Sestrin2 在2 型糖尿病血栓形成中的作用

李萍 綜述， 哈小琴 審校

1.蘭州大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院營(yíng)養(yǎng)與食品衛(wèi)生研究所，甘肅蘭州730000；2.中國(guó)人民解放軍聯(lián)勤保障部隊(duì)第九四〇醫(yī)院檢驗(yàn)科，甘肅蘭州730050；3.甘肅省干細(xì)胞與基因藥物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅蘭州730050

2 型糖尿病（type 2 diabetes，T2D）是一種以血糖升高、胰島素分泌不足或胰島素抵抗為主要表現(xiàn)的慢性代謝性疾病，現(xiàn)已成為全球性的公共衛(wèi)生問題。據(jù)國(guó)際糖尿病聯(lián)盟（International Diabetes Federation，IDF）2019 年數(shù)據(jù)顯示，全球有 4.63 億糖尿病患者，預(yù)計(jì)到2030 年將增至5.52 億。中國(guó)糖尿病患者有1.164 億，已成為世界第一的糖尿病人口大國(guó)。僅2019 年我國(guó)用于糖尿病方面的花費(fèi)已達(dá)1.096億美元［1］，給全國(guó)醫(yī)療衛(wèi)生和社會(huì)財(cái)政帶來了巨大的壓力及挑戰(zhàn)。研究顯示，T2D 患者多處于血栓前狀態(tài)［2］，其發(fā)生動(dòng)脈粥樣硬化血栓事件的風(fēng)險(xiǎn)比非糖尿病者高2 ~ 4 倍。在T2D 死亡患者中，約80%死于血栓事件［3］，心血管疾病已成為T2D 患者過早死亡的主要原因［4］。因此，對(duì)于T2D 血栓的防治已迫在眉睫。T2D 血栓的形成主要與氧化應(yīng)激增強(qiáng)、炎癥反應(yīng)、血管內(nèi)皮損傷和血小板高度活化密切相關(guān)［5］。近年來研究發(fā)現(xiàn)一種新型蛋白——Sestrin2（Sesn2），在抗氧化、抗炎和調(diào)節(jié)糖代謝中具有重要潛力，在多種疾病中發(fā)揮著保護(hù)作用［6］。

本文就Sesn2 蛋白在T2D 血栓形成關(guān)鍵環(huán)節(jié)中的作用作一綜述，以期為T2D 血栓的防治提供新的思路和治療靶點(diǎn)。

1 T2D 血栓的形成

1.1 血栓 血栓是指在流動(dòng)的血液中血液成分在血管或心臟內(nèi)膜表面形成的一種凝塊或沉積物［7］。血栓可分動(dòng)脈血栓和靜脈血栓［8］。動(dòng)脈血栓又稱為“白色血栓”，主要由血小板構(gòu)成，與斑塊破裂相關(guān)。涉及的疾病有冠脈綜合征、心肌梗死和腦梗死（中風(fēng)）；靜脈血栓又稱為“紅色血栓”，主要由紅細(xì)胞和纖維蛋白構(gòu)成，與內(nèi)皮損傷和血瘀相關(guān)。涉及的疾病有深靜脈血栓、肺栓塞。通常靜脈血栓較為常見，但動(dòng)脈血栓造成的死亡率更高。血栓的形成與血細(xì)胞比容升高、血液黏度增加、血流動(dòng)力學(xué)改變、血管壁受損、血小板活化以及凝血酶、纖維蛋白和細(xì)胞因子的分泌有關(guān)［9］。因此，血栓的早期、快速、準(zhǔn)確診斷對(duì)于血栓類疾病的治療及預(yù)后具有重要意義。

1.2 T2D 血栓形成機(jī)制 T2D 患者多存在血脂增高，凝血酶活性增強(qiáng)［10］，活化部分凝血活酶時(shí)間（activated partial thromboplastin time，APTT）、凝血酶原時(shí)間（prothrombin time，PT）縮短［11］以及循環(huán)分子異常的狀態(tài)［12］。這些改變均與血液高凝狀態(tài)相關(guān)。此外，與非糖尿病家族史的健康者相比，T2D 患者的非糖尿病一級(jí)親屬凝血酶原片段、D-二聚體水平較高，β 細(xì)胞功能降低，處于血栓前狀態(tài)［13］。表明在糖尿病發(fā)生前相關(guān)指標(biāo)已發(fā)生異常。而這一系列從早期異常到晚期血栓的形成均伴隨著氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)。

高的氧化應(yīng)激會(huì)使胰島β 細(xì)胞功能受損，出現(xiàn)胰島素抵抗、血脂異常、葡萄糖耐量降低和炎癥反應(yīng)［14］，還會(huì)在直接損傷血管內(nèi)皮的同時(shí)［15］，通過增加核因子-κB（nuclear factor-kappa B，NF-κB）、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-α（transforming growth factor-a，TGF-α）和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β（TGF-β）來增加內(nèi)皮和血管平滑肌細(xì)胞的增殖［16］，促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化形成。此外，過多的自由基（O2、H2O2和 NOX 等）會(huì)與血小板以及內(nèi)皮細(xì)胞表面上的相關(guān)分子（P-選擇素、E-選擇素、血管間黏附分子、細(xì)胞間黏附分子和血管細(xì)胞黏附分子）相互作用，引起血小板和白細(xì)胞向血管內(nèi)皮的聚集［17-18］。研究還發(fā)現(xiàn)，氧化應(yīng)激能增加花生四烯酸（arachidonic acid，AA）、血栓烷 A2（thromboxane A2，TXA2）和前列腺素（prostaglandin，PG）的產(chǎn)生，進(jìn)一步破壞內(nèi)皮［19］，而且炎癥分子（IL-1β、IL-6 和 C 反應(yīng)蛋白）和細(xì)胞因子（血管緊張素Ⅱ、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子、血小板源生長(zhǎng)因子、轉(zhuǎn)移生長(zhǎng)因子、巨噬細(xì)胞激活因子-1 和腫瘤壞死因子-α）的表達(dá)增加均與氧化應(yīng)激相關(guān)［20］。而高血糖同樣會(huì)導(dǎo)致活性氧（reactive oxygen species，ROS）產(chǎn)生增多，加重氧化應(yīng)激，還會(huì)誘使糖基化終產(chǎn)物（advanced glycation end products，AGEs）、蛋白激酶 C（protein kinase C，PKC）、多元醇和己糖胺途徑的激活，引起內(nèi)皮細(xì)胞基因表達(dá)改變［21］，而且高糖和胰島素抵抗還會(huì)導(dǎo)致血小板活化和聚集［15］。炎癥也不是單項(xiàng)調(diào)節(jié)的系統(tǒng)。炎癥反應(yīng)激活同樣會(huì)造成胰島β 細(xì)胞功能障礙，加重胰島素抵抗，造成血管的損傷［22］。炎癥因子的過量產(chǎn)生還會(huì)增加內(nèi)皮促凝血因子（假性血友病因子和組織因子）的釋放，阻礙抗凝血因子（血栓調(diào)節(jié)蛋白和抗凝血酶）的表達(dá)，加劇凝血的發(fā)生，促使血管動(dòng)脈粥樣硬化斑塊和血栓的形成。研究顯示，T2D 患者體內(nèi)C 反應(yīng)蛋白、P 選擇素、E 選擇素、細(xì)胞間黏附分子、甘油三脂、高密度脂蛋白等指標(biāo)表達(dá)增加與T2D 血栓的發(fā)生均呈正相關(guān)［23］。因此，高糖、氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)相互影響共同介導(dǎo)血栓的形成（其相互作用關(guān)系見圖1）。

圖1 T2D 血栓形成簡(jiǎn)易關(guān)系圖Fig.1 Diagram of T2D thrombosis

2 Sesn2 與T2D 血栓形成的相關(guān)性

2.1 Sesn2 Sesn2 是近年來在哺乳動(dòng)物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的一種新型的高度保守的應(yīng)激型蛋白，作為Sestrins 家族（Sestrin1、Sestrin2 和 Sestrin3）中的一員。Sesn2 由P53 基因調(diào)控，在低氧條件下易被誘導(dǎo)，因此被稱為低氧誘導(dǎo)型基因 95（hypoxia-inducible 95，Hi95）［24］。由于最初Sesn2 蛋白結(jié)構(gòu)與已知的任何結(jié)構(gòu)域和酶活性點(diǎn)均無明顯的相似性，使得學(xué)者對(duì)其的研究陷入了困境。隨著近年來研究的不斷深入，KIM 等［25］首次報(bào)告了人類Sesn2（hSesn2）的晶體結(jié)構(gòu)，認(rèn)為人類的Sesn2 是僅由珠蛋白組成的2 個(gè)α-螺旋結(jié)構(gòu)域（Sesn-A 和 Sesn-C）和一個(gè)螺旋-環(huán)-螺旋結(jié)構(gòu)域（Sesn-B）連接組成。其中Sesn-A 端包含1 個(gè)氧化還原酶結(jié)合位點(diǎn)，Sesn-C 端在介導(dǎo)mTORC1（下文進(jìn)行介紹）調(diào)節(jié)的同時(shí)還具有亮氨酸結(jié)合位點(diǎn)，在機(jī)體營(yíng)養(yǎng)代謝中發(fā)揮著重要作用。Sesn2 蛋白的三維結(jié)構(gòu)見參考文獻(xiàn)［25］。

2.2 Sesn2 蛋白與氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng) 腺苷單磷酸激活蛋白激酶（AMP-activated protein kinase，AMPK）是在能量缺乏的情況下被激活的一種酶，雷帕霉素（mammalian target of rapamycin，mTOR）是 AMPK 下游物質(zhì)，分為對(duì)雷帕霉素敏感的雷帕霉素復(fù)合物1（mammalian target of rapamycin compound 1，mTORC1）和對(duì)雷帕霉素不敏感的雷帕霉素復(fù)合物2（mTORC2）。AMPK 和mTORC 是機(jī)體重要的營(yíng)養(yǎng)傳感器，可調(diào)節(jié)能量代謝穩(wěn)態(tài)。研究發(fā)現(xiàn)，mTORC1 可在氧化應(yīng)激和能量代謝異常中介導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，與胰島素抵抗相關(guān)［26］，而 Sesn2 能夠促進(jìn) AMPK 的活化，抑制mTORC1 的活性，調(diào)節(jié)自噬以增加胰島素敏感性［27］。EL-ASHMAWY 等［28］的研究就指出血清 Sesn2 水平與T2D 患者的胰島素抵抗（通過HOMA-IR 測(cè)量）和代謝綜合征相關(guān)，表明其可以作為相關(guān)代謝紊亂的新型預(yù)后標(biāo)志物和潛在治療靶標(biāo)。

Sesn2 的抗氧化作用主要體現(xiàn)在會(huì)增強(qiáng)超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）活性、降低丙二醛（malondialdehyde，MDA）的產(chǎn)生方面［29］。在細(xì)胞靶向Sesn2 siRNA 處理后，Sesn2 mRNA 和蛋白質(zhì)表達(dá)降低，過氧化物酶（2.1 倍）和 ROS 產(chǎn)生（1.3倍）較原來明顯增加［30］。其抗氧化機(jī)制較多，主要涉及 Sesn2 對(duì)肌醇-3-激酶（phosphoinositide 3-kinase，PI3K）-AKT-mTOR 途徑激活自噬的抑制，氧化反應(yīng)元件（antioxidant response elements，AREs）和核因子紅系 2 相關(guān)因子 2（NF-E2-related factor 2，Nrf2）的調(diào)節(jié)［31］，以及在缺氧狀態(tài)下，缺氧誘導(dǎo)因子-1α（hypoxia inducible factor-1α，HIF-1α）對(duì) Sesn2 表達(dá)的上調(diào)［32］。其他未知的抗氧化途徑尚需進(jìn)一步探索，以便全面認(rèn)知Sesn2 的抗氧化過程，進(jìn)行靶向抗氧化治療。

Sesn2 除具有較強(qiáng)的抗氧化能力外，還可通過多種途徑發(fā)揮抗炎作用。T2D 受試者中Sesn2 的表達(dá)水平與炎癥標(biāo)志物超敏C 反應(yīng)蛋白（high-sensitivity C-reactive protein，hsCRP）相關(guān)［33］，單核細(xì)胞激活和抗炎反應(yīng)中Sesn2 表達(dá)降低與動(dòng)脈粥樣硬化形成風(fēng)險(xiǎn)的增加相關(guān)［34］。而巨噬細(xì)胞作為炎癥反應(yīng)的主要參與細(xì)胞，YANG 等［35］學(xué)者的研究發(fā)現(xiàn)，Sesn2 過表達(dá)抑制了M1 巨噬細(xì)胞在體外和體內(nèi)的炎癥反應(yīng)，還具有促進(jìn)修復(fù)的功能，這主要與mTORC1 信號(hào)傳導(dǎo)的抑制相關(guān)。當(dāng)然，Sesn2 也可通過抑制脂多糖誘導(dǎo)的一氧化氮釋放和誘導(dǎo)型一氧化氮合酶的表達(dá)發(fā)揮抗炎作用，也可通過JNK 或p38 介導(dǎo)的c-Jun 磷酸化來抑制Toll 樣受體誘導(dǎo)的促炎信號(hào)來保護(hù)細(xì)胞功能［36］。

2.3 Sesn2 與內(nèi)皮細(xì)胞 血管內(nèi)皮位于管腔最內(nèi)層，是血栓和動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生的基床，也是最先損傷的部位。正常狀態(tài)下內(nèi)皮細(xì)胞可分泌多種因子調(diào)節(jié)血管收縮及舒張，防止血小板活化和細(xì)胞黏附，維持血管完整性、通透性和血液正常流動(dòng)［37］。內(nèi)皮一旦受損會(huì)使P 選擇素、E 選擇素、細(xì)胞間黏附分子、血管黏附分子、內(nèi)皮素的表達(dá)增加，促使血小板活化，招募白細(xì)胞向內(nèi)皮聚集［38-39］，加劇動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生。HWANG 等［40］學(xué)者在實(shí)驗(yàn)中首次證實(shí)了Sesn2 基因敲低的小鼠血液和細(xì)胞中，血管細(xì)胞黏附分子、細(xì)胞間黏附分子和E-選擇素在內(nèi)的黏附分子的表達(dá)均顯著增加，證實(shí)了Sesn2 具有抑制細(xì)胞黏附的作用。如前所述，Sesn2 的表達(dá)受P53 基因的調(diào)控，CHEN 等［41］在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，經(jīng) P53 和 Sesn2 構(gòu)建干擾RNA（siRNA）使其表達(dá)沉默后可減弱色素上皮衍生因子（pigment epithelium-derived factor，PEDF）誘導(dǎo)的人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞（human umbilical vein endothelial cells，HUVEC）的自噬，而且還發(fā)現(xiàn) PEDF 可依次誘導(dǎo)P53 和Sesn2 表達(dá)來誘導(dǎo)HUVEC 自噬，這一過程與mTOR 的抑制相關(guān)。提示Sesn2 是通過抑制mTOR 發(fā)揮自噬作用以保證內(nèi)皮的修復(fù)。在大鼠的腦梗死模型中，HIF-1α 正向調(diào)節(jié)Sesn2 和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子的表達(dá)，經(jīng)重組人Sesn2 注射后可減輕腦梗死程度，而沉默Sesn2 可逆轉(zhuǎn)嚴(yán)重缺氧缺血后的這些保護(hù)作用［32］，這也進(jìn)一步證實(shí)了Sesn2 具有內(nèi)皮修復(fù)的功能。YI 等［42］的研究發(fā)現(xiàn)，血管緊張素Ⅱ誘導(dǎo)人HUVEC 中Sesn2 的表達(dá)呈時(shí)間依賴性和劑量依賴性關(guān)系，敲低Sesn2 會(huì)促進(jìn)血管緊張素Ⅱ的細(xì)胞毒性，降低細(xì)胞活力，加劇氧化應(yīng)激和細(xì)胞凋亡，而這種作用是由JNK ／ c-Jun 途徑介導(dǎo)的。提示Sesn2 可能是通過相關(guān)的抗氧化途徑調(diào)節(jié)內(nèi)皮收縮功能。以上研究均證明，Sesn2 的表達(dá)具有保護(hù)內(nèi)皮細(xì)胞的作用，是治療心血管疾病的有效藥理靶標(biāo)。

2.4 Sesn2 與血小板活化 血小板是血栓形成過程中與心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)增加相關(guān)的關(guān)鍵參與者。與健康受試者相比，T2D 患者的血小板計(jì)數(shù)、血小板分布寬度、平均血小板體積值和血小板 ／ 淋巴細(xì)胞比率顯著升高［43］，更易于形成自發(fā)的微聚集體［44］。慢性高血糖癥已被明確為導(dǎo)致血小板聚集增強(qiáng)、纖維蛋白原結(jié)合增加的原因［45］。在腦?；颊咧邪l(fā)現(xiàn)梗死面積與糖尿病血小板產(chǎn)生的ROS 量呈正相關(guān)［46］。來自糖尿病個(gè)體的血小板對(duì)抗聚集胰島素、一氧化氮和前列腺素2 的敏感性均降低［47］。說明T2D 患者血小板形態(tài)、數(shù)量以及功能發(fā)生改變，促使了血栓的形成。Sesn2 作為抗氧化劑蛋白，被證實(shí)是血小板源性生長(zhǎng)因子受體β（platelet-derived growth factor receptor，Pdgfrβ）信號(hào)的抑制劑，抑制作用與抗氧化劑基因誘導(dǎo)物 Nrf2 的正向調(diào)節(jié)相關(guān)［48］。Pdgfrβ 能在多種細(xì)胞中表達(dá)，具有促進(jìn)細(xì)胞遷移、血管生成的作用［49］。對(duì)其抑制有助于降低動(dòng)脈粥樣硬化、腫瘤、組織纖維化疾病的發(fā)生。靳文等［50］的研究也證實(shí)，Sesn2 激動(dòng)劑能夠降低慢性腎功能不全小鼠血小板ROS 生成及P-選擇素表達(dá)，對(duì)小鼠動(dòng)脈粥樣硬化血栓的形成具有延緩作用，其機(jī)制可能與血小板活化相關(guān)。雖然以上研究顯示Sesn2 與血小板之間的作用有利于抑制血栓的發(fā)生，但目前報(bào)道的相關(guān)研究較少，尚需進(jìn)一步探明二者相互作用的機(jī)制，為血栓的治療指明方向。

3 總結(jié)與展望

T2D 易發(fā)生包括血栓在內(nèi)的多種血管并發(fā)癥，其病例生理機(jī)制較為復(fù)雜。涉及糖代謝、氧化應(yīng)激、炎癥免疫、凝血和纖溶等多個(gè)系統(tǒng)之間的相關(guān)影響。而Sesn2 在氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)、糖代謝和胰島素抵抗中均顯示突出的抑制作用，在其他系統(tǒng)和部位也均有參與。在其他疾病（如肥胖癥、癌癥、心臟肥大、動(dòng)脈粥樣硬化和神經(jīng)退行性疾?。┲幸脖蛔C實(shí)發(fā)揮保護(hù)作用［51］，是有利的預(yù)后標(biāo)志物和各種疾病的可行治療靶標(biāo)。但Sesn2 與血栓之間的研究鮮有報(bào)道，其涉及的機(jī)制尚未證實(shí)，因此，還需進(jìn)一步借助體內(nèi)、體外以及大樣本人群的研究去探索Sesn2 與內(nèi)皮細(xì)胞、血小板以及血栓形成分子標(biāo)志物之間的作用機(jī)制，確定Sesn2 在血栓治療中的藥物靶點(diǎn)作用，為糖尿病血栓的治療明確導(dǎo)向，有望早日成為糖尿病血栓及其他疾病的重要治療靶標(biāo)。