顧喆瑤綜述 姚 勇審校

微血管病變是2型糖尿?。═ype 2Diabetes Mellitus，T2DM）的主要并發(fā)癥，其發(fā)病機制和治療方案是醫(yī)學研究的難點和熱點。大量科學實驗證實，長期高血糖狀態(tài)可激活晚期糖基化終產(chǎn)物（Advanced Glycation End Products，AGEs）及其受體（Receptor for Advanced Glycation End Products，RAGE），啟動AGEs-RAGE信號傳導通路，最終導致全身微血管不可逆損害及相關(guān)臟器功能的喪失。目前研究已初步證實RAGE基因序列的變異可改變AGEs-RAGE的相互作用而影響T2DM微血管并發(fā)癥的發(fā)生［1］；調(diào)控RAGE對T2DM微血管并發(fā)癥的防治有重要作用［2］。但RAGE在T2DM微血管并發(fā)癥發(fā)病過程中的具體機制仍在進一步研究中。本文對RAGE及其基因多態(tài)性與T2DM微血管并發(fā)癥的相關(guān)性研究作如下綜述。

1 RAGE概述

1.1 分子結(jié)構(gòu)

RAGE最初是由Neeper從牛肺組織中提取、分離出來，并被證實能特異性結(jié)合AGEs的蛋白質(zhì)。人RAGE基因位于染色體6p21，3，含有11個外顯子、10個內(nèi)含子以及一個長約1.7kb的5’側(cè)域，最初的翻譯產(chǎn)物含有383個氨基酸殘基。RAGE基因啟動子區(qū)位于5’側(cè)域內(nèi)，含有兩個能直接影響RAGE表達的核因子κappa-B（Nuclear Factor–κB，NF-κB）樣結(jié)合位點，兩結(jié)合位點同時突變可大大降低RAGE的表達。全長的RAGE由3個部分組成：胞外段，跨膜段以及胞內(nèi)段。其中，胞外段由1個V型區(qū)和2個C型區(qū)（配體結(jié)合部位和兩個免疫球蛋白樣結(jié)構(gòu)）構(gòu)成，并與ɑ-雙螺旋結(jié)構(gòu)的跨膜段以及短小胞內(nèi)段相銜接；胞內(nèi)段含有大量電荷，為胞內(nèi)RAGE相關(guān)信號轉(zhuǎn)導所必須。

1.2 生物學活性

RAGE是細胞膜表面免疫球蛋白超家族跨膜受體成員之一［3］，被認為是主要的內(nèi)在免疫應(yīng)答成分。正常生理狀態(tài)下，RAGE在一些組織和細胞，如肝臟、腎臟、心臟以及神經(jīng)細胞、內(nèi)皮細胞、平滑肌細胞、炎癥細胞等呈低水平表達。但一些特定環(huán)境下，如高血糖、氧化應(yīng)激等可引起RAGE表達明顯增強［4］。RAGE可與多個配體相關(guān)聯(lián)，包括S100蛋白家 族 （如 S100B、S100P、S100A4、S100A6、S100A8／9、S100A11、S100A13）、高 遷 移 率 族 蛋 白 l（High Mobility Group Box Protein 1，HMGBl）和朊病毒蛋白分子［5］。RAGE通過結(jié)合不同配體，激活相對應(yīng)的信號轉(zhuǎn)導途徑而發(fā)揮不同生物學效應(yīng)。如RAGE通過絲裂原活化蛋白激酶（Mitogen-Activated Protein Kinase，MAPK）／磷 脂 酰 肌 醇 激 酶-3（Phosphoinositide 3-Kinase，PIK3）／蛋白激酶 B（Protein Kinase B，PKB／AKT）途徑，明顯上調(diào)多種細胞中結(jié)締組織生長因子（Connective Tissue Growth Factor，CTGF）表達，是導致阿爾茨海默?。ˋlzheimer’s Diaease，AD）發(fā)生的關(guān)鍵作用因子［6］；RAGE還可以通過一些胞外信號傳導因子及核因子途徑，促進T2DM微血管并發(fā)癥的發(fā)生發(fā)展［7］。有研究者通過電泳分析提取3種RAGE基因轉(zhuǎn)錄引物（AGEs、腫瘤壞死因子-ɑ和17β-雌二醇）時發(fā)現(xiàn)，RAGE與AGEs及腫瘤壞死因子-ɑ的結(jié)合均與NF-κB有關(guān)；T2DM患者體內(nèi)的RAGE與NF-κB結(jié)合后，一方面啟動AGEs-RAGE途徑，激活RAGE免疫源性而導致血管損傷，同時也刺激腫瘤壞死因子-ɑ大量分泌，促使微血管擴張，通透性增強，最終導致T2DM微血管病變的加速發(fā)展［8］。

2 RAGE蛋白水平與T2DM微血管并發(fā)癥

T2DM微血管病變常常發(fā)生在某些重要的器官，如腎臟、眼、心臟等。有研究表明，T2DM腎病與RAGE的形成和堆積有著密切聯(lián)系［9］。AGEs-RAGE系統(tǒng)可刺激T2DM大鼠足細胞大量分泌血管-細胞黏附分子-1（Vascular Cell Adhesion Molecule-1，VCAM-1），引起巨噬細胞聚集，最終導致腎小球毛細血管急劇損傷，甚至腎功能急性衰竭［10］。曾信幸等［11］通過對人腎小球系膜細胞進行體外培養(yǎng)證實，AGEs-RAGE可誘導超氧陰離子生成及下調(diào)二氫葉酸還原酶（Dihydroflate Reductase，DHFR）表達，加重了T2DM腎病的氧化應(yīng)激反應(yīng)；而 Wendt等［12］將可溶性RAGE（Soluble Form of RAGE，sRAGE）以50μg／天劑量注射到13 周齡的T2DM小鼠腹腔內(nèi)，觀察至27周，與對照組比較后，發(fā)現(xiàn)注射組尿蛋白減少，足細胞內(nèi)的血管內(nèi)皮生長因子（Vascular Endothelial Growth Factor，VEGF）表達顯著下降，腎小球系膜細胞水腫及腎小球基底膜增殖程度也有所減輕。T2DM視網(wǎng)膜病變時，視網(wǎng)膜微血管內(nèi)皮細胞內(nèi)RAGE的大量集聚，促進了白細胞活化、黏附和浸潤，可增加視網(wǎng)膜毛細血管通透性，導致視網(wǎng)膜的血-視網(wǎng)膜屏障損害［13］；而 Kaji等［14］研究發(fā)現(xiàn)，將sRAGE注射到含有RAGE的小鼠腹腔后，發(fā)現(xiàn)視網(wǎng)膜毛細血管內(nèi)皮細胞內(nèi)的白細胞黏附降低，血-視網(wǎng)膜屏障損傷減輕。體外培養(yǎng)神經(jīng)細胞實驗發(fā)現(xiàn)，AGEs-RAGE信號傳導途徑可通過提高細胞內(nèi)氧化應(yīng)激水平 ，促進氧自由基生成，活化半胱天冬酶-3（Caspas-3），誘導神經(jīng)細胞程序性死亡［15］；對雪旺細胞體外培養(yǎng)研究也顯示，RAGE能抑制雪旺細胞的增殖、遷移能力并誘導其凋亡，可能是導致受損神經(jīng)再生修復障礙的原因之一［16］。

3 RAGE基因多態(tài)性與T2DM微血管并發(fā)癥

3.1 啟動子區(qū)的多態(tài)性

人類RAGE啟動子區(qū)域的多態(tài)性研究以-374T／A和-429T／C多態(tài)性較多。在研究T2DM引起的局部微血管病變中，Hudson等［17］的結(jié)果表明，RAGE基因的轉(zhuǎn)錄活性與啟動子區(qū)-374T／A及-429T／C多態(tài)性有關(guān)，兩者同時突變能提高其2-3倍轉(zhuǎn)錄活性；同時發(fā)現(xiàn)-429C等位基因頻率在T2DM視網(wǎng)膜病變患者中顯著增加，因此推測這兩個位點是T2DM視網(wǎng)膜病變的危險因素。然而，最新的一項Meta分析卻表明，這兩個位點與T2DM視網(wǎng)膜病變無明顯相關(guān)性［18］。故兩者的相關(guān)性仍有待進一步研究論證。

在研究T2DM引起的全身微血管病變中，F(xiàn)alcone等［19］發(fā)現(xiàn)，RAGE-374A等位基因是非T2DM患者合并心血管疾病突發(fā)心衰的獨立保護因素，并指出這種保護能力可隨長期高血糖刺激引起的RAGE水平升高而衰減。近期一項以高血壓患者為研究對象的研究［20］表明，男性患者的-374A等位基因與T2DM腎小球濾過率降低有關(guān)，提示-374A等位基因是T2DM腎病的獨立危險因素。對土耳其人的研究也發(fā)現(xiàn)，-374A等位基因能夠誘導AGEs生成，致使大量巨噬細胞的聚集，最終引起T2DM冠狀動脈硬化［21］。除此之外，Peng等［22］研究還認為，-429C等位基因與T2DM患者體內(nèi)RAGE水平升高雖然有關(guān)，但-429T／C多態(tài)性并不是T2DM合并心血管病變的獨立危險因素。徐積兄等［23］采用PCR-RFLP法檢測T2DM或者合并腎病患者以及正常人啟動子區(qū)-429T／C多態(tài)性，并比較各組間基因型頻率和等位基因頻率，得出RAGE基因-429C等位基因及CC基因型可減緩T2DM腎病進展，可能是中國人T2DM腎病的保護因子?？梢?374T／A和-429T／C與T2DM全身微血管病變有著密切聯(lián)系，但具體機制尚待明確。

3.2 外顯子區(qū)的多態(tài)性

外顯子3密碼子82的甘氨酸突變成絲氨酸（簡稱Gly82Ser）的多態(tài)性與T2DM微血管并發(fā)癥的相關(guān)性是外顯子區(qū)研究最熱、爭議最多的位點之一。Kumaramanickavel等［24］對50名健康者和200名T2DM患者進行了對照研究，發(fā)現(xiàn)RAGE基因Gly82Ser多態(tài)性在T2DM視網(wǎng)膜病變組和單純的T2DM組之間存在差異，同時證實82密碼子Ser（簡稱Ser82）等位基因是印度人群中T2DM合并視網(wǎng)膜病變的低危險因素。針對中國人群的一項研究表明，Gly82Ser多態(tài)性與T2DM視網(wǎng)膜病變有關(guān)，并指出該基因內(nèi)含子1704位點G等位基因和Ser82構(gòu)建的G-A單倍體型是T2DM合并視網(wǎng)膜病變的基因標記［25］。同時郝琳娜［26］在T2DM增殖性視網(wǎng)膜病變（Proliferative Diabetic Retinopathy，PDR）遺傳相關(guān)易感性研究中也發(fā)現(xiàn)，Gly82Ser多態(tài)性與PDR具有關(guān)聯(lián)性，Gly82Ser的AA單倍體型基因是PDR發(fā)病的危險因素。但一項對亞洲和白種人群的Meta分析卻顯示Gly82Ser多態(tài)性與T2DM視網(wǎng)膜病變、腎病無相關(guān)性［27］。此外，高錦雄等［28］對漢族人群的研究表明，Ser82等位基因在左心室肥厚組顯著增高。

3.3 內(nèi)含子區(qū)的多態(tài)性

研究發(fā)現(xiàn)，T2DM的抗氧化應(yīng)激反應(yīng)受到-1704G／T多態(tài)性和-2184A／G多態(tài)性的顯著影響。楊斯韜等［29］對昆明地區(qū)漢族人群進行的流行病學調(diào)查發(fā)現(xiàn)，T2DM腎病組的GT+TT基因型頻率和T等位基因頻率高于單純T2DM組，并認為RAGE基因-1704T陽性基因型與T2DM腎病有關(guān)，是T2DM腎病發(fā)生的可能遺傳危險因素。而Ng等［30］對馬來西亞人群的研究顯示，-1704G／T、-2184A／G以及-2245G／A多態(tài)性與T2DM視網(wǎng)膜病變無相關(guān)性。

4 小結(jié)

綜上所述，RAGE基因的轉(zhuǎn)錄、翻譯及表達在T2DM微血管病變的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。RAGE基因多態(tài)性在不同種族和人群中存在顯著差異。RAGE基因多態(tài)性在T2DM微血管病變進展中的作用機制雖未明了，但這一研究已為T2DM微血管并發(fā)癥的診斷和治療提供了新的靶點，進一步充分了解RAGE基因某位點的多態(tài)性對RAGE結(jié)構(gòu)和功能的影響將是未來的研究熱點，也會使T2DM微血管并發(fā)癥的發(fā)病機制更加清晰，治療策略更加豐富、有效。

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