脂肪細(xì)胞因子chemerin與胰島素抵抗關(guān)系的研究

李會琴 任利容

深圳市寶安區(qū)婦幼保健院，廣東深圳 518000

目前眾多研究顯示，脂肪組織分泌功能在炎癥-胰島素抵抗-糖尿病病理生理改變中發(fā)揮重要作用。脂肪組織有較強(qiáng)的內(nèi)分泌功能，可分泌出眾多脂肪因子，包括瘦素、脂聯(lián)素、Apline 等。目前臨床認(rèn)為chemerin 還具有促炎作用，并與胰島素抵抗、肥胖、代謝綜合征等有關(guān)，本次研究圍繞chemerin 與心肌細(xì)胞胰島素抵抗的關(guān)系及分子學(xué)機(jī)制進(jìn)行分析，旨在為相關(guān)臨床治療提供參考依據(jù)。

1 Chemerin概述

1.1 Chemerin及chemerin R基因結(jié)構(gòu)、定位

1997 年Nagpal 等[1]在人皮膚角質(zhì)化細(xì)胞與成纖細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)chemerin，后Wittamer 等[2]在2003年首次從卵巢癌患者腹水中純化提取出chemerin，Meder 等[3]通過反向藥物篩選法在同年從腎衰患者血液濾過液中分離出chemerin，隨著不斷深入的研究，Bozaoglu 等[4]終在2007 年通過信號序列捕捉技術(shù)證實(shí)其為脂肪細(xì)胞因子。人類chemerin 編碼基因全長約為3289bp，定位于7q3611，包含5個內(nèi)含子與6 個外顯子，mRNA 長度7342bp。人類chemerin R 包含2 個基因hcmklra 和bc2mklrb，均定位在12qi211222411 中，由2 個內(nèi)含子和3 個外顯子組成，堿基序列共47736 對，mRNA 長度1900bp。近5′端的啟動子序列區(qū)未見典型TATA 和CCAAT 盒，而存在轉(zhuǎn)錄因子Sp1，C/EBP，GATA-1 和GATA-2 等的結(jié)合位點(diǎn)[5-6]。

Chemerin 主要結(jié)構(gòu)在不同類生物種類中有高度保守，特別是羧基端。人類chemerinu 結(jié)構(gòu)與不同物種動物之間的氨基酸同源序列不盡相同，例如與豬為84%、大鼠63.%、小鼠66%[7]。其結(jié)構(gòu)類型與殺菌肽、半肽氨酸蛋白酶抑制劑等類似，均利用炭末端處理獲得與免疫反應(yīng)有關(guān)的蛋白多肽，但chemerin 二硫鍵數(shù)量達(dá)到了3 個，超出殺菌肽和半肽氨酸蛋白酶抑制劑的2 個[8]，chemerin、殺菌肽及趨化因子家族均具有堿性等電位、穩(wěn)定、低分子量等相似處。

1.2 Chemerin及chemerin R的基因表達(dá)

Chemerin 存在于人體眾多組織中，但集中表達(dá)于白色脂肪組織、肺及肝臟中，實(shí)時RT-PCR 檢測顯示chemerin mRNA 存在于肺、腦垂體、卵巢、皮膚等組織中，而外周血白細(xì)胞中未見表達(dá)。上述組織中肝臟為血漿chemerin 的主要衍生組織，chemerin R 分布較廣，通常在抗原遞增細(xì)胞中有較高表達(dá)，另外在軟骨細(xì)胞、星形膠質(zhì)細(xì)胞、部分參與免疫調(diào)節(jié)組織中也有表達(dá)。人類與小鼠白色脂肪組織中，有學(xué)者通過定量PCR 分析發(fā)現(xiàn)，chemerin 和chemerin R 的mRNA 表達(dá)較高，且集中在脂肪細(xì)胞中表達(dá)，而在間質(zhì)血管細(xì)胞中表達(dá)較低[9]。有學(xué)者誘導(dǎo)及培養(yǎng)3T3-L1 脂肪細(xì)胞，使用RT-PCR 方式進(jìn)行培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)小鼠體內(nèi)存在chemerin 表達(dá)，當(dāng)脂肪分化后0，0.5，1d 的脂肪細(xì)胞中表達(dá)較弱，而其表達(dá)水平與脂肪細(xì)胞分化的成熟度呈正相關(guān)，最高表達(dá)為分化末期，表示chemerin 在評價脂肪細(xì)胞分化及成熟程度方面有重要價值。

2 Chemerin與脂肪代謝

脂肪組織是人體重要的內(nèi)分泌器官，可分泌Apline、瘦素等多種脂肪因子。chemerin 在成熟的脂肪細(xì)胞中有較高表達(dá)。通過腺病毒載體shRNA阻斷prechemerin 可知脂肪細(xì)胞發(fā)生成熟障礙，表示chemerin 參與脂肪細(xì)胞的分化和成熟。有研究顯示chemerin 可利用刺激細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶1/2 磷酸化達(dá)到促溶質(zhì)目的[10]。Chemerin 促脂溶解作用可增加游離脂肪酸，患者肥胖時，伴隨脂肪組織本身脂解程度增強(qiáng)而提高FFA 水平，并且FFA 水平上升可促進(jìn)chemerin 合成。Muruganandan 等研究得知chemerin 表達(dá)水平在脂肪細(xì)胞生長過程中顯著上升，對脂肪細(xì)胞成熟和分化有重要作用。Ress 等[11]研究發(fā)現(xiàn)，減肥手術(shù)可顯著降低肥胖患者chemerin水平。Bozaoglu 等[4]研究顯示，3T3-L1 脂肪細(xì)胞中chemerin 表達(dá)與脂肪細(xì)胞分化程度有關(guān)，chemerin基因阻斷的成熟脂肪細(xì)胞葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白4、瘦素表達(dá)下降，證明chemerin 可參與調(diào)節(jié)脂肪形成及成熟脂肪細(xì)胞代謝。另有研究顯示，3T3-L1 細(xì)胞分化過程及人脂肪細(xì)胞成熟過程中，chemerin 水平上升，且在高脂飲食喂養(yǎng)小鼠中表達(dá)顯著上升，人重組chemerin 能誘導(dǎo)細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶磷酸化及已分化3T3-L1 細(xì)胞脂解功能[12]。

3 Chemerin與胰島素抵抗

根據(jù)流行病學(xué)研究證實(shí)，脂肪組織分泌功能受到胰島素抵抗、代謝綜合征、脂肪組織分泌功能異常的影響。Bozaoglu[4]研究發(fā)現(xiàn)正常小鼠脂肪組織chemerin 表達(dá)顯著低于糖尿病小鼠。李瑩等[12]對自發(fā)性2 型糖尿病大鼠網(wǎng)膜脂肪組織采取 RT-PCR檢驗(yàn)，結(jié)果顯示糖尿病或肥胖大鼠chemerin 水平高于正常大鼠。Matthew 等將外源性chemerin 注入糖尿病及肥胖小鼠，發(fā)現(xiàn)可通過降低組織攝取葡萄糖、血清胰島素水平從而加劇其糖耐量受損情況。國內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)，體脂成分、肥胖、胰島素抵抗是chemerin 水平上升的獨(dú)立因素[13]。上述研究均說明chemerin 參與胰島素抵抗的發(fā)病。同時chemerin 還可增強(qiáng)胰島素的敏感性。對此，Takahashi 等[14]通過重組人chemerin 對3T3-L1 脂肪細(xì)胞進(jìn)行處理，脂肪細(xì)胞對葡萄糖的攝入量上升41%，同時胰島素受體-1 的磷酸化水平上升，表明chemerin 在3T3-L1 脂肪細(xì)胞中可提高胰島素刺激的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)水平，增強(qiáng)胰島素敏感性，chemerin可進(jìn)一步加劇糖耐量異常。Bozaoglu 等[4]研究發(fā)現(xiàn)，BMI、胰島素（空腹）、血糖（空腹）、血壓及血三酰甘油水平越高，血漿chemerin 水平就越高。國內(nèi)研究顯示，糖耐量正常肥胖者血漿chemerin 水平顯著高于正常人，表示chemerin 參與代謝綜合征及肥胖的病理生理改變中[15]。Ernst 等[16]研究發(fā)現(xiàn)chemerin可加重糖耐量異常，抑制外周組織攝取血糖。關(guān)亞群等[17]對我國維吾爾族代謝綜合征患者的脂肪組織chemerin 及網(wǎng)膜chemerin 表達(dá)進(jìn)行研究，胰島素抵抗人群chemerin 含量顯著高于胰島素敏感人群。Chemerin 表達(dá)可能導(dǎo)致骨骼肌細(xì)胞產(chǎn)生IR。經(jīng)葡萄糖攝取實(shí)驗(yàn)顯示，人原代骨髓肌細(xì)胞中，chemerin降低了胰島素刺激閉葡萄糖攝取量，表示骨骼肌細(xì)胞，chemerin 降低胰島素刺激葡萄糖攝取量，表示骨骼肌細(xì)胞，chemerin 可抑制胰島素刺激葡萄糖專員水平，最終發(fā)生胰島素抵抗。另據(jù)大量研究顯示，當(dāng)chemerin 濃度上升時，葡萄糖攝取率及AMPK 磷酸化水平可出現(xiàn)下降，表示chemerin 可誘導(dǎo)心肌細(xì)胞產(chǎn)生胰島素抵抗。

4 Chemerin與炎癥反應(yīng)

Chemerin 有促炎和抗炎的雙重作用，經(jīng)過眾多的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)chemerin 在肥胖、卵巢癌、肺炎等疾病中高表達(dá)，因此其可能存在炎癥機(jī)制。機(jī)體在正常情況可不斷分泌 prechemerin，但機(jī)體發(fā)生酸中毒、缺氧、損傷或炎癥時，血管內(nèi)皮細(xì)胞異常表達(dá)，進(jìn)而導(dǎo)致一系列病理、生理改變，使抗凝、促凝、凝血因子、纖維蛋白溶解酶等水平上升，上述物質(zhì)可加快prechemerin 活 化 轉(zhuǎn) 變 為chemerin，chemerin 具有抗炎、促炎的多重作用。Cash 等[18]通過研究證實(shí)，Chemerin 肽段具有抗炎特征，可在巨噬細(xì)胞、幼稚型樹突狀細(xì)胞或3T3-L1 脂肪細(xì)胞中高表達(dá)，其作為抗原遞呈細(xì)胞參與炎癥發(fā)生、抗炎、免疫反應(yīng)等眾多環(huán)節(jié)。Lehrke M 等[19]對肥胖患者血漿Chemerin 表達(dá)水平和 IL-6、TNF-α、CRP 水平呈正相關(guān)，同時 IL-6、TNF-α 可增強(qiáng)Chemerin 表達(dá)，上述觀點(diǎn)同樣表示Chemerin 可能參與炎癥反應(yīng)。

另外Chemerin 與其受體ChemR23 同樣具有一定的抗炎作用，Cash 等[18]通過研究發(fā)現(xiàn)，半胱氨酸蛋白酶對小鼠進(jìn)行處理中，pro-chemerin對chemerin 可產(chǎn)生刺激作用，使其出現(xiàn)較強(qiáng)的抗炎特性。鼠chemerin14 肽濃度為10pmol 時可顯著抑制巨噬細(xì)胞，但無法緩解酵母多糖誘導(dǎo)的敲除CMKLR1 小鼠的腹膜炎，表示抗炎作用主要依靠CMKLR1。劉明等[19]研究發(fā)現(xiàn)，CRP 水平與chemerin 有相關(guān)性。Lehrke 等[20]通過對chemerin血清濃度和炎癥介質(zhì)的關(guān)系研究發(fā)現(xiàn)，CRP、TNF-α、IL-6 水平越高，chemerin 濃度越高，且與具有血管保護(hù)作用的HDL-C 呈負(fù)相關(guān)。所以可通過研究糖代謝和炎癥的雙重途徑導(dǎo)致胰島素抵抗，另外chemerin 可誘發(fā)游離脂肪酸大量釋放從而加重IR。

5 Chemerin與血壓

Chemerin 可能成為新的血壓調(diào)節(jié)因子，Goralski 等[21]研究顯示，2 型糖尿病合并高血壓患者的血漿水平顯著高于2 型糖尿病未合并高血壓組和糖耐量正常組。另有研究顯示chemerin 和chemerin R 相結(jié)合后可起到活化細(xì)胞內(nèi)抑制性G蛋白的目的，同時可抑制腺苷酸環(huán)化酶的活性，進(jìn)而減少cAMP 聚集，對細(xì)胞內(nèi)鈣離子釋放產(chǎn)生誘導(dǎo)，增加細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度水平，誘發(fā)血管收縮[22]。同時chemerin 結(jié)構(gòu)與和激肽原、抗菌肽相關(guān)，激活原蛋白水解產(chǎn)物為血管活性肽緩激肽，同時在腎臟中chemerin水平表達(dá)較高，腎臟對血壓有重要影響[23]。但目前對chemerin 在血壓調(diào)節(jié)中的分子機(jī)制尚未有定論，需今后深入研究。

綜上，chemerin 在肥胖、炎癥及胰島素抵抗中發(fā)揮關(guān)鍵作用，考慮其通過參與脂肪細(xì)胞代謝或者炎癥等機(jī)制對胰島素產(chǎn)生抑制作用，而原理并非獨(dú)立存在，是各種介質(zhì)相互作用的結(jié)果。今后仍需進(jìn)一步加深對chemerin 和胰島素抵制機(jī)制的研究，從而為高血壓、糖尿病等代謝類疾病的治療提供重要的干預(yù)靶點(diǎn)。

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