半乳凝素-3在糖尿病肝病中的作用及免疫學機制

要建超

(南陽醫學高等專科學校基礎醫學部，河南　南陽　473061)

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半乳凝素-3在糖尿病肝病中的作用及免疫學機制

要建超

(南陽醫學高等專科學校基礎醫學部，河南南陽473061)

〔摘要〕目的探討半乳凝素(Gal)-3在糖尿病肝病(DLD)中的作用及其免疫機制。方法選取2010年1月至2014年12月該校附屬醫院入院患者105例，其中無糖尿病肝外科患者15例作為對照組，僅有糖尿病患者30例為糖尿病組，僅有非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)患者30例為肝病組，DLD患者30例為并發癥組。采用病理切片方式觀察肝細胞形態學改變，檢測空腹血糖(GLU)、糖化血紅蛋白(HbA1c)、谷草轉氨酶(AST)水平、血清Gal-3濃度及細胞因子濃度水平。結果并發癥組及肝病組肝細胞出現彌散的大小不一的脂肪空泡；并發癥組GLU、HbA1c及AST水平及Gal-3濃度與對照組比較有顯著的升高(P<0.01)。并發癥組的白細胞介素(IL)-2、腫瘤壞死因子(TNF)-α及干擾素(INF)-γ濃度升高，IL-4、IL-5及IL-10濃度降低，與對照組比較差異顯著(P<0.01)。結論Gal-3參與了糖尿病性肝病的發生。

〔關鍵詞〕糖尿病；肝損害；糖尿病性肝病；半乳凝素-3；免疫調節

第一作者：要建超(1974-)，男，講師，主要從事常規病理、免疫組化病理及分子病理方面的研究。

糖尿病肝病(DLD)是糖尿病引起肝組織學和功能改變的病變。糖尿病患者微血管病變及微循環障礙，可引起肝細胞內二氧化碳蓄積、酸中毒、氧供減少、氧消耗增加〔1〕，使肝細胞磷酸化能力降低，活性增加，膽紅素代謝紊亂，而發生肝損傷。糖尿病引起肝臟病變最常見的為非酒精性脂肪肝病(NAFLD)，但發生機制尚未明確。半乳凝素(Gal)-3〔2〕是一個可與細胞內糖蛋白、細胞表面分子和細胞外基質相互作用的細胞內和細胞外凝集素，其基因位于染色體1p13及14q21-22，由CRD與一個膠原蛋白重復結構域融合而成，與多種疾病密切相關〔3〕。本研究探討Gal-3在DLD中的作用及其免疫機制。

1材料與方法

1.1一般資料收取2010年1月至2014年12月我校附屬醫院入院患者105例，年齡35~78〔平均(45.3±12.8)〕歲，男62例，女43例。其中無糖尿病肝外科患者15例(其中肝血管瘤8例，肝囊腫4例，肝外傷3例)作為對照組；僅有糖尿病患者30例為糖尿病組；僅有NAFLD患者30例為肝病組；DLD患者30例為并發癥組。患者均簽署知情同意書。

1.2診斷標準糖尿病診斷采用WHO1999年診斷標準〔4〕，NAFLD診斷標準采用2006年中華醫學會關于NAFLD診斷標準中的影像學診斷標準〔5〕，DLD診斷標準〔6〕：①肝病的已確診有糖尿病；②有肝功能異常或肝臟腫大，排除其他肝病及各種原因引起的肝病；③糖尿病病情得到控制時，肝功能恢復正常和(或)肝臟迅速縮小。

1.3組織形態學觀察通過肝穿刺活檢或外科手術收集各組患者肝臟樣本進行常規固定包埋后進行蘇木素-伊紅(HE)染色，制備成病理切片，光學顯微鏡觀察大體結構；

1.4檢測指標患者入院后當天或次日清晨采集10 ml靜脈血，其中1/3分離血清使用酶聯免疫吸附(ELISA)(Sigma，USA)方法檢測Gal-3水平；1/3血漿進行生化指標〔空腹血糖(GLU)、糖化血紅蛋白(HbA1c)、谷草轉氨酶(AST)〕的檢測；剩下1/3提取血漿使用Luminex(Millipore，USA)檢測白細胞介素(IL)-2、IL-4、IL-5、IL-10、腫瘤壞死因子(TNF)-α及γ-干擾素(IFN-γ)水平。

1.5統計學方法采用SPSS16.0軟件進行t檢驗、方差分析。

2結果

2.1各組血生化指標檢查結果糖尿病組與并發癥組GLU和HbA1c水平較其余兩組顯著升高(P<0.01，P<0.05)，且并發癥組GLU水平升高最明顯，與糖尿病組比較有統計學差異(P<0.05)。肝病組及并發癥組AST較其余兩組顯著升高(P<0.01)，且并發癥組AST高于肝病組(P<0.05)。見表1。

表1　各組受試患者的一般臨床資料±s)

與糖尿病組比較：1)P<0.05；與肝病組比較：2)P<0.05

2.2各組患者肝臟形態學的改變光鏡下的肝病組及并發癥組可見干細胞脂肪變性，胞質中出現彌散性分布的大小不等的脂肪空泡，局部有間質纖維增生；對照組及糖尿病組均未見有脂肪變性的發生。見圖1。

2.3各組患者血清Gal-3濃度比較對照組、糖尿病組、肝病組及并發癥組Gal-3濃度分別為(4.88±0.47)、(6.54±1.62)、(8.17±3.32)、(10.11±5.47)ng/ml。糖尿病組、肝病組及并發癥組的Gal-3濃度較對照組均顯著升高(P<0.01)，并發癥組Gal-3濃度與糖尿病或肝病組比較均有統計學差異(P<0.05)。

2.4各組患者炎性因子血漿濃度糖尿病組、肝病組及并發癥組的血漿IL-2、TNF-α及INF-γ濃度較對照組均顯著升高(P<0.01)，其中并發癥組升高最為明顯，與糖尿病組或肝病組比較也有統計學差異(P<0.05)；糖尿病組、肝病組及并發癥組的血漿IL-4、IL-5及IL-10濃度較對照組均降低(P<0.01)。見圖2。

與對照組比較:1)P<0.01；與糖尿病或肝病組比較:2)P<0.01圖2　各種炎性因子血漿濃度的變化

3討論

生理情況下，肝臟可以通過滅活血糖素、生長激素等的血漿濃度，增強糖原合成酶、葡萄糖激酶而加速外周葡萄糖的合成及轉化，從而抑制血糖的升高，因而肝臟在調節血糖中起著重要的作用。然而，糖尿病的肝損害是其發展到中晚期常見的慢性并發癥，其主要是通過多種途徑對肝臟進行破壞：(1)高血糖，糖尿病患者長期的血糖過高，導致肝糖原合成增多并儲積于肝臟，從而導致干細胞代謝障礙、細胞腫脹；(2)胰島素抵抗，在糖尿病病程中出現的胰島素抵抗會造成肝細胞脂肪沉積繼而發生脂肪樣變，從而損害肝臟功能；(3)高脂血癥，當糖尿病患者機體對糖利用發生障礙是，大量脂肪被調動起來，其中大部分以脂肪酸的形式進入到肝臟，當脂肪酸進入的量超出肝氧化及合成能力時，多余的脂肪在肝臟內沉積下來，最終造成肝細胞的脂肪樣變，形成非酒精性脂肪肝。本研究結果均較單純糖尿病患者高，同時其谷草轉氨酶血清水平也較單純。推測當糖尿病導致肝臟損害后，致使調節血糖功能下降，更進一步促使血糖升高，糖尿病的發展。

Gal-3是一種半乳糖苷結合蛋白，研究顯示，Gal-3能表現出調節凋亡、免疫應答、介導炎癥反應及降解晚期糖基終產物(AGEs)等生物學效應〔7〕。本研究結果提示AGEs在糖尿病、動脈粥樣硬化發生中有著極強的促炎效應〔8〕，Gal-3為AGEs的受體之一，兩者形成復合物而令AGEs降解而起到保護細胞作用。當糖尿病發展到中晚期時產生的AGEs相應也增加，并且超過了Gal-3增加的數量而導致不能完全形成AGEs-Gal-3復合物，游離狀態的AGEs增加，誘發炎癥反應的發生，最終導致肝功能損害，更進一步減弱AGEs的降解能力。有研究表明，Gal-3為巨噬細胞的表面標志之一，內臟脂肪的巨噬細胞參與了NAFLD及胰島素抵抗的發生，因而提示Gal-3與DLD有相應的聯系。而Nomoto等〔9〕采用Gal-3(-/-)小鼠，喂養6個月后能復制出類似于人類NAFLD的病理學特征動物模型也證實了上述觀點。

本文IL-2、TNF-α及INF-γ為Th1細胞分泌的細胞因子，可介導細胞免疫、誘發炎癥反應及抗腫瘤免疫的作用〔10〕；IL-4、IL-5及IL-10為Th2細胞分泌的細胞因子，主要介導體液免疫，抑制炎癥及促腫瘤發生的作用〔11〕。生理狀況下，Th1/Th2細胞有著相互抑制及轉化從而維持著動態平衡狀態。當DLD發生時，不能被及時降解的AGEs促使Th1/Th2平衡向Th1方向傾斜，Th1反應增強，促使炎癥反應的發生及維持機體的炎癥持續狀態，加重DLD的肝損害。

4參考文獻

1Yatsuji S，Hashimoto E.Natural history of Japanese patiemts with non-alcoholic fatty liver disease(NAFLD)，especially non-alcoholic steatohepatitis(NASH)patients with hepatocellular carcinoma(HCC)〔J〕.Nippon Rinsho，2010；64(6)：1173-9.

2Liu FT，Hsu DK.The role of galectin-3 in promotion of the inflammatory response〔J〕.Drug News Perspect，2007；20(7)：455-60.

3Yang RY，Rabinovich GA，Liu FT.Galectins：structure，function and therapeutic potentia〔J〕.Exp Rev Mol Med，2008；10(1)：e17.

4錢榮立.關于糖尿病的新診斷標準與分型〔J〕.中國糖尿病雜志，2000；8(1)：5-6.

5中華醫學會肝臟病學分會脂肪肝和酒精性脂肪肝病學組.非酒精性脂肪肝病診療指南〔J〕.中華肝臟病雜志，2006；14(3)：161-3.

6胡紹文，郭瑞林，童光煥.實用糖尿病學〔M〕.北京：人民軍醫出版社，2003：377.

7張凱，張立婷，魯明霞，等.病毒性肝病抗病毒治療期間新發肝癌7例臨床分析〔J〕.現代生物醫學進展，2014；14(33)：6493-5.

8Iacobini C，Menini S，Oddi G，etal.Galectin-3/AGE-receptor 3 knockout mice show accelerated AGE-induced glomerular injury：evidence for a protective role of galectin-3 as an AGE receptor〔J〕.FASEB J，2004；18(14)：1773-5.

9Nomoto K，Tsuneyama K，Abdel-Aziz HO，etal.Disrupted galectin-3 causes non-alcoholic fatty liver disease in male mice〔J〕.J Pathol，2006；210(4)：469-77.

10Yamazaki K，Yano T，Kameyama T，etal.Clinical significance of serum TH1 /TH2 cytokines in patients with pulmonary adenocarcinoma〔J〕.Surgery，2002；131(1)：S236-41.

11Tai N，Yasuda H，Xiang Y，etal.IL-10-conditioned dendritic cells prevent autoimmune diabetes in NOD and humanized HLA-DQ8/RIP-B7.1 mice〔J〕.Clin Immunol，2011；139(3)：336-49.

〔2015-06-22修回〕

(編輯袁左鳴)

〔中圖分類號〕R587

〔文獻標識碼〕A

〔文章編號〕1005-9202(2016)04-0886-02；doi：10.3969/j.issn.1005-9202.2016.04.054