李 健（綜述），徐積兄（審校）

（南昌大學(xué)a.研究生院醫(yī)學(xué)部2009級；b.第一附屬醫(yī)院內(nèi)分泌科，南昌 330006）

糖尿病慢性并發(fā)癥目前的發(fā)生機(jī)制尚不十分清楚，其發(fā)生和發(fā)展過程和多種因素有聯(lián)系。糖尿病屬于多基因疾病與基因表達(dá)關(guān)系密切，而晚期糖基化終產(chǎn)物受體（RAGE）基因是目前研究較多的基因之一?，F(xiàn)將其在糖尿病慢性并發(fā)癥發(fā)生發(fā)展過程中的作用作一綜述。

1 RAGE的結(jié)構(gòu)及其分布

RAGE最初是從牛肺上皮細(xì)胞中提取出來的，屬于細(xì)胞表面分子免疫球蛋白超家族中的一個成員。RAGE含403個氨基酸，屬單跨膜片段受體，完整的RAGE包括胞外域、跨膜域和胞內(nèi)域3個部分，胞外域是具有1個V型片段和緊接2個C型片段的免疫球蛋白樣結(jié)構(gòu)，其中V型片段為配體結(jié)合部位。但是細(xì)胞外液中的可溶性RAGE（sRAGE）只有胞外域構(gòu)成，其功能為抑制RAGE介導(dǎo)的生物學(xué)效應(yīng)?？缒び虬?個疏水跨膜區(qū)和1條短胞質(zhì)片段。胞內(nèi)域富含大量電荷，能夠和多種細(xì)胞內(nèi)信號分子結(jié)合，與RAGE的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)有關(guān)。RAGE在各種組織和細(xì)胞中廣泛分布，其中在心臟、肺和骨骼肌中的表達(dá)為最大量。在多種類型細(xì)胞如血管內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞、腎小球系膜細(xì)胞、神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞、視網(wǎng)膜莫氏細(xì)胞和雙極神經(jīng)節(jié)細(xì)胞等的表面都有RAGE的表達(dá)。RAGE在正常情況下肌體表達(dá)很低，但在某些病理條件或應(yīng)激狀態(tài)下，如糖尿病、炎癥、血管損傷及某些惡性腫瘤時則表達(dá)增加，例如在軟骨肉瘤中RAGE表達(dá)明顯增高［1］。

2 RAGE基因及其表達(dá)

RAGE基因定位于染色體6p21.3，包含11個外顯子和一個長約1.7kb的5＇側(cè)域。該基因啟動子區(qū)域內(nèi)包括3個核因子NF－κB樣結(jié)合位點(diǎn)和2個特異蛋白1（SP1）結(jié)合位點(diǎn)。RAGE屬于一種多配體受體，其配體主要包括AGEs、Amphoterin、S100蛋白和β2淀粉肽等，這些配體通過和RAGE結(jié)合對RAGE基因的表達(dá)產(chǎn)生不同的影響［2］，其中晚期糖基化終產(chǎn)物（AGEs）是較為重要因素。AGEs與RAGE結(jié)合后，其功能表現(xiàn)為：1）通過對下游的信號通路的激活，發(fā)揮AGEs對機(jī)體的調(diào)節(jié)作用；2）使細(xì)胞內(nèi)活性氧自由基產(chǎn)生增加，激活多效轉(zhuǎn)錄因子NF－κB，后者通過和RAGE基因啟動子上的2個NF－κB樣結(jié)合位點(diǎn)作用，最終提高RAGE基因的表達(dá)。

3 RAGE基因表達(dá)與糖尿病慢性并發(fā)癥的關(guān)系

3.1 與糖尿病大血管病變的關(guān)系

糖尿病大血管病變主要包括冠心病、腦血管病、肢體動脈硬化等，大、中動脈粥樣硬化（atherosclerosis，AS）是其發(fā)生的主要原因。內(nèi)皮功能紊亂是AS形成的起始環(huán)節(jié)。RAGE結(jié)合AGEs引起內(nèi)皮細(xì)胞損傷的途徑有：1）和細(xì)胞外基質(zhì)蛋白形成交聯(lián)形式；2）造成一種炎癥和黏附分子產(chǎn)生增多的內(nèi)部環(huán)境。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，C反應(yīng)蛋白可誘導(dǎo)血管內(nèi)皮細(xì)胞在mRNA及蛋白水平表達(dá)RAGE增多并引起單核細(xì)胞趨化蛋白－1的過多產(chǎn)生，在AS形成的過程中起關(guān)鍵作用［3］，RAGE結(jié)合AGEs后還可引起血管平滑肌細(xì)胞趨化遷移和細(xì)胞增殖增加，促進(jìn)AS形成［4］。動物實(shí)驗已經(jīng)證實(shí)，RAGE與AGEs結(jié)合通過改變細(xì)胞信號，誘發(fā)炎癥因子釋放和氧化應(yīng)激等引起血管損害而在慢性高血壓病及糖尿病AS的發(fā)生、發(fā)展過程中發(fā)揮了重要作用［5］。

3.2 與糖尿病微血管病變的關(guān)系

糖尿病微血管病變主要表現(xiàn)在視網(wǎng)膜、腎、神經(jīng)、心肌組織等部位。

3.2.1 腎小球硬化是糖尿病腎?。╠iabetic nephropathy，DN）重要原因

腎小球固有細(xì)胞膜上的RAGE和AGEs作用，可活化細(xì)胞內(nèi)信號產(chǎn)生細(xì)胞外基質(zhì)，然后合成分泌促纖維化因子、炎性因子等參與腎小球硬化。腎小球足細(xì)胞作為濾過的重要屏障，其結(jié)構(gòu)和數(shù)量的改變在DN的進(jìn)展中起重要作用。RAGE和AGEs結(jié)合引起活性氧的產(chǎn)生，進(jìn)而對足細(xì)胞形成損害導(dǎo)致足細(xì)胞凋亡、壞死、脫落，是DN形成過程中足細(xì)胞數(shù)量和密度減少的重要原因［6］。有學(xué)者等［7］研究發(fā)現(xiàn)，RAGE和AGEs結(jié)合可誘導(dǎo)糖尿病大鼠足細(xì)胞中單核細(xì)胞趨化因子1的產(chǎn)生，并引起巨噬細(xì)胞的浸潤數(shù)量增多，加速腎小球損傷，促進(jìn)腎小球硬化發(fā)生。K.M.Myint等［8］發(fā)現(xiàn)，缺乏RAGE表達(dá)的轉(zhuǎn)基因糖尿病小鼠的糖尿病腎臟病變比表達(dá)RAGE的小鼠明顯減弱。因此也表明，RAGE與糖尿病腎病的發(fā)生發(fā)展呈正相關(guān)。而馮敏等［9］研究發(fā)現(xiàn)，阻斷RAGE可抑制AGEs誘導(dǎo)的人腎小球系膜細(xì)胞中結(jié)締組織生長因子（CTGF）、纖維連接蛋白（FN）基因表達(dá)增高，可能有助于防止或延緩糖尿病腎臟病變纖維化的進(jìn)展。

3.2.2 糖尿病視網(wǎng)膜病變

糖尿病視網(wǎng)膜病變的病因和發(fā)病機(jī)制目前尚未明確，可能涉及多種因素。動物實(shí)驗發(fā)現(xiàn)，糖尿病大鼠模型的視網(wǎng)膜中RAGE和AGEs結(jié)合，可誘導(dǎo)氧化應(yīng)激產(chǎn)生，激活NF－kB，刺激多種黏附分子基因過度表達(dá)，例如 E－選擇素、P－選擇素、VICAM－1和VCAM－1等［10］。氧化應(yīng)激還可以誘導(dǎo)血管生長因子VEGF過度表達(dá)，促進(jìn)視網(wǎng)膜中新生血管形成，引起增生性糖尿病視網(wǎng)膜病變發(fā)生［11］。許世清等［12］研究發(fā)現(xiàn)，在糖尿病大鼠模型中，AGEs可能通過上調(diào)RAGE的表達(dá)誘導(dǎo)大鼠視網(wǎng)膜微血管內(nèi)皮細(xì)胞以時間依賴方式逐步凋亡，進(jìn)而引起糖尿病視網(wǎng)膜病變發(fā)生?？扇苄訰AGE（sRAGE）是目前已知的RAGE阻斷劑，Y.Kaji等［13］研究也發(fā)現(xiàn)，用sRAGE治療含RAGE轉(zhuǎn)基因的糖尿病小鼠，可以通過阻斷RAGE和AGE的結(jié)合，減少血－視網(wǎng)膜屏障的破壞，達(dá)到改善糖尿病小鼠視網(wǎng)膜病變程度。這個實(shí)驗間接說明RAGE在糖尿病視網(wǎng)膜病變的發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮著重要作用。

3.2.3 糖尿病性心肌病

動物實(shí)驗［14］發(fā)現(xiàn)在鏈脲霉素誘導(dǎo)糖尿病大鼠心肌中RAGE和AGEs結(jié)合引起氧化應(yīng)激反應(yīng)并通過激活核轉(zhuǎn)錄因子NF－κB途徑，最終使糖尿病大鼠左心室肌球蛋白重鏈基因表達(dá)由α表型向β表型轉(zhuǎn)化。而肌球蛋白重鏈基因α表型只在心肌中表達(dá)，因此其水平的下降可導(dǎo)致心肌收縮能力下降，是糖尿病患者心肌病主要原因之一。有研究發(fā)現(xiàn)，抗氧化劑脫氫表雄酮可以抑制RAGE和AGEs結(jié)合進(jìn)而阻斷肌球蛋白重鏈α表型向β表型轉(zhuǎn)化，改善糖尿病性心肌病［14］。

3.3 與糖尿病神經(jīng)病變的關(guān)系

神經(jīng)細(xì)胞受損及其血管功能障礙是糖尿病神經(jīng)病變的主要病因。而神經(jīng)細(xì)胞及組織中的RAGE和AGEs結(jié)合，誘導(dǎo)產(chǎn)生的氧化應(yīng)激與細(xì)胞受損及其血管功能障礙均有密切聯(lián)系。RAGE和AGEs結(jié)合，可激活并誘發(fā)一系列促炎、促凝血反應(yīng)，同時產(chǎn)生大量活性氧簇（ROS），后者激活核轉(zhuǎn)錄因子NF－κB。而NF－κB的活化，可引起大量促炎細(xì)胞因子（IL－6，TNF－α）、生長因子（VEGF，IGF）和黏附分子（VCAM－1，ICAM－1）等的表達(dá)和釋放［15］，而這些可引起局部的炎癥反應(yīng)和血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷，管腔狹窄等會造成神經(jīng)細(xì)胞和組織的缺血、缺氧，進(jìn)而引起神經(jīng)細(xì)胞損害、凋亡，最終會引起神經(jīng)纖維脫髓鞘改變。而 B.Angelika等［16］的研究也發(fā)現(xiàn)RAGE激活NF－κB途徑在糖尿病感覺神經(jīng)功能障礙中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

3.4 與糖尿病足病的關(guān)系

WHO將糖尿病足定義為與下肢遠(yuǎn)端神經(jīng)異常和不同程度的周圍血管病變相關(guān)的足部感染、潰瘍和（或）深層組織破壞。而糖尿病神經(jīng)病變和外周血管病變是形成糖尿病足病的主要原因［17］。這些病變會導(dǎo)致患者感覺減退、平衡控制減弱及血管腔狹窄等，進(jìn)而增加患者糖尿病足病發(fā)病的概率［18］。近年來研究表明，AGE－RAGE系統(tǒng)可以通過直接損傷神經(jīng)組織、激活核轉(zhuǎn)錄因子NF－κB、參與多元醇途徑、促進(jìn)蛋白激酶C（PKC）活化、誘導(dǎo)氧化應(yīng)激等多種通路介導(dǎo)神經(jīng)病變和外周血管病變［19］，在糖尿病足病的發(fā)生過程中起著重要的作用。

4 RAGE基因多態(tài)性與糖尿病慢性并發(fā)癥

目前相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)RAGE基因多態(tài)性幾十種之多，但是國內(nèi)外關(guān)于RAGE基因多態(tài)性與糖尿病慢性并發(fā)癥相關(guān)研究的結(jié)果有些并不完全一致。國外研究表明：Gly82Ser多態(tài)性與印度人群的2型糖尿病視網(wǎng)膜病變有相關(guān)性［20］，Zhang H.M.等［21］對中國人群研究表明：Gly82Ser多態(tài)性與2型糖尿病視網(wǎng)膜病變有相關(guān)性。并且發(fā)現(xiàn)由1704G/T和G82S構(gòu)建的單倍體型中，G－A單倍體型是2型糖尿病患者發(fā)生糖尿病視網(wǎng)膜病變的基因標(biāo)記。但Yoshioka K.等［22］對日本人群研究表明：Gly82Ser多態(tài)性與2型糖尿病視網(wǎng)膜病變沒有相關(guān)性。P.F.Kim等［23］對西方國家人群研究結(jié)果表明：RAGE基因－374T/A多態(tài)性與1型糖尿病合并臨床蛋白尿以及冠心病有關(guān)，并且AA基因型的1型DM患者更少發(fā)生冠心病。然而謝桂庭等［24］對中國人群研究表明：RAGE基因－374T/A多態(tài)性與冠心病無相關(guān)性。對于糖尿病腎病，楊斯韜等［25］對昆明地區(qū)漢族人群研究表明，RAGE基因1704T等位基因頻率在糖尿病腎病中顯著增高（P＜0.05）。由此推測RAGE基因1704T等位基因可能是糖尿病腎病發(fā)生的危險因素。徐積兄等［26］的研究表明，RAGE基因－429T/C多態(tài)性與中國人2型糖尿病腎病的發(fā)生與發(fā)展相關(guān)，RAGE基因啟動區(qū)－429T/C多態(tài)性可能是阻止2型糖尿病腎病進(jìn)展的因子，C等位基因可能為中國人2型糖尿病臨床腎病的保護(hù)因素。這些研究提示在不同種族和人群中，RAGE基因多態(tài)性和糖尿病慢性并發(fā)癥之間存在差異。所以為了研究RAGE基因的多態(tài)性與糖尿病慢性并發(fā)癥發(fā)生的相關(guān)性，一方面需要弄清楚RAGE基因變異對RAGE結(jié)構(gòu)和功能影響的基礎(chǔ)，另一方面為了研究的準(zhǔn)確性，還應(yīng)在多種族人群中進(jìn)行更大樣本的研究。

如今，隨著糖尿病相關(guān)知識的普及，多數(shù)糖尿病患者的血糖已能得到較好地控制，糖尿病酮癥酸中毒等急性并發(fā)癥的發(fā)病率大幅降低，糖尿病慢性并發(fā)癥對患者影響越來越大，而RAGE基因的表達(dá)在糖尿病多種慢性并發(fā)癥的發(fā)生中均有一定的作用。因此，隨著對RAGE基因研究的不斷深入，將來對糖尿病慢性并發(fā)癥的發(fā)生機(jī)制將更加清楚，也必將能為開發(fā)新的治療糖尿病慢性并發(fā)癥的藥物提供一些新的思路。

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