老年阿爾茨海默病合并糖尿病病人IGF-1、IDE水平及其相關(guān)性分析

賈 真，曹景瑩，陳 愷，楊 宇

阿爾茨海默病(Alzheimer′s disease，AD)屬于一種中樞神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病，主要發(fā)生在老年期，病人主要的表現(xiàn)是進(jìn)行性認(rèn)知障礙和記憶力損害，AD發(fā)病受多種基因、環(huán)境相互作用的影響，參與疾病發(fā)展[1]。目前臨床中關(guān)于AD的發(fā)病機制尚不明確，但有研究指出，AD發(fā)病與糖代謝障礙有關(guān)[2]。Vagelatos 等[3]研究認(rèn)為，2型糖尿病(type 2 diabetes，T2DM)病人認(rèn)知功能障礙是非糖尿病病人的1.5倍，60%～70%的糖尿病病人具有不同程度的認(rèn)知功能障礙。胰島素樣生長因子-1(insulin like growth factor-1，IGF-1)屬于一種重要的神經(jīng)營養(yǎng)因子，其主要功能是通過與IGF-1受體結(jié)合完成，對β淀粉樣蛋白的合成與降解有調(diào)節(jié)作用，并且在蛋白高度磷酸化過程中也有一定的抑制能力[4]，IGF-1在影響認(rèn)知功能中具有重要作用。胰島素降解酶(insulin-degrading enzyme，IDE)能促進(jìn)胰島素迅速降解，以二聚體或三聚體活化形式存在。胰島素降解酶是IDE基因表達(dá)產(chǎn)物，其基因發(fā)生突變會導(dǎo)致T2DM、AD等疾病發(fā)生[5]。本研究分析IGF-1、IDE在老年AD合并糖尿病病人中的表達(dá)及其相關(guān)性。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取2017年8月—2019年8月在廣東醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院就診的老年AD合并糖尿病病人為AD合并糖尿病組，其中男20例，女20例；AD不合并糖尿病病人40例為AD不合并糖尿病組，其中男22例，女18例；糖尿病不合并AD病人40例為糖尿病不合并AD組，其中男19例，女21例。另選取同期在我院健康體檢老年人40名為正常組，其中男20名，女20名。4組研究對象性別、年齡一般資料比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，具有可比性。簡易智力狀態(tài)檢查量表(Mini-mental State Examination，MMSE)評分、空腹血糖指標(biāo)比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。詳見表1。根據(jù)MMSE評分將AD合并糖尿病病人40例分為輕度組(20例)、中度組(11例)、重度組(9例)。

表1 4組臨床資料比較

1.2 納入標(biāo)準(zhǔn) 年齡≥60歲；糖尿病病人符合WHO制定的關(guān)于T2DM診斷標(biāo)準(zhǔn)；AD病人均符合2011年芝加哥AD診斷標(biāo)準(zhǔn)；臨床資料完整；病人及其家屬均知情，并簽署知情同意書。

1.3 排除標(biāo)準(zhǔn) 合并嚴(yán)重糖尿病并發(fā)癥糖尿病腎病、眼底視網(wǎng)膜出血病人；肝、腎功能出現(xiàn)障礙；合并腫瘤；精神異常；合并自身免疫性疾病以及抑郁癥；已經(jīng)服用藥物治療病人。

1.4 AD合并糖尿病病人不同嚴(yán)重程度評估 采用MMSE評分[6]進(jìn)行評估，主要包括定向力、記憶力、注意力和計算力、語言能力方面?？偡譃?0分，重度：0～9分；中度：10～20分；輕度：21～26分。

1.5 檢測指標(biāo)及方法 通過酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA)檢測各組IGF-1、IDE水平，并進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析。抽取所有研究對象入院當(dāng)天的空腹靜脈血5 mL，以3 000 r/min離心10 min后，分離上層血清，于-80 ℃環(huán)境中保存，待檢。采用血糖分析儀(合世生醫(yī)科技股份有限公司)檢測所有研究對象的空腹血糖。采用ELISA檢測IGF-1、IDE水平，具體操作：將采集到的標(biāo)本，取50 mmol碳酸鹽(pH9.5 0.05 mol/L CB)適當(dāng)稀釋的抗IGF-1、IDE 0.1 mL，添加至聚苯乙烯反應(yīng)板孔中，加蓋后放置在溫度4 ℃的環(huán)境中24 h，次日使用洗滌劑洗滌3次后，甩干。在各孔中加入稀釋液(pH7.4 0.02 mol/L Tris-HCl緩沖液)稀釋的待測標(biāo)本0.1 mL，同時加入陽性和陰性的對照標(biāo)本，在43 ℃靜置60 min，將液體移除洗滌3次后，甩干。在各孔中加入IGF-1、IDE的酶標(biāo)抗體0.1 mL，43 ℃環(huán)境中靜置60 min。液體移去后洗滌3次，甩干。在各個孔中加入底物液(0.1 mol/L Na2HPO4Na2HPO4·12H2O 35.8 g/L)5.14 mL，0.05 mol/L枸櫞酸(10.5 g/L)4.86 mL混勻，加入鄰苯二胺(OPD)4 mg，置棕色小瓶中，臨用時加30% H2O24.0 μL，混勻0.1 mL，蔽光min，在各孔中加入2 mol/L H2SO40.05 mL，終止反應(yīng)。分析IGF-1、IDE水平。

2 結(jié) 果

2.1 4組IGF-1、IDE水平比較 AD不合并糖尿病組、糖尿病不合并AD組、AD合并糖尿病組病人IGF-1水平高于正常組；AD合并糖尿病組IGF-1水平高于AD不合并糖尿病組；AD合并糖尿病組IGF-1水平高于糖尿病不合并AD組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，即AD合并糖尿病組IGF-1水平高于糖尿病不合并AD組、AD不合并糖尿病組(P<0.05)。AD不合并糖尿病組和AD合并糖尿病組病人IDE水平比較，正常組和糖尿病不合并AD組IDE水平比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。AD不合并糖尿病組和AD合并糖尿病組IDE水平低于正常組和糖尿病不合并AD組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。詳見表2。

表2 4組IGF-1、IDE水平比較(±s) 單位：ng/mL

2.2 不同嚴(yán)重程度AD合并糖尿病病人IGF-1、IDE水平比較 AD合并糖尿病病人中度組、重度組IGF-1水平高于輕度組，IDE水平低于輕度組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。重度組IGF-1水平高于中度組，IDE水平低于中度組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。詳見表3。

表3 不同嚴(yán)重程度AD合并糖尿病病人IGF-1、IDE水平比較(±s) 單位：ng/mL

2.3 IGF-1、IDE之間的相關(guān)性分析 經(jīng)Pearson相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，IGF-1與IDE之間呈負(fù)相關(guān)(r=-0.370，P=0.019)，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。詳見圖1。

圖1 IGF-1與IDE之間的相關(guān)性分析

3 討 論

近年來，根據(jù)流行病學(xué)調(diào)查研究顯示，T2DM和AD之間聯(lián)系緊密[6]，相關(guān)研究報道也越來越多[7]。血糖控制不良可增加病人發(fā)生癡呆的風(fēng)險，對病人其他發(fā)病因素進(jìn)行控制，糖尿病病人發(fā)生癡呆的概率仍然較高[8]，因此，血糖代謝與癡呆發(fā)病有著緊密的聯(lián)系。王前友等[9]研究指出，血糖代謝紊亂也會導(dǎo)致血管功能紊亂，引起血管損傷，動脈硬化隨之發(fā)生，最終導(dǎo)致血管性癡呆發(fā)病。

IGF-1是胰島素家族重要成員之一，也被稱為生長調(diào)節(jié)素C，其結(jié)構(gòu)與胰島素相似，在多種細(xì)胞的增殖、遷移、分化、代謝過程中發(fā)揮著重要作用[10]。IGF-1在全身均有分布，主要是通過IGF-1受體起到作用。李芳芳等[11]研究認(rèn)為，IGF-1與中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病AD發(fā)病有緊密的聯(lián)系，IGF-1能對α分泌酶產(chǎn)生刺激，從而降低Aβ產(chǎn)生，通過IGF-1治療能減少β分泌酶的蛋白水平，減少Aβ，在這一過程中PI3K/Akt和MAPK/ERK1/2信號通路參與其中，通路信號發(fā)生紊亂導(dǎo)致AD病理產(chǎn)生[12-13]。本研究結(jié)果顯示，IGF-1在AD合并糖尿病病人中表達(dá)水平最高，提示IGF-1高水平可能會激活PI3K/Akt和MAPK/ERK1/2信號通路，參與AD發(fā)生，馬衣日木·賽買提等[14]研究結(jié)果也證實這一觀點。IGF-1在老年AD合并糖尿病病人中表達(dá)明顯，在老年AD不合并糖尿病病人中表達(dá)不明顯。關(guān)于PI3K/Akt和MAPK/ERK1/2信號通路對AD的影響本文研究未涉及，仍需要今后做后續(xù)試驗加以證實。

IDE屬于一種金屬蛋白酶，在細(xì)胞質(zhì)、過氧化物酶體、內(nèi)涵體中均有表達(dá)，主要對胰島素產(chǎn)生作用，在Aβ降解過程中起到重要的參與作用[15]。IDE水平降低，Aβ發(fā)生大量沉積，老年斑大量形成，血管也發(fā)生淀粉樣變，最終導(dǎo)致AD發(fā)生[16]。下調(diào)IDE表達(dá)，會促進(jìn)Aβ聚集，對胰島素信號傳導(dǎo)系統(tǒng)產(chǎn)生一定的消極影響，一旦機體中發(fā)生高胰島素血癥或者是出現(xiàn)胰島素抵抗，胰島素與Aβ通過競爭結(jié)合作用產(chǎn)生IDE，大腦中IDE活性降低，Aβ降解和清除能力也隨之降低，導(dǎo)致AD病程加快[17-18]。本研究結(jié)果顯示，AD合并糖尿病病人IDE水平較低，會導(dǎo)致Aβ大量沉積，血管發(fā)生淀粉樣變，加快AD發(fā)病病程。結(jié)合王世濤[19]研究結(jié)果，說明IDE可能參與AD發(fā)病過程。

本研究發(fā)現(xiàn)，重度AD合并糖尿病病人IGF-1水平高于中度、輕度病人，IDE水平低于中度、輕度病人，說明AD病情越嚴(yán)重，IGF-1、IDE水平表現(xiàn)越異常，IGF-1、IDE水平與AD嚴(yán)重程度有關(guān)。提示病情越嚴(yán)重的AD病人，Aβ產(chǎn)生明顯減少，其Aβ降解和清除能力越弱，加快AD發(fā)病。陳敏等[20]研究也指出，IGF-1水平與AD的病情嚴(yán)重程度呈正相關(guān)。本研究經(jīng)過Pearson相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，IGF-1與IDE之間呈負(fù)相關(guān)，說明隨著老年糖尿病合并AD病情的不斷發(fā)展，IGF-1水平逐漸升高，IDE水平降低，在AD疾病發(fā)病中具有重要作用，本研究從T2DM合并AD的發(fā)病機制入手，檢測IGF-1、IDE水平，進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析，為探索AD的發(fā)病機制提供思路，在糖尿病預(yù)測AD發(fā)病風(fēng)險方面有重要現(xiàn)實意義，對AD高危隨訪、AD早期診斷干預(yù)等臨床工作具有指導(dǎo)意義。

綜上所述，IGF-1、IDE在老年AD合并糖尿病病人中表達(dá)異常，兩者之間呈負(fù)相關(guān)，參與老年AD合并糖尿病疾病的發(fā)展，對研究老年糖尿病合并AD的發(fā)病機制具有重要意義。