趙 映，史茂偉

糖尿?。╠iabetes mellitus，DM）是一種嚴重威脅人類健康的常見病、多發(fā)病，它是一組由多病因引起的以慢性高血糖為特征的代謝性疾?。?］，其中以 2型 DM（Type 2 diabetes mellitus，T2DM）更為多見，可發(fā)生于任何年齡段，但更多見于40歲以上的成人［2］。糖尿病的病因和發(fā)病機制復雜，目前認為組織因子旁路抑制劑（tissue factor pathway inhibitor，TFPI）在其中發(fā)揮重要作用。

1　2型糖尿病與血管內皮損傷

內皮損傷是T2DM發(fā)生發(fā)展的重要危險因素之一，血管內皮作為血管壁與血液之間的天然屏障，具有維持血管壁彈性和通透性，平衡凝血和纖溶系統(tǒng)，調節(jié)炎性反應的重要功能［3］，當內皮受損時會致血管收縮；凝血反應和炎性反應的啟動，導致血栓形成［4］。 此外內皮還可影響血小板的功能［5］，生理情況下，內皮釋放的NO、前列環(huán)素可抑制血小板活性，而內皮受損時，NO、前列環(huán)素表達減少，抑制血小板活性下降，因此內皮功能不全伴血小板活性增高無疑在T2DM，特別是疾病的早期起重要作用。研究認為，內皮損傷主要通過以下機制在T2DM中發(fā)揮作用：（1）細胞信號通路改變。激活的胰島素介導NO合酶通路自身在DM和胰島素抵抗內皮受損中發(fā)揮重要作用，此外該激活的信號通路與內皮素-1的表達相關，而內皮素-1是一種促血管收縮的前炎性因子。（2）激活氧化應激反應。氧化應激產物在DM、胰島素抵抗、肥胖人群中表達增多。（3）內皮前炎性因子激活，炎性相關因子如C反應蛋白（CRP）、腫瘤壞死因子 α（TNF-α）、白介素 6（IL-6）、細胞間黏附分子1（ICAM-1）等表達增多。（4）激活蛋白激酶C可促使糖尿病炎性反應、內皮損傷進程。（5）線粒體功能異常致內皮功能受損［6-9］。因此反映內皮細胞功能的生物學指標有助于T2DM的早期預測、診斷和干預。目前能反映T2DM內皮功能的生物學指標主要有組織因子旁路抑制劑（TFPI）、ICAM-1、血管細胞間黏附分子-1（VCAM-1）、血管內皮生長因子（VEGF）等［10］。

2　TFPI結構與功能

TFPI是絲氨酸蛋白酶抑制物家族成員之一，它是由276個氨基酸殘基組成的耐熱單鏈糖蛋白，相對分子量為 42 000～48 000［11］，包含 K1、K2 和 K3 三個Kunitz型結構域。TFPI基因全長約86 kb，位于2q31～2q32.1區(qū)域，由9個外顯子和8個內含子組成［12-14］。其中外顯子1和2編碼TFPI mRNA的5′端非翻譯區(qū)，外顯子3編碼信號肽及N末端，外顯子 4、6、8分別編碼 TFPI的 K1、K2和 K3結構域，外顯子5和7編碼K1、K2和K3之間的兩段連接區(qū)， 外顯子 9 編碼 C 末端和 3′端 非翻譯區(qū)［15，16］。TFPI 有 兩 種 剪 切 形 式 TFPIα和 TFPIβ，TFPIα包 括K1、K2、K3三種結構域，K1結構域能結合TF/FⅦa復合體，K2結構域能與Ⅹa因子結合形成TF/FⅦa/FⅩa/TFPI復合體，K3結構域能結合蛋白S從而增強抑制Ⅹa因子活性，此外TFPIα的C末端能促使TFPI與內皮表面的黏多糖結合，但它可被肝素抑制，從而使血中TFPI表達提高2～4倍。TFPIβ雖然僅包括K1、K2兩種結構域，但卻在C末端有一8-12個氨基酸序列，可通過糖磷脂酰肌醇（GPI）錨定抑制內皮FⅩa和TF/FⅦa發(fā)揮抗凝作用［17］。因此無論是TFPIα還是TFPIβ都可通過抑制FⅩa和FⅩa依賴的TF/FⅦa發(fā)揮抗凝作用。此外TFPIα亦可通過其C末端結合Ⅴ因子B區(qū)域來抑制凝血酶原發(fā)揮抗凝作用。TFPI通過與GPI錨定的相關受體結合形成GPI錨定的TFPI在內皮細胞上表達，而內毒素、白介素-1、TNF-α、血小板來源的生長因子、肝素、纖維生長因子等均可生理性上調TFPI的表達。

3　TFPI與糖尿病發(fā)病

3.1抑制炎癥反應 體外研究顯示，持續(xù)高血糖狀態(tài)下，晚期糖化終產物與其特定受體的結合可誘導血管內氧化應激反應，并導致TF表達增加。TF被認為是與糖尿病微血管并發(fā)癥（微量蛋白尿、視網膜病變）和神經病變的獨立危險因素［18］。與此同時亦有研究顯示在合并微量蛋白尿的糖尿病患者中，TFPI表達明顯增加，由于TFPI主要由血管內皮細胞產生，TFPI表達增加說明內皮功能受損，或TFPI通過黏多糖與內皮結合的能力被削弱。其原因為由于糖基化作用增強，內皮抗栓能力下降導致［19，20］。糖尿病患者TFPI表達增加被認為是機體的一種保護性代償反應，用以抵消TF依賴途徑誘導的血液高凝狀態(tài)［21］。

研究證實，炎癥和免疫反應在胰島素抵抗、動脈粥樣硬化等血管性疾病的發(fā)病中起關鍵作用。動脈粥樣硬化（AS）是一種免疫介導的炎癥性病變，而作為AS等危癥的T2DM在發(fā)生發(fā)展過程中也伴隨著一定程度的炎性反應，目前認為免疫相關的炎癥是胰島素抵抗、T2DM進展的主要因素之一［22-24］。大量脂肪組織被巨噬細胞、T細胞浸潤，持續(xù)釋放出促炎因子（IL-1β、TNF、IL-17、IL-6 等），同時抗炎因子IL-10、IL-5、干擾素-γ等也被釋放調控平衡。當病理條件下胰島細胞衰竭導致胰島的肥大細胞和胰島β細胞的增殖，同時持續(xù)的炎性免疫細胞刺激（如單核細胞、巨噬細胞、自然殺傷細胞、淋巴細胞），脂肪細胞及其他浸潤細胞釋放前炎性細胞因子增多，最終導致細胞凋亡，胰島纖維化。近年有人提出在胰島素抵抗、T2DM中發(fā)揮炎性作用源于代謝（營養(yǎng)敏感途徑）和固有免疫（病原敏感途徑）有共同作用的受體或細胞信號通路［25］。臨床研究也證實外周血炎性標志物是T2DM發(fā)生的獨立危險因素，抗炎藥物如阿司匹林、IL-1受體拮抗藥可不同程度降低血糖水平，降低T2DM的發(fā)病風險。故認為炎癥參與T2DM的發(fā)生發(fā)展，而抗炎治療可改善糖代謝紊亂，其機制為內皮受損導致炎性因子釋放增多，再者巨噬細胞等參與調節(jié)免疫炎性反應的全過程。TFPI在炎性反應方面也發(fā)揮重要的調節(jié)作用。糖尿病患者高血糖狀態(tài)誘導的氧化應激反應和炎癥反應可使內皮細胞產生細胞外基質成分，如膠原、纖維連接蛋白和血凝蛋白（vWF和TF）的增加，但由于TFPI分泌水平的改變導致TF表達量與其活性程度并不一致［26］。研究表明炎性反應也可以誘導凝血反應，炎性因子（如白介素-1β、白介素-6、腫瘤壞死因子α）可直接或間接上調TF從而誘導凝血反應發(fā)生［27］。最新研究還發(fā)現在革蘭陰性菌敗血癥鼠模型中TF、凝血酶、FⅩa也可誘導炎性反應，而TFPI則可抑制TF誘導的炎性反應進展［28］。

3.2調節(jié)微血管生成 除炎癥反應外，TFPI在調控微血管生成方面也發(fā)揮重要作用，這與T2DM的發(fā)生發(fā)展亦密切相關。胰島β細胞可分泌血管內皮生長因子A （VEGF-A），VEGF-A與微血管內皮細胞上特異性受體結合后，可發(fā)揮新生血管生成的作用。TF-FⅦa可通過調控PAR-2信號通路促進細胞增生和血管生成。利用腺病毒轉染的內皮細胞實驗表明，外源性TFPI可通過抑制TF/PAR-2信號通路來減少內皮細胞增殖和血管生成［29］。同時TFPI發(fā)揮作用具有濃度依賴性，抑制TF/PAR-2依賴的血管生成通路的TFPI濃度要明顯高于抑制TF/Ⅶa依賴的凝血通路中TFPI的濃度。血漿中TFPI的生理濃度在2.5~5 nM之間，研究表明，當外源性TFPI濃度達20 nM時，可明顯抑制內皮細胞遷移和微血管形成，但對細胞增殖和凋亡無明顯影響。在黑色素瘤的研究中發(fā)現，注射TFPI可明顯抑制瘤體生長，其作用機制與抑制瘤體中的內皮細胞增殖有關。另一方面，糖尿病狀態(tài)下可產生過量活性氧簇（ROS），誘導VEGF的表達，在促進血管生長和維持內皮完整性方面發(fā)揮重要病理生理作用。而TFPI可通過調控多種炎性因子表達 （TNF-α、IL-1、IL-6等）影響體內氧化應激狀態(tài)，改變VEGF表達，從而減少糖尿病患者微血管形成。

3.3影響脂質代謝 糖尿病患者常合并脂類代謝異常，功能障礙的內皮細胞吸收氧化脂質可刺激炎癥細胞和細胞因子產生動脈粥樣硬化斑塊，斑塊內微血管形成可導致斑塊不穩(wěn)定、破裂和血栓的發(fā)生。TFPI最初被發(fā)現可與脂蛋白結合，因此曾命名為脂蛋白相關的凝血抑制劑 （lipoprotein associated coagulation inhibitor，LACI）。近年來的研究發(fā)現，TFPI在脂蛋白和脂質代謝方面有許多新的作用角色。血漿中的游離TFPIα主要與脂蛋白結合，通過硫酸肝素蛋白聚糖（HSPGs）和低密度脂蛋白受體相關蛋白質（LRP）被清除，TFPI羧基端可以結合脂蛋白受體相關蛋白，血管損傷后血管內皮TFPI過表達可以減少急性血栓發(fā)生和新生內膜形成，相反，TFPI表達不足可增加動脈粥樣硬化ApoE缺陷小鼠血栓形成的傾向。TFPI可明顯加快VLDL的攝取、內化和降解過程。過表達TFPI的動脈粥樣硬化模型小鼠，不但顯示出動脈斑塊的減少，而且降低血漿總膽固醇水平，其作用效應呈HSPGs依賴性，在VLDL受體基因表達沉默的小鼠模型中，盡管VLDL受體表達明顯下調，但并沒有明顯減弱TFPI誘導的VLDL的結合和攝?。?0］。同時研究發(fā)現同游離TFPI相比，脂蛋白結合的TFPI抗FXa和TFFVIIa復合體活性減弱，提示脂蛋白結合的TFPI抗凝活性下降［31］。

綜上所述，2型糖尿病的發(fā)病機制復雜，TFPI除發(fā)揮經典的抗凝作用外，在高糖環(huán)境誘導的炎癥反應、血管生成、脂質代謝等方面亦起到重要作用，但具體調控和分子機制需要今后開展更深入的研究以闡明，深入發(fā)掘TFPI的機制，有望為2型糖尿病的治療提供新的高效靶點。

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