血漿骨粘連蛋白水平影響因素的研究

吳烏德勒胡，包 旭，齊金新，趙雅欣，李冬梅

（1.內(nèi)蒙古自治區(qū)人民醫(yī)院內(nèi)分泌科，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010017；2.內(nèi)蒙古科技大學(xué)包頭醫(yī)學(xué)院；3.內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)）

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，中國的城市化進(jìn)程明顯加快，同時(shí)人口老齡化的加速等原因，我國糖尿病患病率仍在上升，最新調(diào)查結(jié)果顯示，18歲及以上人群糖尿病患病率為11.2%，其中以2型糖尿?。═2DM）為主，占90%以上。同時(shí)肥胖和超重人群糖尿病患病率顯著增加，從體重指數(shù)（BMI）方面調(diào)查顯示，25kg/m2≤BMI＜30kg/m2者糖尿病患病率為13.8%，BMI≥30kg/m2者糖尿病患病率為20.1%[1]。近年來，骨粘連蛋白（osteonectin，ON）引起大家的極大關(guān)注，它與糖尿病和肥胖密切相關(guān)。ON最初被發(fā)現(xiàn)于骨骼，也被稱為富含半胱氨酸的酸性分泌蛋白（secreted protein acidic and rich in cysteine，SPARC），也被稱為BM-40。ON主要存在于細(xì)胞外基質(zhì)，在胰島、脂肪組織、肝臟和骨骼肌等多個(gè)組織中均有表達(dá)，是一種由多種細(xì)胞分泌的多功能糖蛋白，它還參與骨生成、血管形成、傷口愈合、腫瘤、肝腎纖維化和抑制脂肪生成等過程[2，3]。最近研究發(fā)現(xiàn)，屬于糖代謝負(fù)調(diào)節(jié)因子的微小RNA-29（miR-29）家族通過抑制ON合成來抑制葡萄糖攝取，miR-29s/ON通路在糖代謝中起重要作用[4]。ON在ob/ob小鼠平滑肌組織中呈現(xiàn)高表達(dá)，可能參與了胰島素抵抗與糖尿病及其并發(fā)的動(dòng)脈粥樣硬化的過程[5]。ON可增強(qiáng)骨骼肌AMPK依賴的葡萄糖攝取，可改善飲食誘導(dǎo)肥胖小鼠的糖耐量和胰島素抵抗，以及對(duì)改善代謝紊亂有重要作用[6]。ON基因敲除小鼠表現(xiàn)出糖代謝異常，隨著年齡的增長，脂肪組織的沉積也會(huì)增多，影響葡萄糖穩(wěn)態(tài)[7]。較低的ON水平可能是健康肥胖的早期標(biāo)志物[8]。肥胖者ON mRNA的表達(dá)高于非肥胖者，ON的表達(dá)受到脂肪含量、瘦素、血糖及胰島素水平的影響[2]。

但是，目前對(duì)于血漿ON水平影響因素方面的報(bào)道相對(duì)較少。ON是一種分泌蛋白，多項(xiàng)研究表明ON與糖脂代謝密切相關(guān)，本研究通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床觀察來探討血漿ON水平的影響因素以及分析其分泌特點(diǎn)，為ON可能成為糖尿病和肥胖的治療新靶點(diǎn)機(jī)制研究提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 一般資料

1.1.1 基礎(chǔ)研究對(duì)象實(shí)驗(yàn)采用雄性C57BL/6J小鼠，小鼠被安置在一個(gè)可控的環(huán)境中，自由飲水，并以高壓滅菌的CE-2飲食（CLEA日本）作為食物喂養(yǎng)。用血糖儀Freestyle Freedom（日本大阪，Nipro）測(cè)量血糖濃度。

1.1.2 臨床觀察對(duì)象收集自2018-11～2020-11于內(nèi)蒙古自治區(qū)人民醫(yī)院內(nèi)分泌科收治的2型糖尿病伴超重或肥胖病人36例，進(jìn)行饅頭餐試驗(yàn)。

1.2 方法

1.2.1 禁食試驗(yàn)采用8周齡雄性C57BL/6J小鼠，禁食前和禁食24h后分別測(cè)定體重、血糖、胰島素和骨粘連蛋白水平。葡萄糖負(fù)荷試驗(yàn)：采用6周齡雄性C57BL/6J小鼠，禁食6h后，經(jīng)口給予葡萄糖（2g/kg體重）或PBS緩沖液，并在灌糖后0、15、30、120 min分別測(cè)定血糖、胰島素和骨粘連蛋白水平。胰島素負(fù)荷試驗(yàn)：采用9周齡雄性C57BL/6J小鼠，腹腔注射人胰島素（Humarin，Eli Lilly，Kobe，日本）（1U/kg體重）或PBS緩沖液。給藥后0、20、40、60min分別測(cè)定血糖和骨粘連蛋白水平。

1.2.2 饅頭餐試驗(yàn)選取36例T2DM伴超重或肥胖的患者，空腹?fàn)顟B(tài)下進(jìn)食150g饅頭，在餐前和餐后2h分別測(cè)定血糖、胰島素及骨粘連蛋白水平。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用學(xué)生t檢驗(yàn)，所有數(shù)據(jù)均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。檢驗(yàn)水準(zhǔn)為α＝0.05，P＜0.05說明組間差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 禁食試驗(yàn)中骨粘連蛋白水平

在禁食試驗(yàn)中，與禁食前相比較，禁食后的體重顯著下降[（23.64±1.13）g vs（19.93±0.92）g，P＜0.05]，血糖顯著降低[（95.5±14.25）mg/dL vs（63.64±6.31）mg/dL，P＜0.05]，胰島素水平顯著降低[（746.7±333.49）pg/mL vs（228.4±200.12）pg/mL，P＜0.05]。但是，血液中骨粘連蛋白水平無明顯變化[（262.08±82.38）ng/mL vs（215.47±66.67）ng/mL，P＞0.05]（見圖1）。

圖1 禁食試驗(yàn)中骨粘連蛋白水平

2.2 葡萄糖負(fù)荷試驗(yàn)中骨粘連蛋白水平推移

在葡萄糖負(fù)荷試驗(yàn)中，與PBS緩沖液組小鼠相比較，葡萄糖負(fù)荷組小鼠的骨粘連蛋白水平無明顯差異（見圖2）。血糖變化：0min[（147.0±5.60）mg/dL vs（138.7±10.16）mg/dL，P＞0.05]，15min[（211.2±12.90）mg/dL vs（358.8±15.75）mg/dL，P＜0.05]，30min[（218.5±22.22）mg/dL vs（347.3±29.15）mg/dL，P＜0.05），60min[（214.2±28.60）mg/dL vs（308.3±58.06）mg/dL，P＜0.05]，120min[（186.2±15.85）mg/dL vs（227.0±23.67）mg/dL，P＜0.05]；胰島素變化：0min[（950.5±551.93）pg/mL vs（844.8±211.63）pg/mL，P＞0.05]，15min[（833.3±300.33）pg/mL vs（2080.9±474.01）pg/mL，P＜0.05]，30min[（849.0±323.72）pg/mL vs（1267.8±175.09）pg/mL，P＜0.05]，120min[（884.9±225.97）pg/mL vs（1015.4±193.94）pg/mL，P＞0.05]；骨粘連蛋白水平推移：0min[（106.1±40.52）ng/mL vs（115.5±23.34）ng/mL，P＞0.05]，15min[（122.5±31.73）ng/mL vs（122.6±24.74）ng/mL，P＞0.05]，30min[（119.8±29.70）ng/mL vs（115.7±19.07）ng/mL，P＞0.05]，120min[（105.5±29.09）ng/mL vs（116.5±23.72）ng/mL，P＞0.05]。

圖2 葡萄糖負(fù)荷試驗(yàn)中骨粘連蛋白水平推移

2.3 胰島素負(fù)荷試驗(yàn)中骨粘連蛋白水平推移

在胰島素負(fù)荷試驗(yàn)中，與PBS緩沖液組小鼠相比較，胰島素負(fù)荷組小鼠的骨粘連蛋白水平無明顯差異（見圖3）。血糖變化：0min[（91.8±4.34）mg/dL vs（101.7±12.33）mg/dL，P＞0.05]，20min[（140.5±12.50）mg/dL vs（61.3±6.69）mg/dL，P＜0.05]，40min[（164.8±23.63）mg/dL vs（70.9±4.94）mg/dL，P＜0.05]，60min[（199.0±12.66）mg/dL vs（88.4±9.33）mg/dL，P＜0.05]；骨粘連蛋白水平推移：0min[（168.6±72.99）ng/mL vs（188.6±61.77）ng/mL，P＞0.05]，20min[（143.5±74.38）ng/mL vs（211.8±71.48）ng/mL，P＞0.05]，40min[（206.8±62.50）ng/mL vs（220.5±89.06）ng/mL，P＞0.05]，60min[（236.6±110.18）ng/mL vs（254.6±73.85）ng/mL，P＞0.05]。

圖3 胰島素負(fù)荷試驗(yàn)中骨粘連蛋白水平

2.4 臨床觀察高碳水化合物刺激對(duì)骨粘連蛋白分泌水平的影響

在饅頭餐試驗(yàn)中，比起餐前，餐后2h血糖顯著升高[（8.8±2.17）mmol/L vs（15.2±4.0）mmol/L，P＜0.05]，胰島素水平顯著升高[（11.0±7.19）uU/mL vs（45.6±30.49）uU/mL，P＜0.05]。但血液中骨粘連蛋白水平無明顯差異[（93.1±30.81）ng/mL vs（97.9±29.49）ng/mL，P＞0.05]（見圖4）。

圖4 饅頭餐試驗(yàn)中骨粘連蛋白水平變化

3 討論

本研究通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床研究，在饑餓試驗(yàn)、高糖及胰島素刺激下評(píng)估了血漿ON濃度變化，結(jié)果無論在小鼠還是在人體，刺激前后的血漿ON水平均未見明顯變化。有研究報(bào)道，急性極限運(yùn)動(dòng)刺激后，血清ON水平同樣沒有顯著變化，這與我們的研究結(jié)果是一致的[9]。

表1 2型糖尿病患者基本情況

ON與糖尿病以及胰島素分泌密切相關(guān)。鏈脲佐菌素（STZ）誘導(dǎo)的糖尿病大鼠β細(xì)胞功能失調(diào)而胰島素的分泌減少，其ON在胰腺中表達(dá)顯著下調(diào)[10]。在人的胰島中觀察ON表達(dá)與葡萄糖刺激胰島素分泌（GSIS）的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)糖尿病患者ON的表達(dá)減低，ON的表達(dá)與GSIS呈正相關(guān)。此外，在人工培養(yǎng)的胰島β細(xì)胞（INS-1）中，ON的過度表達(dá)導(dǎo)致葡萄糖刺激下的胰島素分泌比對(duì)照細(xì)胞增加2.4倍。研究指出，ON的這種調(diào)節(jié)作用涉及WNT信號(hào)通路和參與β細(xì)胞變化的若干相關(guān)基因[11]。ON的缺乏降低了胰島β細(xì)胞胰島素的表達(dá)和葡萄糖刺激的胰島素分泌，這種情況在高脂飲食喂養(yǎng)的動(dòng)物中更為顯著，ON是調(diào)節(jié)胰島素表達(dá)和分泌所必需的[7]。在β細(xì)胞中，G蛋白信號(hào)調(diào)節(jié)因子4（RGS4）通過調(diào)節(jié)M3受體G蛋白偶聯(lián)調(diào)節(jié)胰島素分泌，是已知的胰島素分泌的負(fù)調(diào)節(jié)因子，ON通過下調(diào)RGS4的表達(dá)來調(diào)節(jié)胰島素分泌[12]。ON在胰島素分泌和保持胰島β細(xì)胞功能上具有潛在的調(diào)節(jié)作用。

ON是一種分泌蛋白，分泌蛋白一般有兩種途徑從細(xì)胞中分泌，也就是調(diào)節(jié)型分泌途徑和組成型分泌途徑[13]。眾所周知，胰島素的分泌是通過調(diào)節(jié)型分泌途徑完成的，胰島素原從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)移動(dòng)到高爾基體區(qū)域，隨后不久被包裝成分泌顆粒，然后轉(zhuǎn)化為胰島素，在葡萄糖刺激下分泌到細(xì)胞外[14]。ON在細(xì)胞質(zhì)合成后進(jìn)入高爾基體，在信號(hào)肽的引導(dǎo)下分泌到細(xì)胞外。研究發(fā)現(xiàn)，胰腺基質(zhì)細(xì)胞中ON的表達(dá)受胰島素和葡萄糖的調(diào)節(jié)[15]。胰島素和瘦素作用下可增加脂肪組織中ON的表達(dá)[2]。但我們的研究結(jié)果顯示，血漿ON水平在短時(shí)間內(nèi)不受葡萄糖和胰島素刺激的影響。

綜上所述，ON參與調(diào)節(jié)胰島素分泌，其表達(dá)和分泌也受胰島素等代謝指標(biāo)的影響，但血漿ON水平在短時(shí)間內(nèi)不受代謝參數(shù)以及饑餓應(yīng)激的影響，其分泌特點(diǎn)不同于胰島素分泌途徑，是以組成型分泌途徑分泌到細(xì)胞外。本研究在ON與糖尿病和肥胖相關(guān)機(jī)制研究提供科學(xué)依據(jù)。