證實FABP4與PTEN之間有可能存在著相互聯系[31-32]。此外，PI3K-Akt通路是胰島素的主要信號通路，PTEN是該通路的一個重要負性調控因子，有研究顯示，外源性FABP4可抑制胰島素信號通路中的IRS1和Akt活性，而對該通路具有調節作用[33]，但FABP4與PTEN如何共同參與糖代謝的調節機制尚不清楚，還有待進一步研究探討。

綜上所述，FABP4和PTEN在2型糖尿病及糖尿病腎病發生中起重要作用，有望成為新的早期診斷指標及治療靶點。

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(本文編輯郭懷印)

(收稿日期：2015-10-12)

中圖分類號：R587.1R255.1

文獻標識碼：A

doi：10．3969/j．issn．1672-1349．2016．06．015

文章編號：1672-1349(2016)06-0606-04

通訊作者：皇甫建，E-mail：445051515@qq.com