泛素-核糖體融合蛋白52
——糖尿病腎病的早期生物標志物

楊旭升　綜述　張　蕾　審校

糖尿病腎病(DN)已經(jīng)成為全球性的健康威脅，也將是我國慢性腎臟病的首要病因。然而目前缺乏DN診斷、預測及治療標記物，且治療有效性仍較局限。腎活檢被認為是其診斷的金標準,但它也具有不同程度的風險,包括出血、疼痛甚至死亡[1]。因此，尋找一個或多個無創(chuàng)、靈敏、特異度高的標記物就顯得尤為重要。本文將介紹一相對較新的標記物泛素-核糖體融合蛋白52(UbA52)，是糖尿病患者尿液中的特異性蛋白，它不僅可作為新發(fā)糖尿病腎損害的診斷指標，并且這種泛素可能參與了DN的發(fā)病機制。

泛素-核糖體融合蛋白52(UbA52)

UbA52是一種泛素核糖體融合蛋白，該種蛋白是泛素與核糖體蛋白融合而成。泛素是大多數(shù)真核細胞中的小蛋白，主要功能是標記需要分解的蛋白質(zhì)，使其被水解，泛素由四種不同的基因編碼的，包括Uba52、Ubb、Ubc、Uba80[2]。在人類中,UbA80基因和UbA52基因編碼的泛素分別融合到核糖體蛋白S27A和L40上，從而形成泛素核糖體融合蛋白。UbA52是由128個氨基酸構(gòu)成，包括由52個氨基酸構(gòu)成的60S核糖體蛋白與由76個氨基酸構(gòu)成的泛素肽鏈。 目前認為泛素核糖體融合蛋白與一些疾病相關蛋白或基因的增多呈正相關。

UbA52與DN的關系

Dihazi等[3]通過搜集不伴其他疾病的單純2型糖尿病(T2DM)患者、DN 及非糖尿病性蛋白尿患者的尿液進行蛋白質(zhì)組學比較發(fā)現(xiàn)，質(zhì)荷比(m/z)6188的蛋白質(zhì)在單純T2DM患者尿液中增加,m/z14766 的蛋白質(zhì)在DN患者尿液中增高。經(jīng)鑒定2種蛋白均屬泛素,m/z14766的蛋白質(zhì)經(jīng)確定為UbA52蛋白。Sun等[4]首次克隆出小鼠UbA52基因，并通過消減雜交方法發(fā)現(xiàn)DN腎組織中UbA52表達增加，進而應用原位雜交等技術證實UbA52在腎小管中表達且與DN的進展密切相關。這一系列的研究成為充分認識UbA52和DN的關系，并將UbA52發(fā)展為DN 早期診斷的生物標志物奠定了基礎。

UbA52參與糖尿病的作用途徑糖尿病導致長期處于高糖狀態(tài)激活體內(nèi)的氧化應激反應，使泛素蛋白酶體途徑(UPP)活性增加，使核因子κB(NF-κB)抑制蛋白(IκB)與NF-κB分離并被包含UbA52的系統(tǒng)泛素化降解，從而激活NF-κB引起炎癥因子釋放，導致微小血管病變。

UbA52參與DN的作用途徑糖尿病患者細胞內(nèi)高糖可導致超氧化合物形成及活性氧(ROS)物質(zhì)生成增加[5]，導致氧化應激并在糖尿病并發(fā)癥尤其是大小血管并發(fā)癥的發(fā)展進程中起了至關重要的作用[5-7]。研究表明，采用蛋白酶抑制劑蛋白酶體正調(diào)節(jié)抗氧化系統(tǒng)，可防止氧化應激誘導的血管內(nèi)皮功能障礙[8,9]。氧化應激會使UPP中泛素活化酶(E1)、泛素結(jié)合酶(E2)活性增加[10]，將NF-κB抑制蛋白(IκB)與NF-κB分離，使IκB被UPP系統(tǒng)泛素化降解，激活NF-κB。NF-κB活化后能調(diào)控一系列基因的表達，如細胞間黏附分子1、血管細胞黏附蛋白、炎性細胞因子[白細胞介素1(IL-1)、IL-6、IL-18]和腫瘤壞死因子等影響腎血管、腎小球濾過膜的功能從而參與腎損害過程[11]。而E1、E2作為泛素的啟動酶活性增加可使泛素基因之一的UbA52表達增加。曾有實驗表明用過氧化氫刺激細胞即模仿氧化應激狀態(tài)可使UbA52表達增多[12]。

UbA52作為早期DN的生物標志物Dihazi等[3]首次發(fā)現(xiàn)并定義了UbA52，其實通過對DN尿蛋白、DN無尿蛋白、非DN尿蛋白和正常尿的分離和鑒別發(fā)現(xiàn)了DN的患者會釋放出大量UbA52而健康對照組尿液中則沒有該種蛋白，因此UbA 52 可以作為診斷標記。Wada等[13]認為一些基因可以在患糖尿病哺乳類動物特異性表達，包括Tim44、 RSOR/MIOX、UbA52等。Sun等[4]認為UbA52與DN的發(fā)病機制有關系,UbA52的表達和體內(nèi)血糖水平呈正比并通過實驗證實在新生糖尿病鼠的腎臟中UbA52的表達顯著增加，且在腎皮質(zhì)中表達的最為豐富。上海交通大學閆焱[12]通過實驗證明，應用過氧化氫刺激造成機體產(chǎn)生氧化應激反應，可引起UbA52和UbB轉(zhuǎn)錄上調(diào)，但UbC無明顯變化，提示一定程度的氧化應激可造成特定的泛素基因激活。這與上述DN發(fā)病機制中提到的高血糖可引起機體氧化應激反應可激活體內(nèi)的UPP的激活是一致的。即高血糖作為一種刺激使得機體產(chǎn)生氧化應激反應，而該種反應可激活UPP使得UbA52等泛素基因表達增多，降解IκB激活NF-κB導致微血管病變即DN，反映了氧化應激、UPP(UbA52在腎臟特異表達)與DN之間的關系。有文獻提出尿UbA52對DN診斷的靈敏度大于金標準，因此可作為早期DN的診斷指標。UbA52的是公認的重要細胞過程產(chǎn)物，僅見于糖尿病蛋白尿患者尿液中，建議作為DN的一個潛在的早期篩查診斷標志物[14]。

臨床上缺乏特異的DN早期診斷的臨床指標，使用最廣泛的生化預后指標包括，血清肌酐(SCr)、腎小球濾過率與白蛋白排泄率、微量白蛋白尿。目前超過80%的臨床實驗室報告是通過SCr測定來估計腎小球濾過率(GFR)的，盡管SCr經(jīng)過標準化的測定，但SCr受年齡、性別、飲食等多種因素影響使得其并不能成為GFR評估的決定性指標，導致GFR的估算值不精準。然而這種不精確估算將導致GFR<60 ml/(min·1.73 m2)的患者被錯誤分類及不必要的診斷和治療干預措施[15]。其次SCr只有當腎功能降低到原來的三分之一時，才會出現(xiàn)輕微異常，因此已經(jīng)不能作為評價早期腎功能損害的靈敏標志物。

對于白蛋白排泄率而言，一部分患者GFR與白蛋白排泄率變化程度不一致，因此導致對于患者病變程度判斷不準確，這將導致新標記物的探求，以用于鑒別GFR下降與白蛋白排泄率無關聯(lián)性的糖尿病患者。現(xiàn)在臨床腎臟預后標志物價值有限,腎活檢仍然是確診的唯一的方法。

UbA52是尿蛋白中可預測DN進展的理想指標，Dihazi等[3]臨床試驗證明，健康者對照組，單純T2DM組、DN組的尿蛋白分別進行對比發(fā)現(xiàn)，UbA52在DN組患者尿液中明顯增多而其他組別的患者尿液中則未出現(xiàn)。同樣，Otu等[16]對糖尿病患者進行前瞻性隊列研究，當出現(xiàn)DN這一結(jié)果時，對試驗對象的尿液進行分析后認為，DN患者的尿液中存在有12種尿蛋白對DN的發(fā)生有預測作用，UbA52準確性為89%(敏感度93%，特異度86%)。因此認為UbA52可作為DN預測和早期診斷的指標。

UbA52的檢測是尿蛋白組學的一部分，自1996年至2009年7月以來，在PubMed中發(fā)現(xiàn)使用關鍵詞“蛋白質(zhì)組學”或“蛋白質(zhì)組”與“腎”或“尿液”的文章已經(jīng)超過1 200篇[17]。盡管UbA52是近期研究蛋白組學在DN的應用較好的指標，但目前臨床相關報道較少，大多數(shù)為研究實驗，此外該項檢測應用于臨床的標準需要大量的樣本，從靈敏度、特異度及影響因素等多方面評價。故目前UbA52臨床應用的標準值范圍尚不明確，是限制其應用的主要原因。

尿液是一種易于獲得的生物制劑，其包含的蛋白質(zhì)主要來自腎臟。隨著尿蛋白組學的發(fā)展，大樣本的收集，UbA52借助蛋白質(zhì)組學技術應用于臨床將對DN做出比傳統(tǒng)指標(SCr、GFR與白蛋白排泄率、微量白蛋白尿)更早、更準確的診斷和預后評估。選擇尿液作為生物標志物選擇庫可滿足臨床對疾病生物標志物的需求，目前蛋白組學應用CLINPROT系統(tǒng)可檢測復雜體液檢查(如尿液、血液等)，該技術具有較高的準確性、靈敏度，重復性好、檢驗費用低等特點，適用于臨床檢查。

小結(jié)：全球范圍罹患糖尿病的人數(shù)急劇增加，因此繼發(fā)于糖尿病目標靶器官的并發(fā)癥在不久的將來會成為最多和最重要的醫(yī)療問題，在西方國家DN已成為導致終末期腎病的主要病因之一[18]，因此對于一個與其發(fā)病機制相關的指標的發(fā)現(xiàn)及檢測就顯得尤為重要。UbA52的水平與DN患者血糖水平呈正相關，其具有與DN發(fā)病機制密切、在腎臟特異表達且易于獲得等優(yōu)點，相信隨著尿蛋白組學的發(fā)展、普及，UbA52檢測對DN診斷前景光明。

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