C肽與糖尿病腎病的研究進展

王海燕 綜述，魏倩萍 審校

(重慶醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院老年科，重慶 400016)

近年來，糖尿病越來越成為一種常見慢性疾病。糖尿病患者早期死亡率顯著增加，且大多數(shù)與慢性微血管和大血管病變相關。糖尿病腎病(DN)是糖尿病眾多血管并發(fā)癥中的一種。在各種終末期腎臟病病因中DN占40%[1]。

C肽為31個氨基酸構成的多肽結構，其主要作用為協(xié)助胰島素在內質網(wǎng)完成正確組裝、折疊和加工，大部分經(jīng)腎臟分解消除。C肽釋放入血后約30 min血清中將有一半被清除，而胰島素入血后3～4 min達到半衰期，因此，過去許多年，C肽僅用于評估胰島β細胞功能。隨著研究的深入，人們逐漸發(fā)現(xiàn)，C肽具有潛在生物活性，能減輕高糖對器官、組織的損害，甚至逆轉早期慢性血管并發(fā)癥，包括DN[2]。2012年KIM等[3]對韓國1 410例2型糖尿病患者進行了橫斷面研究，結果顯示，C肽水平越高，越不易患糖尿病微血管并發(fā)癥。2015年CHUNG等[4]在對2 062例2型糖尿病患者進行的研究中也得出，空腹C肽水平能延緩糖尿病微血管病變。那么，C肽是怎樣調控細胞內信號通路的呢？相關基礎研究表明，C肽可能通過某特定受體與內皮細胞、胰腺細胞、腎小管細胞等細胞膜結合，進而調控細胞內信號通路，如調節(jié)內皮細胞一氧化氮合酶(eNOS)活性，激活Na+、K+-ATP酶，抗炎、抗凋亡及纖維化等。因此，對C肽展開研究具有重要意義?，F(xiàn)將C肽及其對DN的保護作用作綜述如下。

1 C肽的結構及功能

C肽可能通過特定的活性部位“C端五肽”與細胞膜結合，已在許多研究中得以證實。用百日咳毒素預處理細胞后可消除C肽與細胞膜的聯(lián)絡，其他無序C肽、胰島素等均不競爭與細胞膜結合。一些基礎研究也提示，C肽調控細胞內信號通路與G蛋白偶聯(lián)受體激活有關[5]。在生理水平持續(xù)補充C肽可觀察到DN大鼠尿蛋白的改善，顯微鏡下也發(fā)現(xiàn)腎小球硬化和基底膜厚度減輕。近年來，一些臨床研究也表明，C肽具有延緩糖尿病微血管病變的作用[5-7]。因此，C肽可能通過改善腎小球肥厚、系膜擴張、腎小管間質炎癥、小管的重吸收及腎小球濾過等減少蛋白尿，改善腎臟功能，在DN腎臟保護中具有不可或缺的作用。

2 DN流行病學

當今世界，慢性病在危害人類健康方面具有主導作用。糖尿病作為一種慢性高血糖疾病，在全球范圍內急劇增加。據(jù)可靠數(shù)據(jù)顯示，到2030年全球糖尿病患病數(shù)將增加至2010年的1.5倍，達到4.39億[8]，并發(fā)癥數(shù)量也將大幅度增加。高糖環(huán)境可促使腎臟小動脈、腎臟上皮細胞、足細胞等損傷，出現(xiàn)大量蛋白尿，導致腎臟細胞壞死及凋亡，進而導致纖維組織增生，腎臟結構硬化，最終致腎功能衰竭。

在日本和西方國家DN是終末期腎臟病的主要原因，在日本DN占新引起血液透析患者的44%[9]。我國人口眾多，自改革開放以來，人們逐漸步入小康社會，生活方式有了極大改變，糖尿病患病數(shù)隨之大幅度增加。以往許多研究表明，20%～30%的1型糖尿病患者15年后開始出現(xiàn)微量蛋白尿，其中大約一半的患者發(fā)展為大量蛋白尿，最終進展為終末期腎臟病?，F(xiàn)今有許多針對DN的治療手段，但大多數(shù)只能延長腎臟損害進展時間，并未明顯減少其發(fā)病和死亡。

新興研究對DN的分子機制進行了探索，但至今仍未完全明確。可能的機制為多元醇通路、腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)的激活，晚期糖基化產(chǎn)物增加，活性氧(ROS)的產(chǎn)生等。找到一種有效的能延緩甚至減弱DN腎臟損害的方式成為亟待解決的問題。

3 C肽對DN的作用

3.1C肽通過調節(jié)一氧化氮合酶(NOS)活性改善DN DN原因之一可能為高糖抑制內皮型一氧化氮合酶(eNOS)活性所致。一氧化氮是由NOS在四氫生物喋呤輔助下氧化精氨酸合成，在維持DN的內皮功能中具有關鍵作用。在誘發(fā)慢性腎病的大鼠中阻斷一氧化氮的產(chǎn)生可增加微血管病變。當體內NOS與四氫生物喋呤解偶聯(lián)時過氧化物亞硝酸鹽和ROS生成增加，引起蛋白質、脂類、DNA氧化損傷及硝化等，從而導致細胞損傷。早有研究發(fā)現(xiàn)，蛋白尿程度較輕的DN患者腎臟傳入小動脈和腎小球內皮細胞可檢測到大量表達的eNOS[10]。在1型糖尿病腎病的人和動物模型中均可同時檢測到增加的eNOS和C肽[11]。當肺和主動脈細胞同時暴露于C肽環(huán)境中均可觀察到eNOS mRNA及eNOS蛋白表達增加[12]。生理濃度下的C肽也可增加Ca2+流入內皮細胞，激活eNOS，從而舒張血管。這些觀察結果支持了C肽可能由于eNOS的激活而導致血管平滑肌松弛和各種組織血流量增加，從而減少高糖對腎臟細胞及微循環(huán)的損害，減少腎臟的纖維化及硬化的假設。與eNOS不同，人體內同樣存在誘導型一氧化氮合酶(iNOS)。iNOS在高糖環(huán)境下極易受到有害誘導，導致腎臟細胞損傷，腎小球硬化和小管間質纖維化。當暴露于C肽環(huán)境中也可發(fā)現(xiàn)iNOS表達明顯減少。因此，推斷C肽也可能通過抑制iNOS的表達減輕糖尿病腎損傷。

3.2C肽通過調節(jié)核因子κB(NF-κB)保護DN NF-κB是一種DNA結合蛋白轉錄因子，各種細胞因子及炎癥介質均通過調節(jié)不同NF-κB通路在糖尿病及其血管并發(fā)癥扮演著重要角色。NF-κB在近端小管、腎小球內皮細胞和足細胞中高表達。高糖刺激時NF-κB磷酸化，激活促炎基因和炎癥因子，如單核細胞趨化蛋白-1(MCP-1)、白細胞介素-6(IL-6)等，損傷腎臟細胞。NF-κB還可激活細胞黏附分子如細胞間黏附分子(ICAM)、血管細胞黏附分子(VCAM)等，導致系膜細胞纖維化[13]。MEZZANO等[14]對11例2型糖尿病合并明顯腎病患者的活檢標本進行原位檢測，結果顯示，MCP-1和趨化因子明顯上調，其表達與同一細胞NF-κB激活有關。2018年LI等[15]進行的基礎研究表明，C肽可通過抑制NF-κB的活動拮抗DN。AL-RASHEED等[16]也發(fā)現(xiàn)，C肽通過調節(jié)NF-κB抑制腎臟細胞凋亡。提示C肽通過調控NF-κB通路可能減少炎癥因子對DN的影響，降低DN發(fā)生率。NF-κB可能作為C肽保護DN的一種極其重要的途徑。

3.3C肽通過激活Na+、K+-ATP酶保護DN C肽改善DN的另一機制可能為激活Na+、K+-ATP酶。Na+、K+-ATP酶水解ATP釋放能量，調控Na+、K+跨膜轉運及許多重要細胞功能，如紅細胞體積、膜電位等。高糖可抑制Na+、K+-ATP酶，影響離子的跨膜運輸，導致細胞內Ca2+水平及血管張力增加，出現(xiàn)血管并發(fā)癥。OHTOMO等[17]研究表明，C肽可增加糖尿病大鼠腎小管細胞的Na+、K+-ATP酶活性。MEYER等[18]研究表明，C肽通過激活Na+、K+-ATP酶恢復紅細胞變形能力，增加ATP合成，改善血管張力。Na+、K+-ATP酶水解ATP釋放的能量也可促進血小板和內皮細胞產(chǎn)生一氧化氮，舒張腎血管，改善腎臟循環(huán)功能障礙，減少自由基、活性氧、炎癥因子等，減弱高糖對DN的損害。也有研究表明，C肽通過Ca2+水平升高激活Ca2+依賴性蛋白激酶C，從而磷酸化Na+、K+-ATP酶的α亞基，激活Na+、K+-ATP。這些均支持C肽通過與特定G蛋白偶聯(lián)受體結合，激活Na+、K+-ATP活性，減少糖尿病微血管并發(fā)癥這一假設。

3.4C肽通過抗炎作用保護DN 炎性反應也在DN中具有重要作用。已知數(shù)據(jù)表明，IL-1β、IL-6、IL-8、MCP-1、腫瘤壞死因子α、ICAM-1、VCAM-1、E-選擇素、內皮選擇性黏附分子等與DN密切相關[19]。腎臟細胞可表達并釋放這些炎癥因子，導致腎臟損傷。MCP-1由腎臟足突、系膜細胞等產(chǎn)生，其釋放增加可促進單核和巨噬細胞活化，與細胞及炎癥因子共同促成腎小球損傷[20]。有學者提出，C肽可抑制內皮和單核細胞，下調P-選擇素、ICAM-1、VCAM-1等黏附分子，減少白細胞募集，降低全身或局部炎性反應[21]。SCALIA等[22]發(fā)現(xiàn)，C肽通過減少MCP-1、VCAM-1表達，降低白細胞與內皮細胞黏附。C肽也可通過抑制NF-κB，減少炎癥介質活動[14]。由此可見，C肽可通過抗炎，減少炎癥因子釋放而減輕高糖對靶器官的損害，保護腎臟及其他靶器官。

3.5C肽通過抗氧化、凋亡和纖維化保護DN 高糖誘使自由基、活性氧增多，各種并發(fā)癥隨之產(chǎn)生。YARIBEYGI 等[23]喂養(yǎng)鏈脲佐菌素誘導的DM大鼠模型8周后檢測其組織、尿液等發(fā)現(xiàn)，糖尿病小鼠體內氮氧化合物及自由基產(chǎn)生增加，顯著加重了DM大鼠的蛋白尿程度。C肽具有抗氧化性。一項動物研究表明，C肽可誘導腺苷酸活化蛋白激酶α激活，減少ROS生成，抑制高糖引起的細胞凋亡，改善血管通透性[2]。RAGY等[24]發(fā)現(xiàn)，C肽可改善TIDM胰腺組織的氧化應激。ELBASSUONI等[25]通過對T1DM大鼠進行4周的C肽治療后發(fā)現(xiàn)，C肽可減少氧化應激的產(chǎn)生，減輕大鼠腎臟損害，保護腎功能。凋亡和纖維化作為DN的另一潛在機制，在較大程度上促進了DN的發(fā)生。受到高糖刺激時活性氧、各種細胞因子及黏附因子活性增強，誘導腎臟細胞凋亡、纖維化[23]。DN嚴重影響了患者的生活質量，許多專家學者也因此進行了許多研究發(fā)現(xiàn)C肽具有抗凋亡及纖維化作用，能延緩DN進展。LI等[26]提出，C肽可降低動物海馬組織的細胞凋亡。C肽也通過抑制還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸而保護細胞免受氧化誘導凋亡。表明C肽具有抗凋亡作用，能降低DN發(fā)生率。

4 小 結

C肽是胰島素原裂解后的產(chǎn)物，最初被認為不具有生物活性，直到近年來才逐漸認識到其潛在價值。本文綜述了C肽的結構及功能，能特異地與細胞膜結合，調控信號通路，并通過不同的機制及途徑保護糖尿病患者腎臟功能，因此C肽可能作為一個新的預防及治療DN的方法。目前，大量研究為C肽對1型糖尿病相關腎病的研究，在2型糖尿病中的研究目前較少，且仍存在爭議，未來仍需更多的臨床及動物研究評估C肽在DN中的作用。