不同尿白蛋白排泄率2型糖尿病患者血清HIF-1α、VEGF、vWf、IGF-1、25(OH)D3水平及其相互關(guān)系研究

邵 瀅，呂 川，馬小羽，王秋月

·論著·

不同尿白蛋白排泄率2型糖尿病患者血清HIF-1α、VEGF、vWf、IGF-1、25(OH)D3水平及其相互關(guān)系研究

邵 瀅，呂 川，馬小羽，王秋月*

目的 探討不同尿白蛋白排泄率2型糖尿病(T2DM)患者的血清低氧誘導(dǎo)因子-1α(HIF-1α)、血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)、血管性血友病因子(vWf)、胰島素樣生長因子-1(IGF-1)、25-羥維生素D3〔25(OH)D3〕水平及其相互關(guān)系。方法 選取2012年6月—2014年11月在中國醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院門診及住院部就診的T2DM患者423例作為病例組，根據(jù)尿白蛋白排泄率〔以尿微量白蛋白與尿肌酐比值(ACR)表示〕分為正常尿蛋白組(ACR<30 mg/g，n=163)、微量蛋白尿組(ACR 30～300 mg/g，n=145)、臨床蛋白尿組(ACR>300 mg/g，n=115)；另選取性別、年齡、BMI匹配的本院同期體檢健康成年人165例作為對照組。采用ELISA法集中檢測HIF-1α、VEGF、vWf、IGF-1，采用化學發(fā)光法檢測25(OH)D3。結(jié)果 4組性別、平均年齡、BMI、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)比較，差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；4組糖尿病病程、腰圍、腰臀比(WHR)、空腹血糖(FPG)、糖化血紅蛋白(HbA1c)、總膽固醇(TC)、三酰甘油(TG)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、血肌酐(SCr)、血尿素氮(BUN)、尿酸(UA)、纖維蛋白原(Fg)、空腹胰島素(FINS)、胰島素抵抗指數(shù)(HOMA-IR)、Ln(ACR)、HIF-1α、VEGF、vWf、IGF-1、25(OH)D3比較，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。Pearson相關(guān)分析結(jié)果顯示，HIF-1α與VEGF、HIF-1α與vWf、HIF-1α與IGF-1、VEGF與vWf、VEGF與IGF-1、vWf與IGF-1均呈線性正相關(guān)(P<0.05)，25(OH)D3與HIF-1α、VEGF、vWf、IGF-1均呈線性負相關(guān)(P<0.05)。Spearman秩相關(guān)分析結(jié)果顯示，Ln(ACR)與糖尿病病程、腰圍、WHR、HbA1c、TC、TG、LDL-C、SCr、BUN、UA、Fg、HOMA-IR、HIF-1α、VEGF、vWf、IGF-1呈正相關(guān)(P<0.05)，與25(OH)D3呈負相關(guān)(P<0.05)。多元線性逐步主成分回歸分析結(jié)果顯示，糖尿病病程、TG、LDL-C、SCr、BUN、UA、HOMA-IR、HIF-1α、VEGF、vWf、IGF-1、25(OH)D3是Ln(ACR)的影響因素(P<0.05)，回歸方程為：Y[Ln(ACR)]=2.553+0.967×主成分+0.024×糖尿病病程+0.123×TG+0.147×LDL-C+0.018×SCr+0.195×BUN+0.003×UA+0.033×HOMA-IR-0.045×25(OH)D3，主成分=0.827×HIF-1α+0.846×VEGF+0.727×vWf+0.931×IGF-1。結(jié)論 尿白蛋白排泄率較高T2DM患者的血清HIF-1α、VEGF、vWf、IGF-1水平較高，血清25(OH)D3水平較低。血清HIF-1α、VEGF、vWf、IGF-1可能通過慢性炎性反應(yīng)、促進血管生成、促內(nèi)皮損傷及功能紊亂參與糖尿病腎病(DN)的發(fā)生發(fā)展，并相互作用、相互促進；25(OH)D3可能對DN有保護作用，且其至少有部分保護作用是通過抑制炎性反應(yīng)和異常新生血管形成、抑制血管內(nèi)皮功能紊亂實現(xiàn)的。 【關(guān)鍵詞】 糖尿病腎?。坏脱跽T導(dǎo)因子-1α；血管內(nèi)皮生長因子類；血管性血友病因子；胰島素樣生長因子Ⅰ；骨化二醇

邵瀅，呂川，馬小羽，等.不同尿白蛋白排泄率2型糖尿病患者血清HIF-1α、VEGF、vWf、IGF-1、25(OH)D3水平及其相互關(guān)系研究[J].中國全科醫(yī)學，2017，20(16)：1961-1967.[www.chinagp.net]

SHAO Y,LYU C,MA X Y,et al.Changes of serum HIF-1α,VEGF,vWf,IGF-1,25(OH)D3levels and their correlation in type 2 diabetes mellitus patients with different urinary albumin excretion rates[J].Chinese General Practice，2017，20(16)：1961-1967.

糖尿病腎病(DN)是糖尿病較為常見的并發(fā)癥之一，其特點為腎小球肥大、基底膜增厚及過量細胞外基質(zhì)(extracellular matrix，ECM)沉積，并最終造成腎小球和腎間質(zhì)纖維化，是由遺傳和環(huán)境因素經(jīng)過復(fù)雜的相互作用造成的代謝與血流動力學改變的病理生理過程。近年來，越來越多的報道支持慢性炎性反應(yīng)[1]、新生血管形成[2]、血管內(nèi)皮功能紊亂[3]參與了DN的發(fā)生發(fā)展。DN與一種慢性亞臨床低度炎性狀態(tài)相關(guān)，而該種炎性狀態(tài)在糖尿病診斷前就已經(jīng)存在，炎性反應(yīng)通過氧化應(yīng)激、轉(zhuǎn)錄因子、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路及細胞因子等途徑在DN的發(fā)生發(fā)展中起重要作用。DN早期，新生的異常血管已經(jīng)存在于腎小球附近，NAKAGAWA等[4]發(fā)現(xiàn)新生血管形成在DN的發(fā)病機制中起重要作用；同時WEN等[5]指出，部分抗血管新生類藥物，如腫瘤抑素、內(nèi)皮抑素、血管生成抑制因子、血管抑制蛋白-1等，已經(jīng)被證實在DN的動物模型中具有治療意義。在晚期糖基化產(chǎn)物、細胞因子、氧化應(yīng)激等因素的作用下，內(nèi)皮損傷和功能紊亂造成其不能維持腎小球濾過屏障的正常功能，故內(nèi)皮損傷可以直接導(dǎo)致蛋白尿的發(fā)生，從而促進DN的發(fā)展[6]。

低氧誘導(dǎo)因子-1α(hypoxia-inducible factor-1α，HIF-1α)是機體內(nèi)高度敏感的氧含量監(jiān)測與調(diào)節(jié)蛋白，既往在低氧條件下和腫瘤中的研究較多，然而除低氧外，生長因子、激素、應(yīng)激狀態(tài)、炎性狀態(tài)等因素也均可提高HIF-1α的表達水平[7]，且在高糖條件下HIF-1α是腎臟硬化的關(guān)鍵調(diào)節(jié)分子。血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)是內(nèi)皮細胞的關(guān)鍵生長因子，尤其在腎臟細胞，是與腎臟疾病相關(guān)的最主要的血管生成因子[8]。血管性血友病因子(von willebrand factor，vWf)是由內(nèi)皮細胞釋放的多聚糖蛋白，是內(nèi)皮細胞損傷和功能紊亂的生物學標志物[9]。胰島素樣生長因子-1(insulin-like growth factor-1，IGF-1)對腎臟發(fā)育，腎臟血流動力學，腎小管對水、鈉、磷酸的重吸收起重要作用[10]。對腎小球系膜細胞而言，IGF-1是一個強有力的有絲分裂原，其可以誘導(dǎo)細胞遷移和刺激蛋白多糖、層粘連蛋白、纖維連接蛋白、IV型膠原蛋白生產(chǎn)，從而促進DN的發(fā)生發(fā)展[11]。MAO等[12]發(fā)現(xiàn)，維生素D可以通過抑制前列腺素的合成與活化降低炎性反應(yīng)，通過抑制應(yīng)激激活的蛋白激酶信號通路減緩DN進展。本研究選取這些具有代表性的炎性因子、促血管生成因子、促內(nèi)皮損傷及功能紊亂因子，通過檢測不同尿白蛋白排泄率〔以尿微量白蛋白與尿肌酐比值(ACR)表示〕2型糖尿病(T2DM)患者的相應(yīng)因子水平及相互關(guān)系，明確DN的多種發(fā)病機制及其相互作用，從而為延緩和治療DN提供新靶點。

1 對象與方法

1.1 研究對象 選取2012年6月—2014年11月在中國醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院門診及住院部就診的T2DM患者423例，作為病例組。納入標準：符合1999年WHO制定的T2DM診斷標準[13]。排除標準：(1)伴心、肝、腎疾病及各種感染性疾??；(2)近期發(fā)生過糖尿病酮癥酸中毒、高滲性昏迷；(3)合并高血壓；(4)近期使用過血管緊張素轉(zhuǎn)化酶抑制劑(ACEI)/血管緊張素受體拮抗劑(ARB)。根據(jù)ACR，將病例組患者分為正常尿蛋白組(ACR<30 mg/g，n=163)、微量蛋白尿組(ACR 30～300 mg/g，n=145)、臨床蛋白尿組(ACR>300 mg/g，n=115)。另選取性別、年齡、BMI匹配的本院同期體檢健康成年人165例，作為對照組。本研究通過了中國醫(yī)科大學倫理委員會的批準，納入受試者均簽署知情同意書。

1.2 研究方法

1.2.1 臨床資料收集 通過查閱病歷和體檢報告的方法，收集受試者性別、年齡、糖尿病病程、BMI、腰圍、腰臀比(WHR)等基本信息，以及空腹血糖(FPG)、糖化血紅蛋白(HbA1c)、總膽固醇(TC)、三酰甘油(TG)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、血肌酐(SCr)、血尿素氮(BUN)、尿酸(UA)、纖維蛋白原(Fg)、空腹胰島素(FINS)、胰島素抵抗指數(shù)(HOMA-IR)、ACR、25-羥維生素D3〔25(OH)D3〕等指標的檢測水平。上述指標的檢測均由中國醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院檢驗科完成，其中25(OH)D3的檢測采用化學發(fā)光法。

1.2.2 實驗室指標檢測 采用ELISA法集中檢測HIF-1α(KA1247，臺灣Abnova)、VEGF(CSB-E11718h，武漢華美)、vWf(SBJ-H0100，南京森貝伽)、IGF-1(CSB-E04580h，武漢華美)水平。

2 結(jié)果

2.1 4組臨床資料比較 對照組中，男87例(52.7%)，女78例(47.3%)；正常尿蛋白組中，男82例(50.3%)，女81例(49.7%)；微量蛋白尿組中，男70例(48.3%)，女75例(51.7%)；臨床蛋白尿組中，男59例(51.3%)，女56例(48.7%)。4組性別比較，差異無統(tǒng)計學意義(χ2=0.245，P>0.05)。4組平均年齡、BMI、HDL-C比較，差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；4組糖尿病病程、腰圍、WHR、FPG、HbA1c、TC、TG、LDL-C、SCr、BUN、UA、Fg、FINS、HOMA-IR、Ln(ACR)、HIF-1α、VEGF、vWf、IGF-1、25(OH)D3比較，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05，見表1)。

2.2 HIF-1α、VEGF、vWf、IGF-1、25(OH)D3的相關(guān)性分析 Pearson相關(guān)分析結(jié)果顯示，HIF-1α與VEGF(r=0.508，P<0.05)、HIF-1α與vWf(r=0.522，P<0.05)、HIF-1α與IGF-1(r=0.727，P<0.05)、VEGF與vWf(r=0.461，P<0.05)、VEGF與IGF-1(r=0.820，P<0.05)、vWf與IGF-1(r=0.520，P<0.05)均呈線性正相關(guān)；25(OH)D3與HIF-1α(r=-0.185，P<0.05)、VEGF(r=-0.472，P<0.05)、vWf(r=-0.150，P<0.05)、IGF-1(r=-0.412，P<0.05)均呈線性負相關(guān)。2.3 Ln(ACR)與臨床資料的相關(guān)性分析 Spearman秩相關(guān)分析結(jié)果顯示，Ln(ACR)與糖尿病病程、腰圍、WHR、HbA1c、TC、TG、LDL-C、SCr、BUN、UA、Fg、HOMA-IR、HIF-1α、VEGF、vWf、IGF-1呈正相關(guān)(P<0.05)，與25(OH)D3呈負相關(guān)(P<0.05，見表2)。

表1 4組臨床資料比較

注：WHR=腰臀比，F(xiàn)PG=空腹血糖，HbA1c=糖化血紅蛋白，TC=總膽固醇，TG=三酰甘油，LDL-C=低密度脂蛋白膽固醇，HDL-C =高密度脂蛋白膽固醇，SCr=血肌酐，BUN=血尿素氮，UA=尿酸，F(xiàn)g=纖維蛋白原，F(xiàn)INS=空腹胰島素，HOMA-IR=胰島素抵抗指數(shù)，Ln(ACR)=尿微量白蛋白與尿肌酐比值的對數(shù)值；-代表無此數(shù)據(jù)；與對照組比較，aP<0.05；與正常尿蛋白組比較，bP<0.05；與微量蛋白尿組比較，cP<0.05

表2 Ln(ACR)與臨床資料的相關(guān)性分析

本文要點：

近年來越來越多的報道指出，慢性炎性反應(yīng)、新生血管形成、血管內(nèi)皮功能紊亂參與了糖尿病腎病(DN)的發(fā)生發(fā)展。為明確DN的發(fā)病機制及其相互作用，本研究檢測了不同尿白蛋白排泄率2型糖尿病(T2DM)患者的相關(guān)因子水平，包括氧誘導(dǎo)因子-1α(HIF-1α)、血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)、血管性血友病因子(vWf)、胰島素樣生長因子-1(IGF-1)、25-羥維生素D3〔25(OH)D3〕。通過分析發(fā)現(xiàn)：(1)HIF-1α、VEGF、vWf、IGF-1是促進DN的主要細胞因子，可以相互作用、互相促進，印證了慢性炎性反應(yīng)、新生血管形成及內(nèi)皮功能紊亂是DN發(fā)病機制中的3個重要部分；(2)維生素D對DN有保護作用，且其保護作用可能是通過抑制炎性反應(yīng)、異常新生血管形成及血管內(nèi)皮功能紊亂實現(xiàn)的。本研究結(jié)果可以為延緩和治療DN提供新靶點，創(chuàng)新性和實用性較高。

2.4 Ln(ACR)影響因素的多元線性逐步主成分回歸分析 以Ln(ACR)為因變量，以表2中與Ln(ACR)相關(guān)的指標為自變量，進行多元線性逐步主成分回歸分析。結(jié)果顯示，糖尿病病程、TG、LDL-C、SCr、BUN、UA、HOMA-IR、HIF-1α、VEGF、vWf、IGF-1、25(OH)D3是Ln(ACR)的影響因素(P<0.05)?；貧w方程為：Y[Ln(ACR)]=2.553+0.967×主成分+0.024×糖尿病病程+0.123×TG+0.147×LDL-C+0.018×SCr+0.195×BUN+0.003×UA+0.033×HOMA-IR-0.045×25(OH)D3，主成分=0.827×HIF-1α+0.846×VEGF+0.727×vWf +0.931×IGF-1(見表3)。

表3 Ln(ACR)影響因素的多元線性逐步主成分回歸分析

Table 3 Multiple stepwise regression and principal component regression analysis of the correlation factors for Ln(ACR)

自變量b95%CIb'SEt值P值常量2.553 (1.425, 3.680)-0.5744.451<0.001主成分0.967(0.867, 1.067)0.5480.05119.022<0.001糖尿病病程0.024(0.009, 0.040)0.0790.0083.0910.002TG0.123(0.063, 0.183)0.1040.0314.012<0.001LDL-C0.147(0.049, 0.244)0.0760.0502.9560.003SCr0.018(0.010, 0.026)0.1120.0044.202<0.001BUN0.195(0.113, 0.277)0.1250.0424.680<0.001UA0.003(0.001, 0.004)0.1040.0013.815<0.001HOMA-IR0.033(0.009, 0.057)0.0660.0122.6600.00825(OH)D3-0.045(-0.056,-0.035)-0.2330.005-8.609<0.001

注：主成分=0.827×HIF-1α+0.846×VEGF+0.727×vWf +0.931×IGF-1

3 討論

本研究結(jié)果顯示，血清HIF-1α、VEGF、vWf水平在T2DM患者中均明顯升高，且尿白蛋白排泄率較高的患者水平更高。相關(guān)性分析結(jié)果顯示，HIF-1α、VEGF，vWf與Ln(ACR)呈正相關(guān)，主成分回歸分析也指出上述細胞因子是導(dǎo)致Ln(ACR)升高的重要因素，與既往研究結(jié)果一致[14-15]，進一步證實了慢性炎性反應(yīng)、新生血管形成及血管內(nèi)皮功能紊亂導(dǎo)致DN的學說。

HIF-1α在代謝紊亂和炎癥的條件下，發(fā)揮重要作用。ISOE等[16]的研究結(jié)果證實，在正常供氧高糖培養(yǎng)的人和大鼠的腎小球系膜細胞中，HIF-1α的蛋白水平和mRNA水平明顯升高。BONDEVA等[17]和PLUM等[18]發(fā)現(xiàn)，在腎臟細胞中，非低氧條件下，熒光素酶報告基因檢測、跡和電泳遷移實驗的結(jié)果說明晚期糖基化產(chǎn)物可以通過調(diào)節(jié)絲裂原活化蛋白激酶組織蛋白1(MAPKinase organizer protein1，Morg1)使HIF-1α的轉(zhuǎn)錄活性升高。HIF-1α可以通過激活促纖維化因子，如基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑(tissue inhibitor of metalloproteinase，TIMP)、纖溶酶原激活物抑制劑(plasminogen activator inhibitor，PAI)等刺激膠原聚集；同時，體內(nèi)和體外實驗均證實HIF-1α可以通過激活血管緊張素Ⅱ而促進腎間質(zhì)纖維化[19]。

VEGF在DN患者腎臟和尿液中的表達均升高[2]。內(nèi)皮一氧化氮合酶可以在腎臟調(diào)節(jié)VEGF的功能，在高糖、氧化應(yīng)激、晚期糖基化產(chǎn)物等的作用下，腎臟內(nèi)皮一氧化氮合酶表達下降，此條件下VEGF的表達對內(nèi)皮細胞構(gòu)成毒性作用。在DN中，VEGF的表達升高同時伴隨內(nèi)皮一氧化氮合酶表達下降，共同促進異常的血管生成[2]。VEGF家族及其受體是調(diào)節(jié)新生血管形成的重要細胞信號分子，VEGF表達增加活化磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/蛋白激酶B(AKT)信號通路，使內(nèi)皮一氧化氮合酶磷酸化，從而引起新生血管形成，在內(nèi)皮細胞中，VEGF可以引起PAI-1及金屬蛋白酶間質(zhì)膠原酶表達升高[14]，從而促進DN的發(fā)生發(fā)展。在DN中異常新生血管形成多為不成熟的血管，可以導(dǎo)致腎臟纖維化并最終導(dǎo)致腎小球功能喪失，VEGF可以促進內(nèi)皮細胞增殖、遷移和小管形成并誘導(dǎo)血管滲透性增加，而HIF-1α可以上調(diào)其下游VEGF、轉(zhuǎn)化生長因子-β(transforming growth factor-β，TGF-β)、ECM的表達[20]。

本研究證實HIF-1α與VEGF存在明顯相關(guān)關(guān)系。越來越多的證據(jù)顯示，在糖尿病患者中，HIF-1α通過調(diào)節(jié)其下游靶基因，結(jié)締組織生長因子(connective tissue growth factor，CTGF)、PAI-1、VEGF等的表達，促進腎臟硬化和腎間質(zhì)纖維化[21]。同樣的，既往研究證實在持續(xù)高糖作用下，核因子kB(NF-kB)活化，可以導(dǎo)致其下游的HIF-1α活化，進而使其下游的VEGF表達增加，后者通過旁分泌作用結(jié)合其在腎小球內(nèi)皮細胞上的受體，導(dǎo)致單核細胞遷移進入腎小球、腎小球濾過率升高、蛋白尿、TGF-β表達升高、EMC蓄積并最終導(dǎo)致腎小球硬化和DN[22]。

DN患者血清vWf水平升高，VERROTTI等[23]證實，內(nèi)皮功能紊亂與DN微量蛋白尿的發(fā)生和發(fā)展存在密切聯(lián)系，內(nèi)皮損傷是DN的一個特點，即使在該病的亞臨床階段。高血糖通過電子傳遞鏈產(chǎn)生許多過氧化物，組織內(nèi)皮細胞一氧化氮合成酶活化，活化蛋白激酶C(PKC)和NF-kB，導(dǎo)致產(chǎn)生過量的活性氧，以及一氧化氮合成減少。轉(zhuǎn)錄因子，如NF-kB誘導(dǎo)炎性基因的表達，從而提高其表達，引起炎性細胞因子和黏附分子表達增加[24]，CRUZ等[25]認為血糖升高通過多種信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路引起炎性反應(yīng)，造成內(nèi)皮細胞損傷，從而使vWf水平升高，高凝狀態(tài)形成，進而促進DN的發(fā)生發(fā)展。

本研究發(fā)現(xiàn)，IGF-1與HIF-1α、VEGF、vWf均呈線性正相關(guān)，故推測IGF-1可能通過調(diào)節(jié)HIF-1α、VEGF及vWf參與DN的發(fā)生發(fā)展。KAMENICKY 等[11]指出，生長激素(GH)/IGF-1軸的激活與腎性高血壓、蛋白尿及腎小球硬化存在直接關(guān)系，對DN的早期病變起關(guān)鍵作用。研究認為，在腎小球增生肥大的過程中，GH的作用似乎多由IGF-1介導(dǎo)，但在腎小球硬化中IGF-1可獨立發(fā)揮作用[11]。LEVIN-IAINA等[26]的研究證實，在糖尿病早期，致密斑神經(jīng)源性一氧化氮合酶減少，導(dǎo)致腎小球濾過率升高，腎臟肥大、尿中一氧化氮排泄率下降，IGF-1可以通過TGF-β、VEGF、氧化應(yīng)激、晚期糖基化產(chǎn)物及高凝狀態(tài)等造成腎臟肥大和腎血流動力學異常，DN早期，明顯升高的IGF-1和一氧化氮水平與腎臟肥大、腎小球濾過率升高存在密切關(guān)系。在高糖條件下，IGF-1參與促進基質(zhì)蛋白、蛋白多糖及纖維粘連蛋白(fibronectin,FN)的合成，并直接引起系膜區(qū)域腎小球基底膜ECM的產(chǎn)生與蓄積，而且在DN中IGF-1水平的升高會伴隨IV型膠原、層粘連蛋白水平的升高，共同促進DN的發(fā)生發(fā)展[27]。研究指出，IGF-1可以通過激活PI3K/Akt/哺乳動物西羅莫司靶蛋白(mTOR)信號通路刺激HIF-1α的表達，進而使VEGF表達增加。同樣的，IGF-1通過在翻譯水平上提高α亞基，從而實現(xiàn)對HIF-1α水平的上調(diào)，IGF-1可以使人骨髓間充質(zhì)干細胞vWf蛋白表達增加[28]。

本研究發(fā)現(xiàn)，25(OH)D3與HIF-1α、VEGF及vWf呈線性負相關(guān)，提示維生素D減少蛋白尿、延緩DN進展的作用至少有部分是通過調(diào)節(jié)HIF-1α、VEGF及vWf實現(xiàn)的。PLUM等[18]認為，維生素D的缺乏可能是蛋白尿的獨立危險因素，在動物實驗中已經(jīng)證實，維生素D及其類似物可以明顯降低腎素的mRNA和蛋白表達，從而減少蛋白尿的產(chǎn)生，在給予足量維生素D治療后，蛋白尿明顯下降的同時，TGF-β和Smad3等纖維化指標也明顯下降，所以維生素D治療可以明顯延緩DN進展。腎素-血管緊張素系統(tǒng)(RAS)在DN的進展中起重要的推動作用，而且血管緊張素Ⅱ可以通過多種途徑造成腎臟損傷，包括：增加腎小球毛細血管壓力，炎性因子、纖維化因子的釋放，刺激腎臟細胞增生肥大，ECM蓄積以及足細胞損傷等。維生素D3通過抑制腎素，抑制RAS活化，減少上述損傷，從而保護腎臟[29]。DM患者血清維生素D水平與尿中炎性因子，如腫瘤壞死因子α(TNF-α)、白介素6(IL-6)、細胞間黏附分子-1(ICAM-1)呈明顯正相關(guān)，而給予維生素D補充治療后，上述炎性因子水平下降[12]。1，25(OH)2D3可以通過抑制低氧誘導(dǎo)因子-1(HIF-1)的轉(zhuǎn)錄活性從而在翻譯水平抑制HIF-1蛋白的表達，同時降低其靶基因蛋白VEGF、內(nèi)皮素-1(ET-1)等的表達；其還通過抑制細胞增殖而減少新生血管形成，從而延緩DN的發(fā)生發(fā)展。維生素D缺乏的DN患者與維生素D水平正常的DN患者相比，前者的微血管內(nèi)皮功能明顯下降[30]，血管內(nèi)皮損傷可以導(dǎo)致炎性因子的黏附與激活，可能使vWf表達升高，從而進一步促進DN發(fā)展。

綜上所述，HIF-1α、VEGF、vWf、IGF-1是促進DN的主要細胞因子，其可以相互作用、互相促進，在DN的發(fā)生發(fā)展中起重要作用。同時，本研究也再次證實了慢性炎性反應(yīng)、新生血管形成及內(nèi)皮功能紊亂是DN發(fā)病機制中的3個重要部分。另外，本研究還發(fā)現(xiàn)，25(OH)D3在DN患者中的血清水平降低，尿白蛋白排泄率較高的患者水平更低，且其與HIF-1α、VEGF、vWf呈線性負相關(guān)。提示維生素D對DN有保護作用，且其保護作用可能是通過抑制炎性反應(yīng)、異常新生血管形成及血管內(nèi)皮功能紊亂實現(xiàn)的。

作者貢獻：邵瀅進行研究的實施與可行性分析、數(shù)據(jù)整理和統(tǒng)計學處理、結(jié)果的分析與解釋，撰寫論文并負責英文修訂，參與文章的構(gòu)思與設(shè)計、數(shù)據(jù)收集、論文的修訂、文章的質(zhì)量控制及審校，對文章整體負責，監(jiān)督管理。呂川、馬小羽參與數(shù)據(jù)收集；王秋月參與文章的構(gòu)思與設(shè)計、論文的修訂、文章的質(zhì)量控制及審校，對文章整體負責，監(jiān)督管理。

本文無利益沖突。

[1]SHAO Y,LYU C,WU C,et al.Mir-217 promotes inflammation and fibrosis in high glucose cultured rat glomerular mesangial cells via Sirt1/HIF-1α signaling pathway[J].Diabetes Metab Res Rev,2016,32(6):534-543.DOI:10.1002/dmrr.2788. [2]NAKAGAWA T,SATO W,KOSUGI T,et al.Uncoupling of VEGF with endothelial NO as a potential mechanism for abnormal angiogenesis in the diabetic nephropathy[J].J Diabetes Res,2013,2013(4):184539.DOI:10.1155/2013/184539. [3]CHENG H,HARRIS R C.Renal endothelial dysfunction in diabetic nephropathy[J].Cardiovasc Hematol Disord Drug Targets,2014,14(1):22-33.DOI:10.2174/1871529X14666140401110841. [4]NAKAGAWA T,KOSUGI T,HANEDA M,et al.Abnormal angiogenesis in diabetic nephropathy[J].Diabetes,2009,58(7):1471-1478.DOI:10.2337/db09-0119. [5]WEN D,HUANG X,ZHANG M,et al.Resveratrol attenuates diabetic nephropathy via modulating angiogenesis[J].PLoS One,2013,8(12):e82336.DOI:10.1371/journal.pone.0082336. [6]ADVANI A,GILBERT R E.The endothelium in diabetic nephropathy[J].Semin Nephrol,2012,32(2):199-207.DOI:10.1016/j.semnephrol.2012.02.006. [7]ORTEGA A,FERNNDEZ A,ARENAS M I,et al.Outcome of acute renal injury in diabetic mice with experimental endotoxemia:role of hypoxia-inducible factor-1 α[J].J Diabetes Res,2013,2013:254529.DOI:10.1155/2013/254529. [8]KHOURY C C,ZIYADEH F N.Angiogenic factors[J].Contrib Nephrol,2011,170:83-92.DOI:10.1159/000324950. [9]GOLDBERG R B.Cytokine and cytokine-like inflammation markers,endothelial dysfunction,and imbalanced coagulation in development of diabetes and its complications[J].J Clin Endocrinol Metab,2009,94(9):3171-3182.DOI:10.1210/jc.2008-2534. [10]KUMAR P A,BROSIUS F C,MENON R K.The glomerular podocyte as a target of growth hormone action:implications for the pathogenesis of diabetic nephropathy[J].Curr Diabetes Rev,2011,7(1):50-55. [11]KAMENICKY P,MAZZIOTTI G,LOMBS M,et al.Growth hormone,insulin-like growth factor-1,and the kidney:pathophysiological and clinical implications[J].Endocr Rev,2014,35(2):234-281.DOI:10.1210/er.2013-1071. [12]MAO L,JI F,LIU Y,et al.Calcitriol plays a protective role in diabetic nephropathy through anti-inflammatory effects[J].Int J Clin Exp Med,2014,7(12):5437-5444. [13]GABIR M M,HANSON R L,DABELEA D,et al.Plasma glucose and prediction of microvascular disease and mortality:evaluation of 1997 American Diabetes Association and 1999 World Health Organization criteria for diagnosis of diabetes[J].Diabetes Care,2000,23(8):1113-1118. [14]MAHDY R A,NADA W M,HADHOUD K M,et al.The role of vascular endothelial growth factor in the progression of diabetic vascular complications[J].Eye(Lond),2010,24(10):1576-1584.DOI:10.1038/eye.2010.86. [15]DOMINGUETI C P,DUSSE L M,MD C,et al.Hypercoagulability and cardiovascular disease in diabetic nephropathy[J].Clin Chim Acta,2013,415:279-285.DOI:10.1016/j.cca.2012.10.061. [16]ISOE T,MAKINO Y,MIZUMOTO K,et al.High glucose activates HIF-1-mediated signal transduction in glomerular mesangial cells through a carbohydrate response element binding protein[J].Kidney Int,2010,78(1):48-59.DOI:10.1038/ki.2010.99. [17]BONDEVA T,HEINZIG J,RUHE C,et al.Advanced glycated end-products affect HIF-transcriptional activity in renal cells[J].Mol Endocrinol,2013,27(11):1918-1933.DOI:10.1210/me.2013-1036. [18]PLUM L A,ZELLA J B.Vitamin D compounds and diabetic nephropathy[J].Arch Biochem Biophys,2012,523(1):87-94.DOI:10.1016/j.abb.2012.02.008. [19]TANG L,YI R,YANG B,et al.Valsartan inhibited HIF-1 alpha pathway and attenuated renal interstitial fibrosis in streptozotocin-diabetic rats[J].Diabetes Res Clin Pract,2012,97(1):125-131.DOI:10.1016/j.diabres.2012.01.037. [20]KANG M K,LIM S S,LEE J Y,et al.Anthocyanin-rich purple corn extract inhibit diabetes-associated glomerular angiogenesis[J].PLoS One,2013,8(11):e79823.DOI:10.1371/journal.pone.0079823. [21]MATOBA K,KAWANAMI D,OKADA R,et al.Rho-kinase inhibition prevents the progression of diabetic nephropathy by downregulating hypoxia-inducible factor 1α[J].Kidney Int,2013,84(3):545-554.DOI:10.1038/ki.2013.130. [22]XU X,CHEN P,ZHENG Q,et al.Effect of pioglitazone on diabetic nephropathy and expression of HIF-1α and VEGF in the renal tissues of type 2 diabetic rats[J].Diabetes Res Clin Pract,2011,93(1):63-69.DOI:10.1016/j.diabres.2011.03.019. [23]VERROTTI A,GRECO R,BASCIANI F,et al.von Willebrand factor and its propeptide in children with diabetes.Relation between endothelial dysfunction and microalbuminuria[J].Pediatr Res,2003,53(3):382-386.DOI:10.1203/01.PDR.0000049509.65496.BF. [24]YNGEN M,OSTENSON C G,HJEMDAHL P,et al.Meal-induced platelet activation in Type 2 diabetes mellitus:effects of treatment with repaglinide and glibenclamide[J].Diabet Med,2006,23(2):134-140.DOI:10.1111/j.1464-5491.2005.01765. [25]CRUZ N G,SOUSA L P,SOUSA M O,et al.The linkage between inflammation and Type 2 diabetes mellitus[J].Diabetes Res Clin Pract,2013,99(2):85-92.DOI:10.1016/j.diabres.2012.09.003. [26]LEVIN-IAINA N,IAINA A,RAZ I.The emerging role of NO and IGF-1 in early renal hypertrophy in STZ-induced diabetic rats[J].Diabetes Metab Res Rev,2011,27(3):235-243.DOI:10.1002/dmrr.1172. [27]JI L,YIN X X,WU Z M,et al.Ginkgo biloba extract prevents glucose-induced accumulation of ECM in rat mesangial cells[J].Phytother Res,2009,23(4):477-485.DOI:10.1002/ptr.2652. [28]JAZAYERI M,ALLAMEH A,SOLEIMANI M,et al.Molecular and ultrastructural characterization of endothelial cells differentiated from human bone marrow mesenchymal stem cells[J].Cell Biol Int,2008,32(10):1183-1192.DOI:10.1016/j.cellbi.2008.07.020. [29]LI Y C.Vitamin D and diabetic nephropathy[J].Curr Diab Rep,2008,8(6):464-469. [30]MUNISAMY S,KAMALIAH M D,Suhaidarwani A H,et al.Impaired microvascular endothelial function in vitamin D-deficient diabetic nephropathy patients[J].J Cardiovasc Med(Hagerstown),2013,14(6):466-471.DOI:10.2459/JCM.0b013e3283590d3d.

(本文編輯：王鳳微)

Changes of Serum HIF-1α,VEGF,vWf,IGF-1,25(OH)D3Levels and Their Correlation in Type 2 Diabetes Mellitus Patients with Different Urinary Albumin Excretion Rates

SHAOYing,LYUChuan,MAXiao-yu,WANGQiu-yue*

DepartmentofEndocrinology,theFirstHospitalAffiliatedtoChinaMedicalUniversity,Shenyang110001,China*Correspondingauthor:WANGQiu-yue,Professor,Doctoralsupervisor;E-mail:wqycmu123@163.com

Objective To investigate the changes of serum hypoxia-inducible factor-1 alpha(HIF-1α),vascular endothelial growth factor(VEGF),von Willebrand factor(vWf),insulin-like growth factor-1(IGF-1),25-hydroxyvitamin D3〔25(OH)D3〕 levels and their correlation in type 2 diabetes mellitus(T2DM) patients at different stages of diabetic nephropathy(DN) determined by urinary albumin.Methods Four hundred and twenty-three outpatients and inpatients with T2DM(case group) admitted to the First Hospital Affiliated to China Medical University between June 2012 and November 2014 were included in this study.They were compared with 165 gender- and age- and BMI-matched healthy adults(control group) undergoing physical examination in the same hospital during the same period.For further and detailed study,in accordance with the level of urinary albumin excretion rate〔which is expressed with albumin/creatinine ratio(ACR)〕,we divided the case group into normoalbuminuric subgroup(ACR<30 mg/g,n=163),microalbuminuric subgroup(ACR ranges 30～300 mg/g,n=145),and macroalbuminuric subgroup(ACR>300 mg/g,n=115).The levels of serum HIF-1α,VEGF,vWf,and IGF-1 were determined by enzyme-linked immunosorbent assay(ELISA),and 25(OH)D3was measured by chemiluminescent immunoassay(CLIA) in all the subjects.Results Duration of T2DM,waist circumference,waist to hip ratio(WHR),fasting plasma glucose(FPG),glycosylated hemoglobin(HbA1c),total cholesterol(TC),triacylglycerol(TG),low-density lipoprotein cholesterol(LDL-C),serum creatinine(SCr),blood urea nitrogen(BUN),uric acid(UA),fibrinogen(Fg),fasting insulin(FINS),homeostasis model assessment- insulin resistance(HOMA-IR),Ln(ACR),HIF-1α,VEGF,vWf,IGF-1 and 25(OH)D3differed significantly between the control group,and normoalbuminuric,microalbuminuric and macroalbuminuric subgroups(P<0.05),while gender,average age,BMI,and high-density lipoprotein cholesterol(HDL-C) did not(P>0.05).Pearson correlation analysis found that,HIF-1α had linear positive correlation with VEGF,vWf as well as IGF-1(P<0.05);VEGF was linearly and positively correlated with vWf along with IGF-1(P<0.05);linear positive correlation was found between vWf and IGF-1(P<0.05);while 25(OH)D3showed linear negative correlation with HIF-1α,VEGF,vWf,and IGF-1(P<0.05).Results of Spearman′s rank correlation coefficient analysis demonstrated that,Ln(ACR)was positively associated with the duration of T2DM,waist circumference,WHR,HbA1c,TC,TG,LDL-C,SCr,BUN,UA,Fg,HOMA-IR,HIF-1α,VEGF,vWf and IGF-1(P<0.05),while it was negatively associated with 25(OH)D3(P<0.05).Multiple stepwise regression and principal component regression analysis revealed that the duration of T2DM,TG,LDL-C,SCr,BUN,UA,HOMA-IR,HIF-1α,VEGF,vWf,IGF-1,25(OH)D3were the correlation factors for Ln(ACR)(P<0.05),with a regression equation of Y[Ln(ACR)]=2.553+0.967×principal component +0.024×duration of T2DM +0.123×TG+0.147×LDL-C+0.018×SCr+0.195×BUN+0.003×UA+0.033×HOMA-IR-0.045×25(OH)D3,principal component =0.827×HIF-1α+0.846×VEGF+0.727×vWf +0.931×IGF-1.Conclusion In T2DM patients,with the increase of Ln(ACR),the levels of serum HIF-1α,VEGF,vWf and IGF-1 were gradually increased,while serum 25(OH)D3was gradually decreased.Serum levels of HIF-1α,VEGF,vWf,IGF-1 may be involved in the occurrence and progression of DN through chronic inflammation,promoting angiogenesis,endothelial injury and dysfunction.These pathogeneses interact with each other and promote each other;25(OH)D3may have protective effect on DN,and its protective effect is realized at least in part by inhibiting the inflammatory reaction,abnormal angiogenesis and inhibiting vascular endothelial dysfunction.

Diabetic nephropathy;Hypoxia-inducible factor Ⅰ alpha;Vascular endothelial growth factors;Von willebrand factor;Insulin-like growth factor Ⅰ;Calcifediol

遼寧省高等學?！案叨巳瞬抨犖榻ㄔO(shè)工程”項目(〔2014〕187)110001 遼寧省沈陽市，中國醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院內(nèi)分泌科

R 587.24

A

10.3969/j.issn.1007-9572.2017.16.012

2016-11-13；

2017-02-16)

*通信作者：王秋月，教授，博士生導(dǎo)師；E-mail：wqycmu123@163.com