胰高血糖素樣肽-1對糖尿病周圍神經病變的影響

萬麗娟，陳明衛

(安徽醫科大學第一附屬醫院內分泌科，安徽 合肥　230022)

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◇綜述◇

胰高血糖素樣肽-1對糖尿病周圍神經病變的影響

萬麗娟，陳明衛

(安徽醫科大學第一附屬醫院內分泌科，安徽 合肥230022)

胰高血糖素樣肽-1(GLP-1)是腸道因進食而分泌的一類促胰島素分泌肽，主要通過作用于GLP-1受體，激活多種信號通路而對神經系統發揮影響，主要包括加快神經傳導速度，增加神經軸突的數量，為神經細胞直接提供營養因子，抑制神經細胞凋亡，拮抗氧化應激等作用。GLP-1及其受體激動劑可通過多種不同的途徑改善糖尿病周圍神經病變的癥狀，為糖尿病周圍神經病變的治療提供新的方法。

糖尿病神經病變;胰高血糖素樣肽1

胰高血糖素樣肽-1(Glucagon-like peptide-1,GLP-1)是腸道L細胞分泌的一種腸促胰島素，主要通過作用于GLP-1受體來發揮作用。糖尿病患者因葡萄糖氧化受抑制，微血管受損等致神經細胞缺血缺氧，最終發生糖尿病周圍神經病變(Diabetic peripheral neuropathy,DPN)[1]。DPN是糖尿病常見的并發癥之一，主要表現為慢性遠端對稱性運動、感覺障礙，給糖尿病患者帶來極大的危害，目前尚無特別有效的治療方法。近年來有大量研究報道了GLP-1及其受體激動劑可通過多種不同的途徑對DPN起到一定的積極作用，本文主要介紹GLP-1改善DPN的作用機制，為DPN的治療提供新的研究方向。

1　DPN的治療

DPN的發病機制極其復雜，持續的高血糖和低血糖以及血糖波動均是導致DPN發生的重要機制之一[2-3]，超重/肥胖、血脂異常也是導致DPN發生及發展的一個重要危險因素，血脂代謝紊亂明顯加快了DPN的發生和進展，氧化應激反應增強和抗氧化應激防御反應減弱是導致DPN發生的又一個重要因素[4-5]。有相關文獻報道強化血糖控制對預防1型DPN的發生至關重要，然而并不能完全阻止或延緩DPN的進展[6]，目前臨床上對DPN的治療主要是通過戒煙，控制血糖、血脂、血壓、體重等代謝因素，營養神經，應用抗氧化劑以及醛糖還原酶抑制劑等綜合性方法。但總體治療效果并不盡如人意，這可能與DPN復雜的發病機制有關。

2　GLP-1及GLP-1受體激動劑

GLP-1是回腸、結腸L細胞分泌的一種腸促胰素，依賴葡萄糖濃度促進胰島素分泌，抑制胰高血糖素釋放，延緩胃排空，抑制食物攝取和肝糖原輸出，還可保護胰島β細胞損傷[7]，加強胰島β細胞功能[8]，促進胰島素基因轉錄及胰島素的合成[9]，在有效降低血糖的同時，又不易發生低血糖[10]和增加體重[11]的風險。GLP-1受體廣泛分布于坐骨神經感覺神經元、皮膚感覺神經元、迷走神經傳入神經等周圍神經系統中。GLP-1通過作用于GLP-1受體來發揮作用。但是人體生理性的GLP-1半衰期較短，極易被二肽基肽酶IV(Dipeptide peptidase 4，DPP-4)分解。DPP-4抑制劑以及GLP-1受體激動劑通過延長體內GLP-1的半衰期，延緩GLP-1的降解，提高GLP-1的作用時間，達到降低血糖等功效。GLP-1受體激動劑還具有調節脂質代謝[12]，拮抗氧化應激[13]，減輕體重[14]等作用。因此GLP-1及其受體激動劑可通過改善DPN的危險因素而對DPN的防治產生間接效應。近年來多項研究發現GLP-1受體激動劑對周圍神經也具有直接的保護和營養作用，這將為未來DPN的防治提供新的方法和手段。

3　GLP-1受體激動劑與DPN的動物實驗研究

在很多糖尿病動物模型中，GLP-1類似物及其受體激動劑對糖尿病周圍神經病變的作用被證實，這些研究均表明GLP-1類似物及其受體激動劑是通過直接作用于神經細胞中GLP-1受體或提高其GLP-1受體的表達來發揮一系列作用的，并且與血糖水平無關。

GLP-1受體廣泛分布于糖尿病和非糖尿病小鼠的背根節感覺神經元[15-16]，同時也存在于糖尿病大鼠的皮膚和坐骨神經施萬細胞[17-18],運動神經傳導速度的減慢有可能是由于軸突萎縮，高糖代謝應激或失去神經營養作用所致[9]，GLP-1或GLP-1受體激動劑可通過修復軸突損傷或提供營養給神經細胞從而加快神經傳導速度，進而緩解DPN的進展。Perry等[19]研究發現GLP-1及GLP-1受體激動劑艾塞那肽可直接提供營養給神經纖維絲蛋白，維持坐骨神經軸突形態學的完整性，對于因維生素B6堆積所致的周圍感覺神經損傷具有保護作用。Kan等[15]在1型糖尿病小鼠模型中發現艾塞那肽可作為營養因子，直接提供營養給感覺神經元或加強其對內生性營養因子的敏感性，促進神經軸突生長，從而改善感覺神經電生理和行為感覺缺失，提高感覺神經傳導速度，但是對運動神經傳導速度沒有多大作用；在2型糖尿病小鼠模型中，艾塞那肽的上述效應呈現差異改變，表現出對感覺神經電生理異常、行為感覺和表皮軸突缺失沒有多大改善作用，對感覺神經傳導速度也沒有明顯影響，但可以提高運動神經傳導速度。盡管如此，上述研究發現均提示GLP-1受體激動劑對DPN具有顯著的積極作用。同樣，Himeno等[16]也通過建立糖尿病周圍神經病變小鼠模型，使用艾塞那肽治療4周，發現小鼠運動神經傳導速度和感覺神經傳導速度均較前加快，表皮神經纖維密度增大，同時感覺功能也有所恢復，但血糖和糖化血紅蛋白水平沒有明顯變化，坐骨神經血流量也沒有增多，由此表明艾塞那肽緩解DPN的進展與血糖和血流動力學的作用無關，很大可能是通過GLP-1受體直接作用于背根節神經元及其軸突，促進背根節神經元軸突生長，改善神經軸突受損。 Han等[20]通過對一組STZ誘導的糖尿病大鼠實施Roux-en-Y胃旁路術(RYGB)后發現，實施RYGB的糖尿病大鼠周圍神經病變癥狀可能有所改善，而且實施RYGB的糖尿病大鼠體內GLP-1水平比沒有實施RYGB的大鼠GLP-1高，推測RYGB對糖尿病大鼠周圍神經病變的作用可能是通過GLP-1來實現的，這可能間接表示了GLP-1對DPN有積極的治療作用。

文獻報道GLP-1受體激動劑則是通過提高糖尿病大鼠神經組織中的GLP-1受體水平，從而保護坐骨神經大運動神經纖維功能和小C纖維結構，這種作用與血糖和胰島素水平沒有太大的關聯，可能是對代謝紊亂所起的一種保護作用[9]。Liu等[17]通過糖尿病大鼠實驗研究發現長期的高血糖導致糖尿病大鼠模型中GLP-1受體表達減少，艾塞那肽可增加GLP-1受體的表達，同時也可保護施萬細胞，減少神經纖維絲蛋白凋亡和表皮神經纖維缺失，而施萬細胞和神經纖維絲蛋白都可以提供營養因子給周圍神經細胞，促進神經元軸突和有髓神經纖維再生，改善軸突。另一項研究同樣表明艾塞那肽可作用于坐骨神經GLP-1受體活化施萬細胞，促進周圍神經再生及其功能的恢復[18]。

4　GLP-1對糖尿病周圍神經病變的直接作用機制

4.1GLP-1激活PI3K信號通路糖尿病患者并發周圍神經病變時神經生長因子(Nerve growth factor,NGF)合成明顯減少，而神經元的生長有賴于NGF的支持，因此，誘導NGF的合成可抑制神經細胞凋亡、促進神經元的恢復以及加強神經元功能，從而改善糖尿病周圍神經的功能[21]，使用外源性NGF可維持感覺神經生長、發育及功能，從而減緩糖尿病小鼠神經病變的進展[22]。PC12細胞來自成年大鼠腎上腺髓質的嗜鉻細胞瘤系，NGF可誘導其增生和分化為神經細胞，因此當NGF減少時，PC12細胞及交感神經元大量減少。GLP-1可抑制因NGF減少而導致的PC12細胞及交感神經元的減少和死亡，并且能夠維持神經元的形態，因此對神經細胞具有保護作用。GLP-1這種保護作用是通過與GLP-1受體結合后，激活絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)和胞內磷脂酰肌醇3激酶(phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K)通路來達到抑制促凋亡蛋白Bim表達而實現的[23]。同樣，Luciani等[24]在一項研究中也有類似發現，該項研究發現SH-SY5Y神經母細胞瘤細胞中表達GLP-1受體，使用GLP-1受體激動劑艾塞那肽干預SH-SY5Y神經母細胞瘤細胞后，該細胞神經軸突和神經元的數量明顯增加，表明艾塞那肽可通過增加神經軸突的數量誘導SH-SY5Y神經母細胞瘤細胞分化，進一步研究發現艾塞那肽誘導人類神經細胞分化可能與PI3K通路有關。Tsukamoto等[25]研究發現胰島素和GLP-1均是通過激活PI3K和MAPK通路來發揮作用，當胰島素缺乏時，胰島素樣生長因子1(insulin-like growth factor 1，IGF-1)和酪氨酸激酶(tyrosine kinase，TrkA)表達減少，同時軸突的再生也受到抑制，而GLP-1受體激動劑可能正好彌補了活化的胰島素受體缺乏這一現象，通過激活PI3K/Akt信號通路滅活RhoA，RhoA對于周圍神經系統是一種生長抑制物，它作用于PC12細胞抑制其分化為神經細胞，同時GLP-1受體激動劑也可通過激活該通路減少過氧化物堆積所致的PC12細胞損傷，該研究表明艾塞那肽可通過PI3K通路滅活RhoA來發揮神經營養和神經元保護效應。

4.2GLP-1激活cAMP/PKA/CREB通路GLP-1作用于GLP-1受體，激活腺苷酸環化酶產生環磷酸腺苷(Cyclic Adenosine monophosphate，cAMP)，隨后磷酸化激酶A(protein kinase A，PKA)使其激活，繼而活化cAMP反應元件結合蛋白(cAMP response element-binding protein,CREB)，CREB是一種核轉錄因子，該因子與神經元的存活和功能有關。研究發現[26]，糖基化終產物通過減少大鼠星形膠質細胞內cAMP水平，降低PKA活性和水平以及CREB 磷酸化作用，從而產生一系列不良效應，如活性氧簇產生，TNF-α和IL-1β等炎性細胞因子釋放，細胞凋亡蛋白酶激活以及星形膠質細胞死亡等，而GLP-1類似物利拉魯肽可減少TNF-α和IL-1β產生，還可減少糖基化終產物導致的活性氧簇堆積從而拮抗氧化應激作用，同時還可修復凋亡的神經細胞。進一步研究發現這些有益作用可被腺苷酸環化酶抑制劑SQ22536或PKA抑制劑RP-CAMP所拮抗，提示GLP-1受體激動劑對神經元具有營養和保護作用，并且通過調節CAMP/PKA/CRE通路活性來發揮效應。而在Velmuruga等[27]的研究中也證實了GLP-1可通過活化CREB來保護神經前體細胞。McClean等[28]也發現利拉魯肽可通過GLP-1受體依賴機制減少IL-6，IL-12 p70和IL-1β產生。另一項糖尿病大鼠模型實驗[17]也表明cAMP具有抗神經細胞凋亡，拮抗氧化應激，提供神經營養的作用。cAMP減少時坐骨神經細胞Na+-K+-ATP酶活性降低，最終導致DPN的發生，艾塞那肽可通過活化GLP-1受體增加cAMP水平，進而通過cAMP/PKA通路緩解DPN大鼠的皮膚神經纖維損傷和坐骨神經的形態和功能異常，還可通過調節因Na+-K+-ATP酶可逆性缺失導致的代謝紊亂，保護周圍神經。

4.3GLP-1激活ERK信號通路ERK是一類絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，可將細胞外刺激因子轉換為細胞內轉錄調節因子，從而有利于細胞的生存、生長、分化和形態學的維持。當GLP-1受體激動劑作用于胰島細胞、皮膚細胞，PC12細胞時，ERK信號通路就被激活，ERK1/2水平提高，并且發生磷酸化作用，從而對神經細胞發揮一系列作用。GLP-1受體激動劑同時也可加快運動神經傳導速度，防止表皮神經纖維缺失，從而保護糖尿病大鼠坐骨神經，但是目前還缺乏足夠的證據證明運動神經傳導速度的加快是由于ERK信號通路的激活而引起的[9]。

5　臨床試驗

盡管艾塞那肽在糖尿病動物模型中對糖尿病周圍神經病變的改善作用得到證實，但其臨床治療效果尚無定論。Barros等[29]在一項臨床試驗中挑選20例糖尿病診斷尚不超過6個月的患者，這些患者雖然沒有明確的神經病變的臨床癥狀，但已有神經傳導速度減慢，使用DPP-4抑制劑西格列汀治療3個月后，患者體內活化的GLP-1數量明顯增多，神經傳導速度也明顯較治療前加快。表明GLP-1對神經系統具有積極的臨床意義。最近，Jaiswal等[30]對22例2型糖尿病患者伴有明確DPN，連續使用艾塞那肽治療18個月，結果發現糖尿病患者DPN的癥狀并未得到明顯改善，患者的生活質量也沒有顯著提高，該項研究并沒有發現GLP-1受體激動劑對DPN患者有太大的益處。這可能與病例數量較少，且艾塞那肽治療時間太短有關。

DPN已經成為糖尿病最常見的并發癥之一，嚴重影響了患者的生活質量，目前還沒有特別有效的方法。GLP-1受體激動劑作為一種新型的促胰島素分泌藥物，已在很多動物實驗中證實了其對DPN的積極作用，但目前尚缺乏確切的臨床研究結果來證實這類藥物對DPN的療效，其對DPN的具體作用機制還有待進一步的研究，同時這類藥物的長期治療不良反應還需更深入地研究。

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Effect of glucagon-like peptide-1 on diabetic peripheral neuropathy

WAN Lijuan,CHEN Mingwei

(DepartmentofEndocrinology,TheFirstAffiliatedHospitalofAnhuiMedicalUniversity,Hefei,Anhui230022,China)

Glucagon-like peptide-1 is a kind of insulin secreting peptide secreted by intestine L cells during eating,which plays a role for the nervous system mainly acting on GLP-1 receptor to activate multiple signaling pathways.It mainly includes such roles as speeding up the nerve conduction velocity,increasing the number of nerve axons,providing nutritional factor directly to neurons,inhibiting neuron apoptosis,and resisting oxidative stress.Glucose-like peptide-1 and glucagon-like peptide-1 receptor agonist can improve the symptoms of diabetic peripheral neuropathy through several different ways,which provides a new method for the therapy of diabetic peripheral neuropathy.

Diabetic neuropathies;Glucagon-like peptide 1

萬麗娟，女，碩士研究生

陳明衛，男，主任醫師，碩士生導師，研究方向：糖尿病防治，E-mail:chmw1@163.com

10.3969/j.issn.1009-6469.2016.09.001

2016-03-07，

2016-05-09)