Vaspin對2型糖尿病大血管病變的保護(hù)作用

袁和菊 劉晶 李娜 劉曉霞 李興

1山西醫(yī)科大學(xué)，太原 030001; 2山西醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院內(nèi)分泌科，太原 030009

近年來，2型糖尿病(T2DM)及其并發(fā)癥已成為危害健康的重要疾病。T2DM患者大血管并發(fā)癥的患病風(fēng)險是非糖尿病患者的2～4倍，嚴(yán)重影響患者的生存質(zhì)量，已成為致死、致殘的主要原因。Vaspin是新近發(fā)現(xiàn)的一種脂肪因子，具有改善胰島素抵抗和抗動脈粥樣硬化作用?，F(xiàn)就vaspin對T2DM大血管病變的保護(hù)作用及機(jī)制進(jìn)行綜述，以期為T2DM大血管病變預(yù)防及治療提供新思路。

1 Vaspin概述

Vaspin是絲氨酸蛋白酶抑制劑家族成員之一。2005年日本研究人員首次在OLEFT大鼠(腹型肥胖的T2DM大鼠模型)的白色脂肪組織中分離到vaspin。人vaspin蛋白由414個氨基酸組成，其結(jié)構(gòu)包括3個β折疊、9個α螺旋和一個暴露的可變反應(yīng)中心環(huán)。Vaspin mRNA僅在23%的內(nèi)臟脂肪組織及15%的皮下脂肪組織中表達(dá)，在棕色脂肪組織及棕色脂肪細(xì)胞中顯著表達(dá)。除脂肪組織分泌vaspin外，在肝臟、骨骼肌、皮膚、下丘腦、胰島、胃和血管間質(zhì)細(xì)胞中也檢測到較高水平vaspin mRNA的表達(dá)。

健康人血清vaspin平均水平為0.18～1.55 ng·ml-1[1]。7%的日本人和1%的歐洲人vaspin水平高于10 ng·ml-1，甚至高達(dá)30 ng·ml-1[2]。人血清vaspin水平升高與體重指數(shù)和胰島素抵抗有關(guān)。大量研究發(fā)現(xiàn)，T2DM患者血清vaspin水平較高。在一項(xiàng)包含11個研究1 500名參與者的薈萃分析中，T2DM患者血清vaspin水平顯著升高[1]。這可能與vaspin抑制激肽釋放酶7的活性有關(guān)，而后者是一種具有胰島素裂解活性的絲氨酸蛋白酶，進(jìn)而增加胰島素水平，對T2DM發(fā)揮代償作用。健康者血清vaspin濃度呈現(xiàn)出與食物攝入相關(guān)的晝夜節(jié)律變化。血清vaspin水平在清晨早餐前最高，早餐后2 h下降到最低水平；盡管在午餐和晚餐的濃度變化幅度較早餐小，但血清vaspin水平也呈現(xiàn)出餐前升高、餐后下降趨勢。且這種節(jié)律與胰島素水平相反，隨著餐后胰島素水平的升高，血清vaspin水平降低。

Vaspin具有胰島素增敏效應(yīng)。二甲雙胍或羅格列酮或二者聯(lián)合治療可顯著降低T2DM患者血清vaspin水平[3]。在新診斷的T2DM患者中，短期持續(xù)皮下注射胰島素可顯著降低血清vaspin水平，這與胰島素敏感性改善和胰島素抵抗指數(shù)改變有關(guān)[4]。健康人群應(yīng)用胰島素后同樣會引起血清vaspin水平顯著下降[5]。此外，vaspin還參與多種生物過程調(diào)節(jié)，如攝食行為、骨代謝和血管穩(wěn)態(tài)[6-7]。

2 Vaspin與T2DM大血管病變

盡管血清vaspin水平與T2DM大血管并發(fā)癥的關(guān)系存在爭議，但多數(shù)臨床研究認(rèn)為，vaspin可作為T2DM大血管病變的新標(biāo)志物及保護(hù)因子。在T2DM患者中，隨著糖尿病病程的延長、大血管并發(fā)癥的出現(xiàn)及動脈粥樣硬化嚴(yán)重程度的加重，機(jī)體分泌vaspin的代償能力逐漸下降[8-11]。在T2DM患者中，血清vaspin水平降低是T2DM患者發(fā)生下肢血管病變[8]及急性冠狀動脈綜合征[9]的獨(dú)立危險因素。在60歲以上的老年T2DM患者中，合并頸動脈病變者血清vaspin水平較單純糖尿病患者顯著下降[10]。在一項(xiàng)包括256例老年T2DM患者的回顧性研究中，重度組(雙側(cè)頸動脈閉塞或狹窄≥50%)血清vaspin水平較輕-中度組(頸動脈內(nèi)膜中層增厚或斑塊形成或-雙側(cè)頸動脈狹窄<50%)明顯下降[11]。

3 Vaspin對T2DM大血管病變的保護(hù)作用及機(jī)制

動脈粥樣硬化是T2DM大血管病變的病理基礎(chǔ)，也是血管壁的慢性炎性反應(yīng)。粥樣斑塊形成包括內(nèi)皮細(xì)胞受損，平滑肌細(xì)胞遷移、增殖，巨噬細(xì)胞源性泡沫細(xì)胞形成等過程。Vaspin作用于上述環(huán)節(jié)，發(fā)揮抗動脈粥樣硬化作用。

3.1 Vaspin對血管內(nèi)皮細(xì)胞的影響 內(nèi)皮細(xì)胞凋亡和內(nèi)皮依賴性血管舒張功能受損(內(nèi)皮功能障礙)是動脈粥樣硬化發(fā)生的重要早期事件。

3.1.1 Vaspin抑制內(nèi)皮細(xì)胞凋亡 Vaspin促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞增殖和抑制其凋亡。蛋白激酶B(Akt)在調(diào)節(jié)細(xì)胞生長、增殖、存活以及代謝等方面起重要作用。Jung等[12]研究發(fā)現(xiàn)，vaspin可顯著增加Akt磷酸化水平，上調(diào)磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)/Akt信號通路，抑制游離脂肪酸誘導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞凋亡。同樣，Nakatsuka等[13]實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，vaspin可抑制高糖誘導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞凋亡，其作為內(nèi)皮細(xì)胞表面葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白78/電壓依賴性陰離子通道(GRP78/VDAC)復(fù)合物的配體，可增加Akt磷酸化，促進(jìn)細(xì)胞增殖，抑制Ca2+內(nèi)流及其誘導(dǎo)的凋亡；且vaspin與內(nèi)皮細(xì)胞表面GRP78相互作用可調(diào)節(jié)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)，發(fā)揮保護(hù)內(nèi)皮細(xì)胞的作用。

甲基乙二醛是葡萄糖的活性代謝物，介導(dǎo)糖尿病血管并發(fā)癥，包括內(nèi)皮細(xì)胞炎性反應(yīng)和凋亡。Vaspin通過干擾人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞中NADPH氧化酶活性而抑制活性氧簇生成，進(jìn)而抑制甲基乙二醛誘導(dǎo)的caspase-3依賴的內(nèi)皮細(xì)胞凋亡[14]。

3.1.2 Vaspin改善內(nèi)皮功能障礙 一氧化氮在維持血管張力和結(jié)構(gòu)中起著至關(guān)重要的作用。Vaspin可抑制內(nèi)源性內(nèi)皮型一氧化氮合酶(eNOS)抑制劑(二甲基精氨酸)的產(chǎn)生，進(jìn)而增加一氧化氮的生物利用度[15]。Vaspin通過上調(diào)PI3K/Akt/eNOS途徑，上調(diào)eNOS蛋白表達(dá)，促進(jìn)eNOS活化，進(jìn)而改善高糖誘導(dǎo)的內(nèi)皮祖細(xì)胞功能障礙[16]。Kameshima等[17]發(fā)現(xiàn)，在大鼠腸系膜上動脈內(nèi)皮細(xì)胞中，vaspin可抑制乙酰膽堿酯酶活性，增加乙酰膽堿誘導(dǎo)的eNOS磷酸化，使一氧化氮產(chǎn)生增加，從而發(fā)揮內(nèi)皮依賴的舒張作用。

3.2 Vaspin對血管平滑肌細(xì)胞的影響

3.2.1 Vaspin抑制血管平滑肌細(xì)胞遷移 平滑肌細(xì)胞遷移是動脈粥樣硬化發(fā)生、發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。血小板源性生長因子-BB(PDGF-BB)是血管平滑肌細(xì)胞從中膜遷移到內(nèi)膜最重要的刺激因子之一。Vaspin可顯著抑制PDGF-BB誘導(dǎo)的p38和熱休克蛋白27(HSP27)的磷酸化以及活性氧簇的產(chǎn)生，即vaspin通過抑制p38/HSP27信號從而抑制PDGF-BB誘導(dǎo)的血管平滑肌細(xì)胞遷移[18]。在最近的一項(xiàng)研究中，vaspin通過下調(diào)細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶(ERK)1/2和c-Jun氨基末端激酶(JNK)，進(jìn)而顯著抑制血管緊張素Ⅱ誘導(dǎo)的血管平滑肌細(xì)胞遷移[19]。

3.2.2 Vaspin抑制血管平滑肌細(xì)胞增殖 在糖尿病患者動脈粥樣硬化病變形成和再狹窄中，血管平滑肌細(xì)胞在動脈壁的增殖中發(fā)揮關(guān)鍵作用。在幾種血管活性氧簇來源中，NADPH氧化酶是活性氧簇的主要來源?；钚匝醮乜杉せ罱z裂原活化蛋白激酶(MAPK)和PI3K/Akt信號通路。而MAPK信號通路可促進(jìn)細(xì)胞增殖。Vaspin可顯著抑制高糖環(huán)境中平滑肌細(xì)胞活性氧簇的生成和NADPH氧化酶活性，進(jìn)而抑制p38和JNK1/2的磷酸化及MAPK信號通路，從而抑制高糖誘導(dǎo)的血管平滑肌細(xì)胞增殖[20]。同時，vaspin可抑制Akt磷酸化，即抑制PI3K/Akt信號通路介導(dǎo)的血管平滑肌細(xì)胞增殖和趨化[20]。作為MAPKs和PI3K/Akt通路的下游靶點(diǎn)，核因子-κB的激活可被vaspin明顯抑制[20]。胰島素受體信號通路也與血管平滑肌細(xì)胞功能有關(guān)[21]。胰島素受體底物(IRS)-1是維持平滑肌細(xì)胞非增殖狀態(tài)的重要因素，其過度表達(dá)可抑制MAPK的磷酸化和細(xì)胞增殖[21]。高糖環(huán)境中，活性氧簇誘導(dǎo)IRS-1磷酸化，導(dǎo)致平滑肌細(xì)胞的IRS-1蛋白減少，而vaspin可減弱胰島素受體和IRS的磷酸化，抑制平滑肌細(xì)胞增殖[20]。Vaspin通過阻斷活性氧簇的生成，以及MAPK、PI3K/Akt、胰島素受體信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和核因子-κB信號通路，減輕高糖誘導(dǎo)的血管平滑肌細(xì)胞增殖和趨化。

此外，vaspin上調(diào)PI3K和Akt磷酸化，有助于增加血管平滑肌細(xì)胞Ⅰ型和Ⅲ型膠原蛋白表達(dá)，增加斑塊穩(wěn)定性[19]。且vaspin可抑制血管平滑肌細(xì)胞肥大，抑制血管壁重塑[22]。

3.3 Vaspin對巨噬細(xì)胞的影響 Vaspin通過抑制巨噬細(xì)胞的炎性表型和巨噬細(xì)胞源性泡沫細(xì)胞的形成，抑制動脈粥樣硬化的形成。Vaspin促進(jìn)巨噬細(xì)胞向抗炎表型轉(zhuǎn)化，這與核因子-κB下調(diào)和過氧化物酶體增殖物活化受體γ上調(diào)有關(guān)[19]。ATP結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)子(ABC)A1可促進(jìn)膽固醇從巨噬細(xì)胞逆轉(zhuǎn)運(yùn)向載脂蛋白A-1，而microRNA-33a通過降低ABCA1水平，抑制膽固醇的逆轉(zhuǎn)運(yùn)。Vaspin通過抑制核因子-κB/microRNA-33通路，上調(diào)ABCA1的水平，促進(jìn)人THP-1巨噬細(xì)胞中膽固醇逆轉(zhuǎn)運(yùn)，抑制脂質(zhì)在巨噬細(xì)胞內(nèi)聚集，從而減少泡沫細(xì)胞的形成[23]。同期另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，vaspin抑制巨噬細(xì)胞清道夫受體CD36蛋白和膽固醇?；D(zhuǎn)移酶1表達(dá)，上調(diào)ABCA1、ABCG1和清道夫受體B類1表達(dá)，進(jìn)而抑制巨噬細(xì)胞源性泡沫細(xì)胞的形成[19]。在載脂蛋白E-/-小鼠中，vaspin顯著降低粥樣硬化斑塊中單核-巨噬細(xì)胞浸潤和巨噬細(xì)胞含量/平滑肌細(xì)胞含量的比值(斑塊不穩(wěn)定性的生物標(biāo)志物)，縮小斑塊并增加斑塊穩(wěn)定性[19]。

在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激狀態(tài)下， GRP78從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞膜表面。Vaspin作用于GRP78/MTJ-1(小鼠腫瘤細(xì)胞DNaJ樣蛋白1)復(fù)合物并激活隨后的信號，對內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)的代謝功能障礙發(fā)揮有益作用[24]。尤其在動脈粥樣硬化晚期病變中，持續(xù)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激會導(dǎo)致巨噬細(xì)胞壞死。Vaspin可抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞凋亡，減小粥樣斑塊，延緩載脂蛋白E-/-小鼠動脈粥樣硬化斑塊的進(jìn)展[25]。

3.4 Vaspin對血管炎性反應(yīng)的影響 動脈粥樣硬化是血管壁的慢性炎性反應(yīng)。炎性反應(yīng)是白細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞以及平滑肌細(xì)胞之間的相互作用引起的。Vaspin可抑制黏附分子的表達(dá)，改善血管炎性狀態(tài)。Vaspin通過激活A(yù)MP活化蛋白激酶而抑制核因子-κB，從而抑制細(xì)胞因子誘導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞黏附分子的表達(dá)，如細(xì)胞間黏附分子-1、血管細(xì)胞黏附分子-1、E-選擇素和單核細(xì)胞趨化蛋白-1[26]。同樣，vaspin可抑制活性氧簇的產(chǎn)生及隨后核因子-κB和蛋白激酶C-θ信號通路的激活，進(jìn)而抑制腫瘤壞死因子-α誘導(dǎo)的血管平滑肌細(xì)胞黏附分子的表達(dá)和減弱平滑肌細(xì)胞與單核細(xì)胞之間的黏附[27]。

4 小結(jié)

近年來，報告了一些關(guān)于脂肪組織不同部位、血管、皮膚、骨骼、腦等不同組織vaspin功能的研究進(jìn)展[28]。無論以自分泌或內(nèi)分泌方式，已經(jīng)建立了vaspin作為一種多功能分子在各種組織中具有有益功能的模式。本文主要探討了vaspin在T2DM大血管動脈粥樣硬化斑塊形成，即內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、血管炎性反應(yīng)等環(huán)節(jié)的有益作用。雖然vaspin在人體內(nèi)的確切作用在很大程度上是未知的，對其在血管細(xì)胞中的作用更是知之甚少，具體的機(jī)制也需進(jìn)一步研究，但現(xiàn)有的研究提示，vaspin對T2DM大血管病變具有代償作用和潛在的保護(hù)作用。因此，vaspin有望為T2DM大血管并發(fā)癥提供新的治療靶點(diǎn)。