郭慶, 陳詩(shī)意, 沈靜雪
(1. 沈陽(yáng)醫(yī)學(xué)院內(nèi)分泌專業(yè)2018 級(jí)碩士研究生, 遼寧 沈陽(yáng)110034; 2. 沈陽(yáng)醫(yī)學(xué)院附屬中心醫(yī)院內(nèi)分泌科)
全世界約每11 人就有1 人患有糖尿病, 其中90%患者為2 型糖尿?。╰ype 2 diabetes mellitus,T2DM)[1]。 肝臟是全身代謝的關(guān)鍵器官, 對(duì)胰島素抵抗和T2DM 的發(fā)展起著重要作用。 非酒精性脂肪 性 肝 病 (non - alcoholic fatty liver disease,NAFLD) 被認(rèn)為是全世界最普遍的慢性肝病, 其特征是在沒(méi)有酒精濫用或其他慢性肝病的情況下脂肪 的 累 積> 5% 的 肝 臟 組 織[2-3]。 普 通 成 人NAFLD 的患病率介于6.3%~45%, 而T2DM 患者的NAFLD 患病率為28%~70%[4]。 而且T2DM 似乎加速了NAFLD 患者肝病的進(jìn)展。 這些過(guò)程的機(jī)制尚不完全清楚, 但涉及肝臟脂肪積累, 能量代謝的改變和源自各種細(xì)胞類型(包括免疫細(xì)胞)的炎癥信號(hào)[2]。 已有研究提出脂質(zhì)毒素、 線粒體功能、 細(xì)胞因子和脂肪細(xì)胞因子在NAFLD 和T2DM 中起主要作用[2]。 白脂素(asprosin) 是新近發(fā)現(xiàn)的脂肪細(xì)胞因子, 是內(nèi)分泌領(lǐng)域研究的新熱點(diǎn), 其參與糖脂代謝, 增加胰島素抵抗, 在T2DM 合并NAFLD 患者的疾病進(jìn)程中發(fā)揮著重要作用。 但其作用機(jī)制并不是十分明確, 本文旨在對(duì)白脂素的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。
白脂素是2016 年Romere 等[5]在研究新生兒早衰癥 (neonatal progeroid syndrome, NPS) 時(shí),發(fā)現(xiàn)NPS 患者空腹胰島素水平是對(duì)照組的50%,但他們能維持正常血糖水平; 并且發(fā)現(xiàn)NPS 患者FBN1基因3′末端的倒數(shù)第二個(gè)外顯子可能與糖代謝有關(guān)。 進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)Profibrillin 的C 末端裂解產(chǎn)物是一種空腹誘導(dǎo)的血漿蛋白, 由140 個(gè)氨基酸組成, 其中氨基端的11 個(gè)氨基酸由FBN1基因第65 外顯子編碼, 另129 個(gè)氨基酸由第66 外顯子編碼, 它的缺失將導(dǎo)致代謝紊亂, 包括脂質(zhì)紊亂、血漿胰島素水平下降, 但維持正常血糖水平[5-6]。缺乏該蛋白的患者主要表現(xiàn)為白色脂肪組織明顯減少, 故將其命名為白脂素。 其主要由白色脂肪細(xì)胞產(chǎn)生并分泌, 在多個(gè)器官如肝臟、 大腦脂肪組織均有分布, 但主要濃集在肝臟, 提示肝臟可能是白脂素發(fā)揮作用的主要靶器官。 根據(jù)相關(guān)研究, 胰島素抵抗者血清白脂素水平顯著升高, 肝臟是脂肪代謝的主要器官, 在肥胖、 T2DM 等情況下肝臟還具有儲(chǔ)存大量脂質(zhì)的能力[5]。 所以對(duì)白脂素及T2DM 和NAFLD 聯(lián)系的研究, 可能會(huì)更加清楚地解釋胰島素抵抗的發(fā)生機(jī)制。
2.1 白脂素與血糖調(diào)控 Romere 等[5]發(fā)現(xiàn)生理狀態(tài)下, 當(dāng)血糖降低時(shí), 白脂素水平增高, 與肝細(xì)胞表面受體結(jié)合激活G 蛋白-cAMP-PKA 信號(hào)通路, 引起肝糖原釋放, 直接使血糖升高。 既往研究顯示, 其他升血糖激素也是通過(guò)G 蛋白-cAMPPKA 信號(hào)通路調(diào)控血糖[7]。 Romere 等[5]的進(jìn)一步研究結(jié)果顯示, 白脂素識(shí)別的肝細(xì)胞表面的受體與其他升血糖激素識(shí)別的受體不同, 這種獨(dú)特的白脂素受體, 其結(jié)構(gòu)和功能尚不清楚, 需要更深入的研究。 眾所周知, 進(jìn)食是維持血糖平衡的重要環(huán)節(jié)。 Duerrschmid 等[8]利用構(gòu)建的NPS 小鼠模型, 發(fā)現(xiàn)白脂素主要通過(guò)促進(jìn)攝食, 而非降低能量消耗調(diào)控能量代謝; 為了探究白脂素促進(jìn)攝食的機(jī)制, 研究人員利用His 標(biāo)記的白脂素對(duì)小鼠進(jìn)行靜脈注射, 1 h 后, 在小鼠的腦脊液里檢測(cè)到標(biāo)記信號(hào), 證明白脂素能夠透過(guò)血-腦屏障。 進(jìn)一步的研究結(jié)果提示, 白脂素是通過(guò)增強(qiáng)下丘腦中樞攝食相關(guān)的刺鼠基因相關(guān)蛋白(AgRP) 神經(jīng)元活性, 促進(jìn)攝食; 抑制厭食相關(guān)阿片-促黑素細(xì)胞皮質(zhì)素原(POMC) 神經(jīng)元活性, 促進(jìn)食欲, 來(lái)調(diào)控機(jī)體的能量代謝[8-10]。 當(dāng)人的胰島β 細(xì)胞受損,胰島素分泌不足, 可導(dǎo)致血糖水平升高。 Lee等[11]利用白脂素處理胰島β 細(xì)胞系MIN6 細(xì)胞和人類原代胰島細(xì)胞, 其增強(qiáng)了炎癥反應(yīng)、 細(xì)胞功能障礙和劑量依賴的細(xì)胞凋亡; Toll 樣受體4 (TLR4) 表達(dá)和JNK 磷酸化誘導(dǎo)產(chǎn)生并分泌白脂素, 而TLR4 或JNK 的siRNA 減輕了白脂素對(duì)炎癥和細(xì)胞功能障礙的影響, 結(jié)果表明, 白脂素通過(guò)TLR4 / JNK 介導(dǎo)的途徑導(dǎo)致胰島的炎癥和功能障礙。 因此, 白脂素可作為通過(guò)保留β 細(xì)胞功能來(lái)治療2 型糖尿病的新型治療靶標(biāo)。
2.2 白脂素與胰島素抵抗 Zhang 等[12]研究發(fā)現(xiàn), T2DM 患者血清白脂素水平與胰島素抵抗相關(guān)指標(biāo)如空腹血糖(FPG) 及穩(wěn)態(tài)模型評(píng)估-胰島素抵抗指數(shù)(HOMA-IR) 等呈正相關(guān)。 Wang 等[13]研究同樣顯示, T2DM 患者血清白脂素水平與腰圍、 FPG、 餐后2 h 血糖(2hPG)、 糖化血紅蛋白(HbA1c)、 甘油三酯(TG) 和HOMA-IR 呈正相關(guān); 而與穩(wěn)態(tài)模型評(píng)估-β 細(xì)胞功能(HOMA-β)、第一時(shí)相胰島素分泌曲線下面積(AUC)、 急性胰島素反應(yīng)(AIR) 和葡萄糖處置指數(shù)(GDI) 呈負(fù)相關(guān)。 Romere 等[5]在8 例胰島素抵抗的患者中也發(fā)現(xiàn), 白脂素水平隨胰島素抵抗的進(jìn)展而升高,而給予胰島素抵抗小鼠模型注射白脂素特異性單克隆抗體(mAb), 結(jié)果發(fā)現(xiàn)白脂素水平下降, 同時(shí)葡萄糖濃度也出現(xiàn)明顯下降, 表明mAb 中和白脂素后, 能夠明顯抑制肝臟葡萄糖釋放, 改善糖代謝紊亂。 Duerrschmid 等[8]也發(fā)現(xiàn), mAb 中和白脂素后, 能夠通過(guò)下丘腦中樞神經(jīng)元活性改善胰島素抵抗。 Jung 等[14]進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)白脂素可以通過(guò)與PKCδ 相關(guān)的ER 應(yīng)激/炎癥途徑導(dǎo)致骨骼肌胰島素敏感性下降。
2.3 白脂素與T2DM 相關(guān)并發(fā)癥 糖尿病心肌病是糖尿病的并發(fā)癥之一, 是導(dǎo)致糖尿病患者死亡的主要原因之一。 朱麗雯等[15]研究顯示, 白脂素在心肌缺血再灌注損傷中起著重要作用, 提示白脂素與心血管疾病密切相關(guān)。 研究表明, 高血糖引起的心肌細(xì)胞凋亡是糖尿病心肌病發(fā)病的重要機(jī)制[16]。 因此, 馮健等[17]用白脂素對(duì)小鼠心肌細(xì)胞(MCMs) 進(jìn)行干預(yù), 檢測(cè)白脂素、 心肌細(xì)胞凋亡率和氧化應(yīng)激水平, 結(jié)果顯示, 白脂素對(duì)正常糖濃度下的MCMs 凋亡無(wú)明顯影響, 而能降低高糖誘導(dǎo)的MCMs 凋亡, 而H2O2能逆轉(zhuǎn)這種現(xiàn)象。因此, T2DM 患者白脂素濃度升高, 可能是糖尿病心肌病的一種保護(hù)機(jī)制, 但后續(xù)仍需要探究白脂素在糖尿病心肌細(xì)胞損傷中的作用。
NAFLD 是一種多系統(tǒng)受累的代謝性疾病, 與代謝綜合征、 T2DM 互為因果[4]。 血液中甘油三酯大量聚集促使游離脂肪酸氧化, 出現(xiàn)活性氧, 對(duì)線粒體造成氧化損傷, 對(duì)β 氧化途徑產(chǎn)生影響,加重肝細(xì)胞脂肪變性; 使脂質(zhì)過(guò)氧化加重, 谷胱甘肽減少, 轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β 和腫瘤壞死因子α 增加, 炎性反應(yīng)加重, 誘發(fā)肝臟纖維化, 纖維化導(dǎo)致肝臟微循環(huán)障礙, 部分細(xì)胞缺血壞死, 肝小葉重建, 發(fā)展為肝硬化[18-20]。 因此甘油三酯可以作為診斷NAFLD 的參考指標(biāo)。 Zhang 等[12]研究結(jié)果表明, 在T2DM 人群中, 白脂素與甘油三酯呈顯著正相關(guān), 且甘油三酯是白脂素的獨(dú)立相關(guān)因素。李昊翔等[21]研究結(jié)果也顯示, 血清白脂素濃度與甘油三酯及BMI 呈正相關(guān)。 柯帆[22]的研究也表明, 白脂素是NAFLD 發(fā)生的獨(dú)立風(fēng)險(xiǎn)因素, 對(duì)NAFLD 的發(fā)生有一定的預(yù)測(cè)作用。 所以白脂素在NAFLD 的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用。
T2DM 合并NAFLD 有著共同的發(fā)病機(jī)制, 如胰島素抵抗。 而引起胰島素抵抗的主要原因是肥胖[23]。 胰島素抵抗可導(dǎo)致高胰島素血癥, 引起肝臟脂質(zhì)消耗降低以及合成增多[23]。 NAFLD 亦是胰島素抵抗、 T2DM 的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。 李昊翔等[21]研究表明, T2DM 合并NAFLD 組血清白脂素濃度明顯高于單純T2DM 組; T2DM 病程為白脂素濃度獨(dú)立相關(guān)因素; 根據(jù)白脂素濃度按三分位法分為3組, 隨著白脂素濃度升高, NAFLD 的患病率逐漸升高, 提示白脂素在T2DM 合并NAFLD 的發(fā)生發(fā)展中起著一定作用。 柯帆[22]研究顯示, T2DM 合并NAFLD 患者組與正常對(duì)照組相比, 血清白脂素濃度顯著升高; 在NAFLD 患者中, 無(wú)論是否合并T2DM, 其NFS 評(píng)分均與白脂素呈負(fù)相關(guān), 白脂素的檢測(cè)對(duì)于判斷患者肝纖維化的程度有一定的參考價(jià)值。
綜上所述, 在糖脂代謝中白脂素能夠升高血糖, 增加甘油三酯的水平, 并且增加了胰島素抵抗, 但在糖尿病心肌病中卻起著保護(hù)作用。NAFLD 是一種與胰島素抵抗、 糖脂代謝紊亂密切相關(guān)的疾病, 白脂素在NAFLD 的發(fā)生發(fā)展中起著重要作用, 且是NAFLD 發(fā)生的獨(dú)立危險(xiǎn)因素, 但白脂素在NAFLD 的發(fā)生發(fā)展中的機(jī)制仍不十分明確。 白脂素水平可能是糖尿病和NAFLD 的早期診斷指標(biāo), 并且可能是早期糖尿病、 T2DM 和NAFLD 的潛在治療靶點(diǎn)。 但仍然需要進(jìn)行更深入的研究來(lái)明確相關(guān)機(jī)制, 尤其是糖尿病及其并發(fā)癥方面的研究。