楊宏偉,黃永剛,陳曉隆,劉潔,底煜,陸巖
(1.中國醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院眼科,沈陽 110004;2.東北大學(xué)機(jī)械與自動化學(xué)院,沈陽 110003;3.中國醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備處,沈陽110001)
糖尿病視網(wǎng)膜病變(diabetic retinopathy,DR)是糖尿病的嚴(yán)重并發(fā)癥之一,嚴(yán)重影響人類健康和生活質(zhì)量。據(jù)報(bào)道,經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家DR致盲率已經(jīng)位居致盲性眼病的前列。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生活水平提高,糖尿病的患病率正迅速升高。因此預(yù)防和治療DR減少糖尿病患者的致盲率已成為目前眼底病醫(yī)生的重要任務(wù)。
DR發(fā)病機(jī)制的基礎(chǔ)為高糖誘導(dǎo)的微血管和神經(jīng)組織損傷[1]。近來研究表明在DR的微血管損傷機(jī)制中存在著炎性因子的作用[2]。高遷移率族蛋白B1(high mobility group box-1,HMGB1)作為晚期炎性介質(zhì),在糖尿病組織中誘導(dǎo)炎性反應(yīng)和促進(jìn)血管的生成[3]。本研究擬通過檢測患者血清HMGB1水平,探討HMGB1與糖尿病視網(wǎng)膜病變患者各臨床指標(biāo)之間的關(guān)系,以明確HMGB1在DR發(fā)病機(jī)制中的作用和意義。
在我院眼科2011年6月至2012年1月住院患者中選取糖尿病視網(wǎng)膜病變患者37例,其中增殖性糖尿病視網(wǎng)膜病變患者(proliferative diabetic retinopathy,PDR)12例、非增殖性糖尿病視網(wǎng)膜病變患者(nonproliferative diabetic retinopathy,NPDR)14例和無視網(wǎng)膜病變的糖尿病患者(DRO)11例,以及正常人9例設(shè)為正常對照組(NORMAL)。所有入選對象均已排除急慢性感染、炎性疾病、嚴(yán)重肝腎疾病等。各組入選者性別、年齡等基本情況無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。
入選者清晨空腹采靜脈血,離心(3 000 r/min)分離血清,-70℃存貯,測定糖化血紅蛋白(HbAC1)(美國BIO-RAD,D10)、空腹血糖、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白、甘油三酯和總膽固醇(美國亞培C16000),ELISA法檢測HMGB1含量(美國R&D公司)。
用SPSS 19.0軟件包進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。計(jì)量資料結(jié)果以±s表示,行單因素ANOVA分析和Pearson相關(guān)分析。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
正常對照組血清HMGB1水平為(7.54±0.68)mmol/L,HMGB1在糖尿病患者血清中比正常人明顯增高,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。在PDR組[(16.39±1.70)mmol/L]和 NPDR 組[(11.79±1.15)mmol/L]均顯著高于NDR的糖尿病患者(9.34±0.78)(P<0.01),且PDR組HMGB1水平顯著高于NPDR組(P<0.01)。各組間差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表 1)。
表1 各組HMGB1單因素ANOVA分析——樣本多重比較Tab.1 One-ANOVA analysis of HMGB1 in different groups
應(yīng)用Pearson相關(guān)性分析,HMGB1與HbAC1具有明顯正相關(guān),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(r=0.736,P<0.01);與空腹血糖、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白、甘油三酯和總膽固醇無顯著相關(guān)性。
本研究檢測了PDR、NPDR和DRO的糖尿病患者,以及正常人血清HMGB1的水平。初步結(jié)果顯示糖尿病患者血清內(nèi)HMGB1水平高于正常人。隨著DR的出現(xiàn)及病情的發(fā)展DR患者的血清HMGB1水平逐漸增高。這表明HMGB1在DR的發(fā)展過程中發(fā)揮了一定的作用。
HMGB1是廣泛存在于真核細(xì)胞核中,高度保守的非組蛋白核蛋白,具有穩(wěn)定核酸結(jié)構(gòu),調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄和基因表達(dá)等多種功能[4,5]。它可被受刺激的單核巨噬細(xì)胞主動分泌或由壞死的細(xì)胞被動釋放到細(xì)胞外,細(xì)胞外的HMGB1可誘導(dǎo)細(xì)胞分化、觸發(fā)及調(diào)節(jié)炎癥等作用[6]。動物實(shí)驗(yàn)[7]也顯示糖尿病組織內(nèi)HMGB1高表達(dá)。在增殖性DR患者的玻璃體內(nèi)HMGB1和炎癥標(biāo)記物明顯增高[8],這表明炎癥反應(yīng)在DR的進(jìn)展中發(fā)揮了重要作用。Biscetti等[9]發(fā)現(xiàn)在糖尿病病例的組織中,HMGB1可促進(jìn)缺血組織內(nèi)的新生血管生成,這一過程有VEGF的參與。應(yīng)用HMGB1抗體可明顯減輕炎性損傷。HMGB1合成抑制劑正丁酸鈉可降低組織HMGB1表達(dá),同時(shí)組織TNF-α表達(dá)明顯下調(diào),組織炎性反應(yīng)減輕,抗炎介質(zhì)IL-10表達(dá)增強(qiáng)。高糖誘導(dǎo)的HMGB1釋放可誘導(dǎo)糖尿病大鼠腎損傷,其機(jī)制可能是RAGE參與的NF-κB的活化作用[10]。我們前期研究顯示在急性缺血再灌注損傷的視網(wǎng)膜中存在著HMGB1和ROS的表達(dá)增高[11]。與早期炎性介質(zhì)相比,HMGB1雖變化較晚,但持續(xù)時(shí)間明顯延長。
以上研究提示,DM患者血清HMGB1高于正常人,作為晚期致炎因子的HMGB1有可能參與了DR的炎性反應(yīng)。而PDR患者血清HMGB1水平明顯高于NPDR患者,這提示HMGB1的升高可能在一定程度上反映在DR的發(fā)展過程中炎性反應(yīng)的輕重。HMGB1有可能成為預(yù)測及評估DR病情的重要炎癥標(biāo)志物。另外,HbAC1作為血糖控制的主要監(jiān)測指標(biāo)之一,對DR的監(jiān)測和治療有著重要的意義[12],本文發(fā)現(xiàn)HMGB1與Hb具有顯著的相關(guān)性,提示HMGB1可能與糖尿病患者糖代謝異常有關(guān),控制HMGB1的表達(dá)有可能對DR的發(fā)生發(fā)展具有一定的保護(hù)作用,但其具體機(jī)制還需進(jìn)一步證實(shí)。
目前,HMGB1靶向治療研究逐漸為人們所關(guān)注??笻MGB1抗體、丙酮酸乙脂等在急性損傷型動物實(shí)驗(yàn)中用來拮抗晚期炎癥HMGB1的表達(dá),能明顯拮抗HMGB1所致的急性損傷。因此,在本研究的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步尋找出對視網(wǎng)膜炎性反應(yīng)進(jìn)行拮抗、具有視網(wǎng)膜保護(hù)作用的方法,將會對DR的預(yù)防和治療具有重要的臨床意義。
[1]Yang H,Huang Y,Chen X,et al.The role of CTGF in the diabetic rat retina and its relationship with VEGF and TGF-beta,elucidated by treatment with CTGFsiRNA [J].Acta Ophthalmol,2010,88(6):652-659.
[2]Oh IK,Kim SW,Oh J,et al.Inflammatory and angiogenic factors in the aqueous humor and the relationship to diabetic retinopathy[J].Curr Eye Res,2010,35(12):1116-1127.
[3]El-Asrar AM,Nawaz MI,Kangave D,et al.High-mobility group box-1 and biomarkers of inflammation in the vitreous from patients with proliferative diabetic retinopathy[J].Mol Vis,2011,17(6):1829-1838.
[4]Kawabata H,Setoguchi T,Yone K,et al.High Mobility Group Box 1 Is Upregulated After Spinal Cord Injury and Is Associated With Neuronal Cell Apoptosis[J].Spine,2010,35(11):1109-1115.
[5]Volz HC,Seidel C,Laohachewin D,et al.HMGB1:the missing link between diabetes mellitus and heart failure [J].Basic Res Cardiol,2010,105(6):805-820.
[6]Ulloa L,Messmer D.High-mobility group box 1 (HMGB1)protein:friend and foe[J].Cytokine Growth Factor Rev,2006,17(3):189-201.
[7]Soro-Paavonen A,Watson AM,Li J,et al.Receptor for advanced glycation end products(RAGE)deficiency attenuates the development of atherosclerosis in diabetes [J].Diabetes,2008,57 (9):2461-2469.
[8]El-Asrar AM,Nawaz MI,Kangave D,et al.High-mobility group box-1 and biomarkers of inflammation in the vitreous from patients with proliferative diabetic retinopathy[J].Mol Vis,2011,17:1829-1838.
[9]Biscetti F,Straface G,De Cristofaro R,et al.High-mobility group box-1 protein promotes angiogenesis after peripheral ischemia in diabetic mice through a VEGF-dependent mechanism [J].Diabetes,2010,59(6):1496-1505.
[10]Kim J,Sohn E,Kim CS,et al.The role of high-mobility group box-1 proteininthedevelopmentofdiabeticnephropathy[J].AmJNephrol,2011,33(6):524-529.
[11]Yang H,Hirooka K,Liu Y,et al.Deleterious role of anti-high mobility group box 1 monoclonal antibody in retinal ischemia-reperfusion injury[J].Cur Eye Res,2011,36(11):1037-1046.
[12]馬金力,朱成義.糖尿病視網(wǎng)膜病變與糖化血紅蛋白的關(guān)系[J].首都醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào),2011,32(4):1006-1007.