GDM 患者脂肪組織中HMGB1 表達(dá)與產(chǎn)后糖代謝異常的關(guān)系

葛迎春，楊 斌，吉冬梅

（海安市中醫(yī)院婦產(chǎn)科，江蘇 海安 226600）

妊娠期糖尿病（gestational diabetes mellitus，GDM）是指妊娠期首次發(fā)生的糖尿病及糖耐量異常，不僅直接威脅孕婦及胎兒健康，還會(huì)增加孕婦產(chǎn)后遠(yuǎn)期發(fā)生糖代謝異常及心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)[1-2]。目前研究認(rèn)為，胰島素抵抗是與GDM 發(fā)病密切相關(guān)的病理生理機(jī)制，胎盤和脂肪是重要的內(nèi)分泌組織，能夠合成多種細(xì)胞因子、激素等并在孕期母體的胰島素抵抗發(fā)揮重要作用。胎盤在分娩后離開母體，而脂肪組織仍繼續(xù)存在并發(fā)揮內(nèi)分泌功能，能夠持續(xù)分泌細(xì)胞因子、激素等并影響胰島素敏感性，最終可能引起產(chǎn)后遠(yuǎn)期糖代謝異常的發(fā)生。但脂肪組織在GDM 患者產(chǎn)后糖代謝異常中的作用尚未見報(bào)道。

高遷移率族蛋白B1（high mobility group box 1，HMGB1）是一種重要的炎癥細(xì)胞因子，有研究報(bào)道GDM 和2 型糖尿病患者血清中HMGB1 的含量均明顯升高且與胰島素抵抗程度相關(guān)[3-4]，提示HMGB1的過(guò)度分泌可能參與了胰島素抵抗的發(fā)生，并且與GDM 和2 型糖尿病的發(fā)病有關(guān)。脂肪組織能夠大量表達(dá)并分泌HMGB1，為了闡明脂肪組織在GDM 發(fā)病及產(chǎn)后糖代謝異常中的作用，本研究將以HMGB1為切入點(diǎn)，具體觀察脂肪組織中HMGB1 表達(dá)增加與GDM 患者胰島素抵抗及產(chǎn)后糖代謝異常的關(guān)系。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

選擇2016 年10 月至2019 年3 月期間在海安市中醫(yī)院診斷為GDM 并接受剖宮產(chǎn)的患者作為GDM組，入組標(biāo)準(zhǔn)：①孕24～28 周時(shí)接受口服葡萄糖耐量試驗(yàn)（oral glucose tolerance test，OGTT），符合GDM 診斷[5]；②孕期進(jìn)行飲食控制、運(yùn)動(dòng)鍛煉控制血糖；③接受剖宮產(chǎn)，剖宮產(chǎn)當(dāng)天留取外周靜脈血，術(shù)中留取網(wǎng)膜脂肪組織，術(shù)后留取胎盤組織；④產(chǎn)后隨訪資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：①孕前患有糖尿病；②合并子癇前期、肝內(nèi)膽汁淤積癥；③孕期接受胰島素治療。另選取同期在我院產(chǎn)檢并接受剖宮產(chǎn)的健康孕婦作為對(duì)照組。本研究通過(guò)我院倫理審查。

GDM 組共126 例，年齡（29.83±6.58）歲，孕前體質(zhì)量指數(shù)（body mass index，BMI）為（23.17±5.82）kg/m2，孕周（37.94±6.35）周，新生兒體重（3.19±0.62）kg；對(duì)照組共150 例，年齡（27.65±9.93），孕前BMI 為（22.03±6.28）kg/m2，孕周（38.81±8.12）周，新生兒體重（3.36±0.85）kg。兩組孕婦年齡、孕周、新生兒體重比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

1.2 方法

1.2.1 脂肪組織中HMGB1、IRS-1、IRS-2 表達(dá)的檢測(cè)

取脂肪組織適量，加入組織裂解液提取組織蛋白，采用BCA 法檢測(cè)蛋白濃度，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果取30μg 蛋白進(jìn)行Western blot 檢測(cè)。在聚丙烯酰胺凝膠中電泳分離蛋白，電轉(zhuǎn)移至硝酸纖維素（nitrocellulose，NC）膜，封閉后孵育HMGB1（1:1 000 稀釋）、胰島素受體底物（insulin receptor substrate，IRS）-1（1:5 000 稀釋）、IRS-2（1:500 稀釋）、β-actin（1:5 000 稀釋）一抗過(guò)夜；次日孵育二抗并在凝膠成像系統(tǒng)中對(duì)HMGB1、IRS-1、IRS-2 的表達(dá)水平進(jìn)行半定量分析。

1.2.2 血清中HMGB1 含量的檢測(cè)

取剖宮產(chǎn)當(dāng)天孕婦的血清標(biāo)本，采用酶聯(lián)免疫吸附法試劑盒檢測(cè)HMGB1 含量，按照試劑盒說(shuō)明書進(jìn)行操作。

1.2.3 胰島素抵抗的評(píng)估

取剖宮產(chǎn)當(dāng)天的血清標(biāo)本，采用全自動(dòng)生化分析儀檢測(cè)空腹血糖（fasting blood glucose，F(xiàn)BG），采用電化學(xué)發(fā)光儀檢測(cè)空腹胰島素（fasting insulin，F(xiàn)INS），按照胰島素抵抗指數(shù)穩(wěn)態(tài)模型（homeostasis model assessment of insulin resistance，HOMA-IR）進(jìn)行計(jì)算，HOMA-IR=FBG×FINS/22.5。

1.2.4 產(chǎn)后糖代謝異常的隨訪

GDM 患者產(chǎn)后每個(gè)月在門診復(fù)診，隨訪截止產(chǎn)后1 年。每個(gè)月檢測(cè)指尖血FBG，每3 個(gè)月檢測(cè)糖化血紅蛋白，考慮糖代謝異常的患者行OGTT，糖代謝異常包括①糖尿病：FBG≥7.0mmol/L 和/或OGTT 2h 血糖≥11.1mmol/L；②空腹血糖受損：FBG 在6.1～7.0mmol/L 且OGTT 2h 血糖＜7.8mmol/L；③葡萄糖耐量受損：FBG 在6.1～7.0mmol/L 且OGTT 2h 血糖在7.8～11.1mmol/L。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 21.0 軟件和Prism 6.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析及制圖，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，組間比較采用t檢驗(yàn)；相關(guān)性分析采用Pearson 檢驗(yàn)；產(chǎn)后糖代謝異常采用K-M 曲線描述，采用Log-rank檢驗(yàn)進(jìn)行分析。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組孕婦血清HMGB1 含量及脂肪組織中HMGB1 的表達(dá)

與對(duì)照組比較，GDM 組患者剖宮產(chǎn)當(dāng)天血清HMGB1 的含量及脂肪組織中HMGB1 的表達(dá)均明顯增加（P＜0.05），見表1、圖1。

圖1 GDM 組與對(duì)照組脂肪組織中HMGB1 的蛋白條帶Fig.1 Protein bands of HMGB1 in adipose tissue of GDM group and control group

表1 GDM 組與對(duì)照組血清HMGB1 含量及脂肪組織中HMGB1 表達(dá)的比較（±s）Table1 Comparison of serum HMGB1 content and expression of HMGB1 in adipose tissue between GDM group and control group(±s)

表1 GDM 組與對(duì)照組血清HMGB1 含量及脂肪組織中HMGB1 表達(dá)的比較（±s）Table1 Comparison of serum HMGB1 content and expression of HMGB1 in adipose tissue between GDM group and control group(±s)

組別例數(shù)（n）血清HMGB1 的含量（ng/mL）脂肪組織HMGB1 的表達(dá)GDM 組126 14.26±3.55 1.67±0.49對(duì)照組150 8.95±1.57 1.00±0.26 tP 16.503 14.496＜0.001＜0.001

2.2 GDM 組脂肪組織中HMGB1 表達(dá)與血清HMGB1 含量的相關(guān)性

GDM 組患者脂肪組織中HMGB1 的表達(dá)與剖宮產(chǎn)當(dāng)天血清HMGB1 的含量呈正相關(guān)關(guān)系（r=0.405，P＜0.05），見圖2。

圖2 GDM 組血清HMGB1 含量與脂肪組織中HMGB1 表達(dá)的相關(guān)性Fig.2 Correlation between serum HMGB1 content and expression of HMGB1 in adipose tissue in GDM group

2.3 GDM 組與對(duì)照組胰島素抵抗程度的比較

與對(duì)照組比較，GDM 組患者剖宮產(chǎn)當(dāng)天FINS、HOMA-IR 水平均明顯升高，脂肪組織中IRS-1、IRS-2 的表達(dá)水平明顯降低（P＜0.05），見表2、圖3。

表2 GDM 組與對(duì)照組FINS、HOMA-IR、IRS-1、IRS-2 的比較（±s）Table2 Comparison of FINS, HOMA-IR, IRS-1 and IRS-2 between GDM group and control group(±s)

表2 GDM 組與對(duì)照組FINS、HOMA-IR、IRS-1、IRS-2 的比較（±s）Table2 Comparison of FINS, HOMA-IR, IRS-1 and IRS-2 between GDM group and control group(±s)

組別例數(shù)（n）FINS（IU/L）HOMA-IR IRS-1 IRS-2 GDM 組對(duì)照組126 150 tP 29.49±7.30 16.38±3.85 19.068＜0.001 4.99±1.24 3.41±0.67 13.446＜0.001 0.69±0.18 1.00±0.25 11.616＜0.001 0.66±0.20 1.00±0.31 10.596＜0.001

圖3 GDM 組與對(duì)照組脂肪組織中IRS-1、IRS-2 的蛋白條帶Fig.3 Protein bands of IRS-1 and IRS-2 in adipose tissue of GDM group and control group

2.4 GDM 組患者脂肪組織中HMGB1 表達(dá)與胰島素抵抗程度的相關(guān)性

GDM 組患者脂肪組織中HMGB1 的表達(dá)與剖宮產(chǎn)當(dāng)天FINS、HOMA-IR 水平呈正相關(guān)（r值分別為0.358、0.405，P＜0.05），與脂肪組織中IRS-1、IRS-2 的表達(dá)水平呈負(fù)相關(guān)（r值分別為-0.278、-0.255，P＜0.05），見圖4。

圖4 GDM 組患者脂肪組織中HMGB1 與FINS、HOMA-IR、IRS-1、IRS-2 的相關(guān)性Fig.4 Correlation between HMGB1 and FINS, HOMA-IR, IRS-1, and IRS-2 in adipose tissue of patients with GDM

2.5 GDM 組脂肪組織中HMGB1 表達(dá)水平與產(chǎn)后糖代謝異常的關(guān)系

GDM 組脂肪組織中HMGB1 低表達(dá)與高表達(dá)患者產(chǎn)后1 年糖代謝異常累積發(fā)生率分別為6.35%（4/63）和22.22%（14/63）。經(jīng)K-M 曲線的Logrank 檢驗(yàn)，與GDM 組脂肪組織中HMGB1 低表達(dá)患者比較，HMGB1 高表達(dá)患者產(chǎn)后1 年糖代謝異常累積發(fā)生率明顯升高（χ2=3.933，P＜0.05），見圖5。

3 討論

3.1 GDM 的現(xiàn)狀及危害

胰島素抵抗不僅與GDM 的發(fā)病有關(guān)，同樣也存在于正常妊娠過(guò)程。正常孕婦在孕期的胰島素敏感性下降約50%，胰島素分泌量增加250%；而在GDM的發(fā)病過(guò)程中，胰島素抵抗程度較正常孕婦顯著加重[6]。孕期胰島素抵抗的發(fā)生與全身炎癥反應(yīng)的激活密切相關(guān)，胎盤和脂肪是兩大具有極強(qiáng)內(nèi)分泌功能的組織，能夠合成并分泌多種炎癥細(xì)胞因子并拮抗胰島素生物信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，引起或加重胰島素抵抗，進(jìn)而導(dǎo)致GDM 的發(fā)生。已有研究報(bào)道，GDM 患者胎盤組織及脂肪組織中存在HMGB1、白介素-1β、腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-alpha，TNF-α）等多種炎癥細(xì)胞因子的異常高表達(dá)[7-10]。

GDM 不僅在孕期威脅孕婦和胎兒的健康，還會(huì)增加產(chǎn)后遠(yuǎn)期發(fā)生糖代謝異常的風(fēng)險(xiǎn)。但是，目前GDM 的發(fā)病機(jī)制尚不完全清楚，關(guān)于GDM 孕婦產(chǎn)后糖代謝異常發(fā)病機(jī)制的認(rèn)識(shí)更是較少。因?yàn)楫a(chǎn)后胎盤已經(jīng)娩出，不會(huì)由胎盤異常分泌細(xì)胞因子引起胰島素抵抗及糖代謝異常，所以部分GDM 患者分娩后胰島素抵抗明顯改善、糖代謝恢復(fù)正常。但是，分娩后脂肪組織持續(xù)存在，且受到哺乳期飲食結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)不足的影響，脂肪組織可能繼續(xù)堆積并分泌炎癥細(xì)胞因子，進(jìn)而在產(chǎn)后重新引起胰島素抵抗加重，部分患者發(fā)展為2 型糖尿病[11-12]。基于以上認(rèn)識(shí)，本研究以脂肪組織為切入點(diǎn)，初步探索了GDM 孕婦產(chǎn)后糖代謝異常可能的發(fā)病機(jī)制。

3.2 GDM 發(fā)病過(guò)程中HMGB1 的變化

HMGB1 是與胰島素敏感性調(diào)控密切相關(guān)的炎癥細(xì)胞因子，有研究已經(jīng)證實(shí)，GDM 患者孕中期血清HMGB1 的含量明顯升高[3-4]，脂肪組織中HMGB1 的表達(dá)水平也明顯增加[7]。本研究對(duì)GDM患者脂肪組織中HMGB1 表達(dá)的分析結(jié)果與Santangelo 等[7]的研究一致，即GDM 組脂肪組織中HMGB1 的表達(dá)水平明顯升高。為了闡明母體血液循環(huán)中異常增高的HMGB1 是否來(lái)源于脂肪組織表達(dá)的HMGB1，本研究在剖宮產(chǎn)當(dāng)天收集了血清標(biāo)本，檢測(cè)并發(fā)現(xiàn)GDM 組患者血清中HMGB1 的含量明顯升高，并且與胎盤中HMGB1 的表達(dá)呈正相關(guān)，表明GDM 發(fā)病過(guò)程中母體血液循環(huán)內(nèi)HMGB1 分泌增多與胎盤中HMGB1 的異常表達(dá)有關(guān)，進(jìn)而推測(cè)產(chǎn)后患者脂肪組織可能繼續(xù)表達(dá)并分泌HMGB1 進(jìn)入血液循環(huán)。

3.3 GDM 發(fā)病過(guò)程中HMGB1 變化的臨床意義

IRS-1 和IRS-2 是胰島素生物信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的關(guān)鍵分子，胰島素與受體識(shí)別后激活I(lǐng)RS-1、IRS-2，進(jìn)而促進(jìn)葡萄糖的攝取和利用。有研究已經(jīng)證實(shí)，GDM患者脂肪組織中IRS-1、IRS-2 的表達(dá)水平明顯降低[13-14]。炎癥反應(yīng)激活能夠顯著降低胰島素敏感性，已有研究證實(shí)TNF-α、HMGB1 等炎癥細(xì)胞因子能夠抑制IRS-1 及IRS-2 的表達(dá)，造成胰島素抵抗的發(fā)生[15-16]。本研究通過(guò)分析胰島素敏感性及脂肪組織中IRS-1、IRS-2 的表達(dá)，可知GDM 組FINS、HOMA-IR 水平均明顯升高，脂肪組織中IRS-1、IRS-2 的表達(dá)明顯降低，表明GDM 患者存在顯著的胰島素抵抗，與既往研究一致。同時(shí)本研究還發(fā)現(xiàn)GDM 患者脂肪組織中HMGB1 的表達(dá)水平與FINS、HOMA-IR 呈正相關(guān)，與IRS-1、IRS-2 呈負(fù)相關(guān)，表明脂肪組織中HMGB1 的高表達(dá)與GDM 胰島素抵抗的加重有關(guān)，拮抗IRS-1 及IRS-2 的功能是HMGB1 引起胰島素抵抗的可能機(jī)制。

在GDM 患者產(chǎn)后發(fā)生糖代謝異常的過(guò)程中，胰島素抵抗是至關(guān)重要的病理生理因素，F(xiàn)an 等[17]和Lappas 等[18]的研究分別證實(shí)GDM 患者胰島素抵抗加重及細(xì)胞游離胰島素水平增加與產(chǎn)后發(fā)展為2 型糖尿病密切相關(guān)。本研究已經(jīng)證實(shí)GDM 患者脂肪組織中HMGB1 表達(dá)增加，并且與胰島素抵抗加重有關(guān)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步隨訪產(chǎn)后糖代謝異常的發(fā)生情況并分析脂肪組織中HMGB1 表達(dá)與糖代謝異常的相關(guān)性，結(jié)果顯示：與脂肪組織中HMGB1 低表達(dá)的GDM 患者比較，HMGB1 高表達(dá)的GDM 患者產(chǎn)后1 年的糖代謝異常累積發(fā)生率明顯增加，表明GDM 患者脂肪組織中HMGB1 表達(dá)增加與產(chǎn)后糖代謝異常的發(fā)生有關(guān)，推測(cè)相關(guān)機(jī)制可能是脂肪組織中高表達(dá)的HMGB1 在產(chǎn)后繼續(xù)大量分泌HMGB1進(jìn)入血液循環(huán)，進(jìn)而引起或加重胰島素抵抗并導(dǎo)致糖代謝異常的發(fā)生。

3.4 小結(jié)

綜上所述，GDM 患者脂肪組織中HMGB1 表達(dá)增加與胰島素抵抗的加重、產(chǎn)后糖代謝異常的發(fā)生有關(guān)，但是脂肪組織中HMGB1 表達(dá)增加引起產(chǎn)后糖代謝異常的機(jī)制，產(chǎn)后飲食及運(yùn)動(dòng)因素是否在胰島素抵抗加重及糖代謝異常中發(fā)揮作用仍需要更多的研究。