MCP-1及其基因多態(tài)性與糖尿病腎病的關(guān)系

王 蕓，陳軍寧

(桂林醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院，廣西桂林541001)

糖尿病腎病(DN)的發(fā)病機制比較復(fù)雜，至今尚未完全闡明，可能與遺傳易感性、糖代謝紊亂、細胞因子、炎癥機制等多種因素有關(guān)［1］。近年研究發(fā)現(xiàn)，DN可能和單核巨噬細胞在腎組織的廣泛浸潤有關(guān)。而單核細胞趨化蛋白-1(MCP-1)是單核巨噬細胞特異性趨化因子，是單核巨噬細胞聚集活化的主要因素［2］。本文結(jié)合文獻就MCP-1及其基因多態(tài)性(SNP)與DN的關(guān)系作一綜述。

1 MCP-1概述

1.1 MCP-1的結(jié)構(gòu)特點 根據(jù)趨化因子分子N端含有的半胱氨酸數(shù)目以及是否相連，可將其分為:①CXC趨化因子;②CC趨化因子;③C趨化因子;④CX3C趨化因子。MCP-1屬CC趨化因子亞家族，是一條由76個氨基酸殘基構(gòu)成的蛋白單鏈，含有4個半胱氨酸。MCP-1基因位于染色體17q11.2～q12，人類基因組的MCP-1 DNA已被克隆，含有3個外顯子(長度分別為145、112、478 bp)、2個內(nèi)含子(長度分別為300、325 bp)。其cDNA克隆含有一個由53個氨基酸組成的5'端非密碼區(qū)，一個由389個氨基酸組成的3'端非翻譯區(qū)，cDNA的開放閱讀框架含有297個堿基對，編碼99個氨基酸殘基的蛋白質(zhì)，前23個殘基具有疏水性，是一種信號肽的典型表現(xiàn)，后76個氨基酸構(gòu)成純MCP-1。

1.2 MCP-1的生物學(xué)功能 MCP-1可由多種細胞分泌，如成纖維細胞、平滑肌細胞、人血管內(nèi)皮細胞，能與單核細胞上MCP-1受體CCR2高親和力特異性結(jié)合，通過鈣離子依賴的PKC介導(dǎo)的信號途徑發(fā)揮生物學(xué)作用。MCP-1的主要功能為趨化和激活單核巨噬細胞，誘導(dǎo)單核細胞、內(nèi)皮細胞表達黏附分子，使各種炎性細胞尤其是單核細胞向病變部位聚集，并對IL-6、TNF-α等炎癥因子的刺激作出應(yīng)答。其生物學(xué)活性由兩個區(qū)域組成，一個區(qū)域由Thr-Cys-Tyr序列組成，Thr10點突變?yōu)锳rg、Tyr12點突變?yōu)镮le都會降低MCP-1的生物學(xué)活性;另一個區(qū)域由Ser34和Lys35組成，這兩個氨基酸間如果插入Pro或被Gly-Pro-His所取代，MCP-1的活性便會完全喪失。

2 MCP-1與DN的關(guān)系

正常腎組織多種細胞，如腎小球內(nèi)皮細胞、腎小球系膜細胞(MCs)、腎小管細胞等，可分泌微量的MCP-1［3］。正常情況下，MCs的數(shù)量、形態(tài)和位置保持相對穩(wěn)定;當MCs過度增殖與凋亡時，可致系膜區(qū)纖維連接蛋白和Ⅳ型膠原等沉積增多，同時可伴有MCP-1分泌的增加，將導(dǎo)致細胞外基質(zhì)過量積聚和多種炎性細胞的進一步浸潤［4］。而MCP-1趨化單核巨噬細胞于糖尿病腎組織中，可介導(dǎo)溶酶體釋放，產(chǎn)生氧自由基，促進單核巨噬細胞表達轉(zhuǎn)化生長因子-β1(TGF-β1)，而廣泛浸潤的單核巨噬細胞加劇了腎小球基底膜增厚、細胞外基質(zhì)堆積，進而發(fā)展為腎小球硬化和間質(zhì)纖維化［5］。有研究顯示，糖尿病外周血單核細胞上MCP-1的表達水平與尿白蛋白排泄率呈正相關(guān)，MCP-1 mRNA及蛋白質(zhì)的表達明顯高于正常腎組織，并與腎損害程度呈正相關(guān)，提示MCP-1可能參與了腎小球的損傷，在DN的發(fā)生、發(fā)展中起重要作用［6，7］。

目前發(fā)現(xiàn)，DN患者MCP-1增高可能與以下機制有關(guān):①高血糖刺激MCs合成MCP-1，誘導(dǎo)單核巨噬細胞的浸潤，導(dǎo)致間質(zhì)纖維化，還能通過糖基化終末產(chǎn)物作用于血液單核細胞，增加其MCP-1的表達，從而促進單核細胞粘附于內(nèi)皮，導(dǎo)致動脈粥樣硬化，最終形成腎小球硬化［8］。②DN患者一般都存在血脂代謝紊亂，高水平LDL及其代謝產(chǎn)物氧化修飾的LDL均可刺激MCP-1 mRNA表達［9］。③DN患者細胞因子IL-1、TNF-α、血小板源生長因子、TGF-β等的水平均升高，可刺激腎小球內(nèi)皮細胞、MCs表達高水平的MCP-1［10］。④腎素—血管緊張素系統(tǒng)的產(chǎn)物血管緊張素Ⅱ、Ⅲ促進腎臟微環(huán)境中核因子-κB和MCP-1的活化，調(diào)節(jié)MCP-1參與單核巨噬細胞的浸潤以及細胞外基質(zhì)的積聚，從而加速腎損傷［11，12］。

3 MCP-1 SNP與DN的關(guān)系

3.1 MCP-1 SNP SNP是決定人類疾病易感性和藥物反應(yīng)差異的主要因素。1999年Rovin等［13］發(fā)現(xiàn)，在MCP-1的遠端調(diào)控區(qū)存在2個新的SNP位點:轉(zhuǎn)錄起始位點－2518(G/A)和－2076(A/T)，但在－2076位點的SNP不影響MCP-1的轉(zhuǎn)錄。同時發(fā)現(xiàn)MCP-1基因啟動子區(qū)第2518位核苷酸存在三種基因型:野生型純合子AA、雜合子AG和突變型純合子GG，構(gòu)成了MCP-1基因啟動子區(qū)－2518A/G SNP。用IL-1處理外周血單核細胞，與在－2518 A位點的純合子個體相比，在－2518 G位點的雜合子或純合子個體可產(chǎn)生更多的MCP-1，說明MCP-1的遠端調(diào)控區(qū)的SNP可影響MCP-1表達。

3.2 MCP-1 SNP與DN的關(guān)系 臨床研究發(fā)現(xiàn)，MCP-1 －2518位點的G等位基因在亞洲和墨西哥人中的表達要高于白種人，并能夠有效降低狼瘡性腎炎和IgA腎病患者的腎臟損害［14］。但是，MCP-1 SNP與糖尿病及腎臟疾病的相關(guān)性仍存在爭議。有研究發(fā)現(xiàn)，MCP-1A(－2518)等位基因與糖尿病和DN發(fā)展存在相關(guān)性，白種人1型糖尿病患者的A等位基因和A/A基因型頻率顯著高于正常對照組。Karadeniz等［15］研究發(fā)現(xiàn)，MCP-1－2518等位基因為2型糖尿病進展的獨立危險因素，AA基因型和A等位基因可能決定糖尿病易感性，但未顯示其與DN存在明顯相關(guān)性。同樣，隊列研究也發(fā)現(xiàn)G等位基因與2型糖尿病的低發(fā)病率相關(guān)，并與血漿MCP-1水平的降低有關(guān)。但是，國內(nèi)于南南等［16］研究發(fā)現(xiàn)，MCP-1G(－2518)等位基因可能是2型糖尿病發(fā)生的危險因素，MCP-1A －2518G SNP可能與2型糖尿病的發(fā)生有一定的相關(guān)性。同時有研究表明，G(－2518)等位基因與MCP-1的含量增加有關(guān)，且呈劑量依賴性，即MCP-1－2518位點的基因型為含G者(GG，GA)較AA基因型具有更高的血漿MCP-1含量;GG純合子個體的單核細胞要比AG雜合子個體的單核細胞產(chǎn)生更多的MCP-1。然而，在韓國進行的一項研究［17］卻顯示，A等位基因與糖尿病腎功能衰竭顯著相關(guān)，這表明在某些人群中，A等位基因可能更關(guān)系到DN發(fā)展。由此可知，MCP-1－2518位點的基因型分布及等位基因頻率可能因地域和種族的不同存在差異，因此對與MCP-1－2518A/G相關(guān)疾病研究時需兼顧種族和地域性差異的影響。

綜上所述，MCP-1在腎組織表達的增高，引起單核巨噬細胞浸潤，在DN的發(fā)生、發(fā)展中具有重要作用。采用特異方法抑制或阻斷MCP-1的作用將為DN的防治提供新的靶點，可以有效抑制單核巨噬細胞在腎臟的募集，降低MCP-1介導(dǎo)的直接或間接的腎纖維化效應(yīng)，可望有效延緩DN的發(fā)展。此外，MCP-1基因啟動子區(qū)－2518A/G SNP可以影響該基因遠端調(diào)控節(jié)段的轉(zhuǎn)錄活性，與DN的發(fā)生、發(fā)展有關(guān)。因而，我們設(shè)想通過檢測血液中等位基因的頻率可預(yù)測DN的發(fā)生，同時還可以通過基因重組增加其等位基因的頻率來延緩DN發(fā)展，這還有待進一步的研究和基因工程技術(shù)的發(fā)展，使其成為臨床防治DN的新方法。

［1］Yamagishi S，F(xiàn)ukami K，Ueda S，et al.Molecular mechanisms of diabetic nephropathy and its therapeutic intervention［J］.Curr Drug Targets，2007，8(8):952-959.

［2］Usui HK，Shikata K，Sasaki M，et al.Macrophage scavenge rreceptor-a-deficientmice areresistantagainstdiabeticnephropathy through amelioration of microinflammation［J］.Diabetes，2007，56(2):363-372.

［3］陳文鈺，徐向前.單核細胞趨化蛋白-1與糖尿病腎病的研究進展［J］.福建醫(yī)藥雜志，2010，32(2):57-59.

［4］Ruster C，Wolf G.The role of chemokines and chemokine receptors in diabetic nephropathy［J］.Front Biosci，2008，13(1):944-955.

［5］Elena K，Thomas U.Pathophysiologic link between atherosclerosis and nephrosclerosis［J］.Cardiorenal Syndrome，2010，5:245-253.

［6］Tesch GH.MCP-1/CCL2:a new diagnostic marker and therapeutic target for progressive renal injury in diabetic nephropathy［J］.Am J Physiol Renal Physiol，2008，294(4):697-701.

［7］周興建，蔣綠芝，楊國銘，等.單核細胞趨化因子與2型糖尿病胰島素抵抗相關(guān)性的研究J］.中國糖尿病雜志，2008，16(3):152-153.

［8］Ehlermann P，Eggers K，Bierhaus A，et al.Increased proinflammatory endothelial response to S100A8/A9 after preactivation through advanced glycation end products［J］.Cardiovasc Diabetol，2006，3(5):5-6.

［9］Rutledge JC，Ng KF，Aung HH，et al.Role of triglyceride-rich lipoproteins in diabetic nephropathy［J］.Nat Rev Nephrol，2010，6(1):361-370.

［10］Kiyici S，Erturk Z，Budak F，et al.Serum monocyte chemoattractant protein-1 and monocyte adhesion molecules in type 1 diabetic patients with nephropathy［J］.Arch Med Res，2006，37(8):998-1003.

［11］Zhan Y，Brown C，Maynard E，et al.Ets-1 is a critical regulator of Ang II-mediated vascular inflammation and remodeling［J］.J Clin Invest，2005，115(9):2508-2516.

［12］李建英.糖尿病腎病與核因子-κB信號通路［J］.山東醫(yī)藥，2010，50(1):110-111.

［13］Rovin BH，Lu L，Saxena R.A novel polymorphism in the MCP-1 gene regulatory region that influences MCP-1 expression［J］.Biochemical＆ Biophysical Research Communications，1999，259(2):344-348.

［14］Giunti S，Tesch GH，Pinach S，et al.Monocyte chemoattractant protein-1 has prosclerotic effects both in a mouse model of experimental diabetes and invitro in human me sangial cells［J］.Diabetologia，2008，51(1):198-207.

［15］Karadeniz M，Erdogan M，Cetinkalp A，et al.Monocyte chemoattractant protein-1(MCP-1)2518G/A gene polymorphism in Turkish type 2 diabetes patients with nephropathy［J］.Endocrine，2010，37(3):513-517.

［16］于南南，程曉芳，李鄭芳.MCP-1A-2518G基因多態(tài)性與2型糖尿病的相關(guān)研究［J］.云南醫(yī)藥，2011，32(1):8.

［17］Moon JY，Jeong L，Lee S，et al.Association of polymorphisms in monocyte chemoattractant protein-1 promoter with diabetic kidney failure in Korean patients with type 2 diabetes mellitus［J］.Korean Med Sci，2007，22(5):810-814.