色素上皮衍生因子在2型糖尿病合并非酒精性脂肪肝病中的作用

黃文森 施亞雄 楊鑫娜

(泉州醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校內(nèi)科學(xué)教研室，福建 泉州 362000)

伴有非酒精性脂肪肝病(NAFLD)可導(dǎo)致2型糖尿病患者血糖更難控制,并可加速如冠心病和慢性腎臟疾病等糖尿病重要慢性并發(fā)癥的發(fā)展和惡化〔1〕。色素上皮衍生因子(PEDF)具有抗新生血管形成、抗慢性炎癥、抗氧化和營(yíng)養(yǎng)神經(jīng)等多種保護(hù)性效應(yīng)〔2〕。本文就PEDF在2型糖尿病合并非酒精性脂肪肝病中的作用進(jìn)行綜述。

1 PEDF概述

PEDF是1989年在胎兒視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞培養(yǎng)液發(fā)現(xiàn)和提取的一種含有418個(gè)氨基酸的分泌性糖蛋白，其相對(duì)分子質(zhì)量約為50 kD〔3〕；DNA序列分析顯示PEDF屬于絲氨酸蛋白酶抑制劑(Serpin)基因家族，其編碼基因高度保守，定位于人染色體17p13，基因全長(zhǎng)16 kb，由8個(gè)外顯子和7個(gè)內(nèi)含子組成，但不同于經(jīng)典的絲氨酸蛋白酶抑制劑，缺乏抗蛋白酶的活性。PEDF在胎兒及成年人大部分組織均廣泛存在，包括大腦、脊髓、眼部、肝臟、胰腺、腎臟、前列腺、睪丸、卵巢、胎盤等，但有研究表明肝臟和脂肪細(xì)胞是PEDF合成的主要來源〔4，5〕。

2 PEDF在2型糖尿病合并NAFLD中的作用

據(jù)流行病學(xué)調(diào)查顯示〔6〕，目前在我國(guó)20歲以上的人群中，年齡標(biāo)化的糖尿病患病率為9.7%，而糖尿病前期的比例更高達(dá)15.5%，相當(dāng)于每4個(gè)成年人中就有1個(gè)高血糖狀態(tài)者，而NAFLD則是除外酒精和其他明確的肝損害因素所致的，以彌漫性肝細(xì)胞大泡性脂肪變?yōu)橹饕卣鞯呐R床病理綜合征，包括從單純的脂肪肝變性到非酒精性脂肪肝炎(NASH)，以致發(fā)展到肝硬化，甚至可演變?yōu)楦伟AFLD現(xiàn)已成為我國(guó)最常見的慢性肝臟疾病之一，關(guān)于發(fā)病機(jī)制目前廣泛接受的理論是“二次打擊”學(xué)說〔7〕。第一次“打擊”是胰島素抵抗，引起脂肪酸和三酰甘油在肝臟沉積，形成肝細(xì)胞脂肪變，然后在此基礎(chǔ)上發(fā)生第二次“打擊”即氧化應(yīng)激和脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，造成肝細(xì)胞損傷和炎癥反應(yīng)。第二次打擊增加了肝細(xì)胞對(duì)凋亡和壞死的易感性，促進(jìn)肝纖維化和肝硬化的發(fā)生和發(fā)展。而胰島素抵抗亦是2型糖尿病與NAFLD的發(fā)病機(jī)制的“共同土壤”。

多項(xiàng)研究〔8～10〕表明，PEDF與胰島素抵抗密切相關(guān)。Galhardo等〔8〕發(fā)現(xiàn)血清PEDF水平與代表胰島素抵抗的黑棘皮癥呈正相關(guān)。另一項(xiàng)在高加索人進(jìn)行的研究表明糖耐量減低和2型糖尿病的患者血清PEDF水平明顯升高，血清PEDF水平與體重指數(shù)、腰臀比、糖化血紅蛋白、空腹三酰甘油呈正相關(guān)，而與胰島素敏感指數(shù)呈負(fù)相關(guān)，且在校正體重指數(shù)、年齡和空腹三酰甘油后PEDF與胰島素敏感指數(shù)之間的相關(guān)性仍然存在，而減輕體重后血清PEDF水平下降〔9〕。Yilmaz等〔10〕報(bào)道了經(jīng)肝活檢確診NAFLD的患者血清PEDF水平明顯升高，認(rèn)為PEDF是肝臟脂肪變的新型生物學(xué)標(biāo)志；且除外代謝綜合征各項(xiàng)混雜因素的影響，血清PEDF水平仍與肝臟的脂肪變性程度呈獨(dú)立相關(guān)，說明NAFLD患者的血清PEDF水平明顯升高不僅反映代謝綜合征的存在，也說明存在廣泛的肝臟結(jié)構(gòu)改變。

2.1PEDF與胰島素抵抗 PEDF對(duì)于胰島素抵抗的所起作用仍具爭(zhēng)議，其在不同的組織和細(xì)胞中可能發(fā)揮不同的作用。Crowe等〔11〕報(bào)道高脂飲食飼養(yǎng)12 w導(dǎo)致小鼠肥胖，其脂肪細(xì)胞PEDF表達(dá)增多且血清PEDF水平明顯提高；而其體重減輕后，其脂肪細(xì)胞PEDF表達(dá)減少且血清PEDF水平明顯降低，胰島素敏感性也隨之提高；短期注射重組PEDF后可激活正常小鼠肌肉和肝臟組織促炎的絲氨酸/蘇氨酸激酶如c-Jun終端激酶(JNK)、細(xì)胞外調(diào)節(jié)激酶(ERK)，這些激酶可進(jìn)一步阻礙胰島素的信號(hào)傳導(dǎo)；持續(xù)泵入重組PEDF能促進(jìn)小鼠脂肪組織的分解，導(dǎo)致脂肪在肝臟和骨骼肌內(nèi)異位沉積，從而降低胰島素的敏感性；而肥胖小鼠注射PEDF抗體后則明顯改善胰島素抵抗?fàn)顟B(tài)。Yang等〔12〕報(bào)道二甲雙胍可以通過促進(jìn)腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)磷酸化來抑制PEDF在大鼠脂肪細(xì)胞和肝細(xì)胞的表達(dá)和分泌，從而改善胰島素抵抗，因而這些學(xué)者認(rèn)為PEDF是導(dǎo)致胰島素抵抗的原因。然而也有學(xué)者研究〔13〕表明PEDF可改善胰島素抵抗，對(duì)胰島素敏感性起保護(hù)作用，而PEDF水平的升高為胰島素抵抗的反饋表現(xiàn)。Akin等〔14〕報(bào)道二甲雙胍對(duì)新診斷的2型糖尿病患者治療6個(gè)月后，血清PEDF水平明顯提高，且治療后的血清PEDF水平與糖化血紅蛋白水平呈負(fù)相關(guān)。Yamagishi等〔15〕發(fā)現(xiàn)糖尿病或代謝綜合征患者可引起體內(nèi)糖基化終末產(chǎn)物(AGEs)的產(chǎn)生明顯增多，AGEs則刺激肝臟和脂肪細(xì)胞表達(dá)和分泌過多的PEDF來反饋抑制AGEs所產(chǎn)生的有害作用，減少胰島素抵抗；Yoshida等〔16〕發(fā)現(xiàn)PEDF可阻斷AGEs的信號(hào)通路，阻礙肝臟中AGEs與AGEs受體相結(jié)合，從而抑制Ras相關(guān)產(chǎn)物C3肉毒素底物(Rac)-1活化及隨后的JNK信號(hào)通路激活，減少胰島素受體底物(IRS)-1的絲氨酸磷酸化，減輕肝臟胰島素抵抗。

2.2減少肝臟脂肪的含量 PEDF能夠抑制脂肪的形成，促進(jìn)脂肪的分解，從而減少肝臟脂肪的含量。Wang等〔17〕研究表明PEDF可抑制小鼠前脂肪細(xì)胞的分化和脂質(zhì)堆積：①在脂肪形成的早期階段，PEDF通過減弱轉(zhuǎn)錄因子CCAAT/增強(qiáng)子結(jié)合蛋白(C/EBPα)和過氧化物酶體增殖物激活受體(PPARγ)的表達(dá)，抑制脂肪的形成；②PEDF通過抑制有絲分裂克隆擴(kuò)張，減少脂肪的形成關(guān)鍵基因的表達(dá)；③PEDF通過抑制絲裂活化蛋白激酶(MAPK)/細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(ERK)介導(dǎo)的信號(hào)通路，減少C/EBPβ的表達(dá)和磷酸化，抑制脂肪的形成。而PEDF的細(xì)胞膜受體是脂肪三酰甘油水解酶(ATGL)〔18〕，ATGL可分解三酰甘油為二酰甘油和脂肪酸，促進(jìn)脂肪分解。Chung等〔19〕研究表明在PEDF基因敲除的小鼠肝臟，三酰甘油的含量增加，出現(xiàn)明顯的肝細(xì)胞脂肪變性，而給予重組PEDF治療后，ATGL活性增強(qiáng)，三酰甘油的含量減少，肝臟的脂肪變性明顯減輕。而Dai等〔20〕研究表明PEDF對(duì)ATGL有雙重調(diào)控作用：一方面通過蛋白酶體介導(dǎo)的降解減少ATGL蛋白的積聚；另一方面通過下調(diào)G0/G1開關(guān)基因(G0S)2的表達(dá)，激活A(yù)TGL促進(jìn)脂肪分解。另外Chung等〔21〕進(jìn)一步證實(shí)了PEDF可調(diào)控PPARα，增加脂酰輔酶(Co)A合成酶、肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶Ⅰ的表達(dá)，促進(jìn)線粒體及過氧化氫酶體對(duì)長(zhǎng)鏈脂肪酸的β-氧化。

2.3改善氧化應(yīng)激 氧化應(yīng)激是2型糖尿病及其慢性并發(fā)癥的共同發(fā)病機(jī)制。當(dāng)發(fā)生NAFLD時(shí)，肝細(xì)胞中過多的游離脂肪酸發(fā)生脂質(zhì)過氧化，產(chǎn)生大量的活性氧(ROS)是產(chǎn)生氧化應(yīng)激的主要原因〔22〕。而人體生成ROS的酶系統(tǒng)主要包括還原型尼克酰胺腺苷酸二核苷酸磷酸(NADPH)氧化酶途徑、線粒體系統(tǒng)、環(huán)加氧酶和脫合酶系統(tǒng)、嘌呤氧化酶系統(tǒng)等。Zheng等〔23〕發(fā)現(xiàn)PEDF可通過NADPH氧化酶途徑和線粒體系統(tǒng)抑制高糖誘導(dǎo)的ROS的生成，改善氧化應(yīng)激。PEDF可通過抑制NADPH氧化酶阻斷血管緊張素Ⅱ的信號(hào)傳導(dǎo)〔24〕，而有學(xué)者發(fā)現(xiàn)血管緊張素Ⅱ不僅可引起肝臟線粒體的氧化性損傷和損害線粒體脂肪酸的β氧化〔25〕，還可顯著增加肝臟ROS的生成，從而誘發(fā)NAFLD，因此認(rèn)為腎素-血管緊張素系統(tǒng)(RAS)是防治NAFLD的潛在目標(biāo)〔26〕。

2.4抑制炎癥反應(yīng) 2型糖尿病和NAFLD均與慢性低度炎癥密切相關(guān)，而PEDF可調(diào)節(jié)多種炎性因子的表達(dá)，抑制炎癥反應(yīng)。①PEDF通過抑制NADPH氧化酶介導(dǎo)的ROS的生成減少核因子(NF)-κB活化，降低腫瘤壞死因子(TNF)-α活性。TNF-α通過肝細(xì)胞膜上TNF-α受體影響肝臟脂肪代謝，降低胰島素受體酪氨酸激酶的活性,加重胰島素抵抗，促進(jìn)NAFLD的形成；同時(shí)TNF-α也作為一種損傷性炎癥因子，參與肝臟的炎癥和纖維化的發(fā)生發(fā)展。②PEDF抑制白細(xì)胞介素(IL)-6的表達(dá)。IL-6即是經(jīng)典的炎癥因子，也是具有廣泛免疫調(diào)節(jié)作用的脂肪因子。Wieckowska等〔27〕發(fā)現(xiàn)肝臟IL-6在NASH患者的表達(dá)要遠(yuǎn)高于單純性脂肪肝患者及正常人，明確肝臟IL-6的表達(dá)與肝臟炎癥程度呈正相關(guān)；此外，肝臟IL-6水平和血漿的IL-6水平及機(jī)體的胰島素抵抗程度亦呈正相關(guān)；因此認(rèn)為肝臟IL-6表達(dá)增多不僅與NASH發(fā)展有密切聯(lián)系，也和機(jī)體胰島素抵抗及糖尿病緊密相關(guān)。③PEDF可抑制細(xì)胞間黏附分子(ICAM)-1的表達(dá)。ICAM-1在NASH患者的表達(dá)高于臨界NASH患者或非NASH患者，ICAM-1的表達(dá)是促進(jìn)NASH形成發(fā)展的重要炎癥過程〔28〕。④PEDF可減少IL-18的表達(dá)〔29〕，增強(qiáng)IL-10的活性〔30〕。IL-18可調(diào)節(jié)自然殺傷(NK)細(xì)胞分化，促進(jìn)細(xì)胞毒性，在肝臟微循環(huán)產(chǎn)生大量一氧化氮(NO)，NO抑制肝細(xì)胞蛋白質(zhì)的合成，觸發(fā)肝臟組織脂質(zhì)過氧化、氧化應(yīng)激和細(xì)胞毒性，從而導(dǎo)致或加重NAFLD的發(fā)生；而IL-10不僅可抑制IL-18水平的升高，也可作為免疫和炎癥抑制因子拮抗TNF-α及干擾素(IFN)-γ的生物學(xué)活性，從而減少炎癥因子對(duì)肝細(xì)胞的損傷，對(duì)肝臟起保護(hù)作用〔31〕。

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