龔云輝,胡蝶,劉希靖,張倩雯,周容(四川大學(xué)華西第二醫(yī)院,成都6004;西藏自治區(qū)政府駐成都辦事處醫(yī)院)
血清視黃醇結(jié)合蛋白4在代謝相關(guān)性疾病發(fā)生發(fā)展中的作用研究進(jìn)展
龔云輝1,胡蝶2,劉希靖1,張倩雯1,周容1
(1四川大學(xué)華西第二醫(yī)院,成都610041;2西藏自治區(qū)政府駐成都辦事處醫(yī)院)
摘要:血清視黃醇結(jié)合蛋白4(RBP4)是由肝臟及脂肪細(xì)胞分泌的一種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白質(zhì)。血清中RBP4水平與胰島素抵抗、妊娠期糖尿病、糖尿病并發(fā)癥(糖尿病視網(wǎng)膜病、糖尿病腎病)、冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病、脂代謝、代謝綜合征等疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。
關(guān)鍵詞:血清視黃醇結(jié)合蛋白4;糖尿病;胰島素抵抗;心血管疾病;代謝性疾病
血清視黃醇結(jié)合蛋白4(RBP4)是一種單肽鏈的蛋白質(zhì),受全反式視黃醇刺激后主要由肝臟分泌,負(fù)責(zé)將視黃醇及其衍生物從肝臟中轉(zhuǎn)運(yùn)至靶組織;也由脂肪細(xì)胞分泌,參與肥胖和胰島素抵抗的發(fā)生[1]。血清RBP4結(jié)合視黃醇和甲狀腺素運(yùn)載蛋白(TTR)的能力受諸多因素影響,包括視黃醇狀態(tài)、急性時(shí)相反應(yīng)(APR)、蛋白能量平衡、肝腎功能等[2],它能夠影響相關(guān)代謝激酶如磷脂酰肌醇3激酶(PI3Ks)及基因表達(dá),參與代謝性相關(guān)性疾病的發(fā)生發(fā)展[3]。
1.1胰島素抵抗Yang等[3]發(fā)現(xiàn),敲除胰島素抵抗小鼠模型GLUT4基因后其脂肪組織RBP4 mRNA水平和血清RBP4表達(dá)水平明顯上調(diào),而轉(zhuǎn)染RBP4基因的小鼠則呈現(xiàn)胰島素抵抗?fàn)顟B(tài),人為降低小鼠血清RBP4水平可以逆轉(zhuǎn)其胰島素抵抗?fàn)顟B(tài)。RBP4影響胰島素抵抗的機(jī)制考慮如下:一方面,RBP4通過抑制PI3Ks活性和胰島素受體底物1 (IRS1)酪氨酸磷酸化,誘導(dǎo)磷酸烯醇式丙酮酸激酶(PEPCK)基因的表達(dá),影響肌肉對葡萄糖的利用,增加肝糖輸出,干預(yù)胰島素受體的IRS1-Ras-MAPK信號傳導(dǎo)通路,從而參與胰島素抵抗和2型糖尿病的發(fā)病過程[3]。另一方面,視黃醇是合成維甲酸受
[13]Brunn A,Nacimiento W,Sellhaus B,et al.Acute onset of hemorrhagic leukoencephalomyelitis (Hurst) in the spinal cord[J].Clin Neuropathol,2002,21(5) : 214-219.
[14]Catalan M,Naccarato M,Grandi FC,et al.Acute hemorrhagic leukoencephalitis with atypical features[J].Neurol Sci,2009,30 (1) : 55-57.
[15]Mader I,Wolff M,Niemann G,et al.Acute haemorrhagic encephalomyelitis (AHEM) : MRI findings[J].Neuropediatrics,2004,35(2) : 143-146.
[16]Lee HY,Chang KH,Kim JH,et al.Serial MR imaging findings of acute hemorrhagic leukoencephalitis: a case report[J].AJNR Am J Neuroradiol,2005,26(8) : 1996-1999.
[17]Kao HW,Alexandru D,Kim R,et al.Value of susceptibilityweighted imaging in acute hemorrhagic leukoencephalitis[J].J Clin Neurosci,2012,19(12) : 1740-1741.
[18]Lann MA,Lovell MA,Kleinschmidt-DeMasters BK.Acute hemorrhagic leukoencephalitis: a critical entity for forensic pathologists to recognize[J].Am J Forensic Med Pathol,2010,31(1) : 7-11.
[19]Ghosh N,DeLuca GC,Esiri MM.Evidence of axonal damage in human acute demyelinating diseases[J].J Neurol Sci,2004,222 (1-2) : 29-34.
[20]Miller DH,Weinshenker BG,F(xiàn)ilippi M,et al.Differential diagnosis of suspected multiple sclerosis: a consensus approach[J].Mult Scler,2008,14(9) : 1157-1174.
[21]Tunkel AR,Glaser CA,Bloch KC,et al.The management of encephalitis: clinical practice guidelines by the Infectious Diseases Society of America[J].Clin Infect Dis,2008,47(3) : 303-327.
[22]Rahmlow MR,Kantarci O.Fulminant demyelinating diseases[J].Neurohospitalist,2013,3(2) : 81-91.
[23]Ravaglia S,Piccolo G,Ceroni M,et al.Severe steroid-resistant post-infectious encephalomyelitis: general features and effects of IVIg[J].J Neurol,2007,254(11) : 1518-1523.
[24]Klein CJ,Wijdicks EF,Earnest F 4th.Full recovery after acute hemorrhagic leukoencephalitis (Hurst's disease)[J].J Neurol,2000,247(12) : 977-979.
體和類維甲酸受體配體的前體,而類維甲酸受體是過氧化物酶體增殖體激活受體(PPAR-γ)的配體,調(diào)節(jié)包括糖、脂代謝在內(nèi)的多個(gè)基因表達(dá),故RBP4有可能通過上述途徑下調(diào)肝臟及肌肉內(nèi)脂肪酸的代謝,進(jìn)而導(dǎo)致胰島素抵抗[4]。另有研究[3]表明,胰島素抵抗者體內(nèi)RBP4水平升高同時(shí)伴有葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)子4(Glut4)水平的降低,從而推測RBP4有可能通過降低Glut4水平而導(dǎo)致葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)障礙,誘導(dǎo)胰島素抵抗和2型糖尿病的發(fā)生,但其相關(guān)性還需要進(jìn)一步研究證實(shí)。
1.2妊娠期糖尿病(GDM) GDM是妊娠期發(fā)生或首次發(fā)現(xiàn)的不同程度的糖代謝異常,可嚴(yán)重危及母嬰健康,并與多種不良妊娠結(jié)局密切相關(guān)。其病因尚不明確,目前普遍認(rèn)為胰島β細(xì)胞分泌異常減少與胰島素抵抗是其主要病理生理基礎(chǔ),高齡產(chǎn)婦是其危險(xiǎn)因素之一。研究[5,6]顯示,GDM孕婦血清RBP4水平明顯高于正常孕婦,且其升高水平與胰島素抵抗、血糖和血脂代謝呈正相關(guān)。另有研究[7]則提示,孕早期血清RBP4水平的升高與GDM發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)呈正相關(guān),且隨孕婦年齡的增長而升高。且有研究表明,只有在年齡≥35歲的孕婦中,RBP4與GDM才存在相關(guān)性。但也有研究[8]認(rèn)為血清RBP4水平與GDM患者胰島素抵抗無相關(guān)性。
1.3糖尿病并發(fā)癥病程超過10 a糖尿病患者常合并程度不等的糖尿病視網(wǎng)膜病(DR),DR是失明的主要原因之一。血液中的RBP4有少許比例以全視黃醇RBP4(holo-RBP4)形式存在,在一定條件下可誘發(fā)胚胎組織中非特異性視黃醇過度表達(dá),影響視黃醇受體信號以及基因調(diào)控,損傷視網(wǎng)膜毛細(xì)血管并導(dǎo)致新生血管形成,參與DR的發(fā)?。?]。DR患者血清RBP4較糖尿病非DR患者高,且增殖性DR患者較簡單性DR患者升高更明顯。糖尿病腎病(DN)是慢性腎臟病變的一種重要類型,與高血糖導(dǎo)致血管損傷、多元醇途徑激活、晚期糖基化終末產(chǎn)物形成增加、蛋白激酶C途徑激活及已糖胺通路激活有關(guān)。DN是導(dǎo)致終末期腎衰的常見原因,亦是1型糖尿病的主要死因,在2型糖尿病其嚴(yán)重性僅次于心腦血管疾病。在DN早期,尿RBP4排泄增加先于微白蛋白尿出現(xiàn),被認(rèn)為是反映早期腎損害的標(biāo)志。研究[10]表明,2型糖尿病患者血清RBP4水平與腎功能不全呈正相關(guān)。Ziegelmeier等[11]的研究也發(fā)現(xiàn),血清RBP4水平與腎功能密切相關(guān),且在終末期腎病升高明顯。多因素回歸分析[12]顯示,eGFR對RBP4是一個(gè)獨(dú)立的決定因素,提示2型糖尿病患者血漿RBP4水平與進(jìn)展性的腎臟損傷有密切關(guān)系,可能成為DN診斷及治療的一個(gè)特異性標(biāo)志物。
RBP4的基因表達(dá)是炎癥反應(yīng)的重要標(biāo)志[13]。動(dòng)脈粥樣硬化常見特點(diǎn)是動(dòng)脈管壁增厚變硬、失去彈性和官腔縮小,位居全球死因之首,是心肌梗死、中風(fēng)和周圍血管疾病發(fā)生最主要的病理因素。動(dòng)脈內(nèi)中膜厚度(IMT)是臨床上常用的亞動(dòng)脈粥樣硬化評價(jià)指標(biāo),Xiao等[14]對284例2型糖尿病患者進(jìn)行研究,結(jié)果顯示血清RBP4和脂聯(lián)素2水平與頸動(dòng)脈IMT和亞臨床動(dòng)脈粥樣硬化呈正相關(guān)。RBP4水平的升高意味著動(dòng)脈粥樣硬化斑塊由穩(wěn)定向不穩(wěn)定轉(zhuǎn)化,有望成為評價(jià)亞臨床動(dòng)脈粥樣硬化的可靠血清標(biāo)志物。另一方面,高胰島素血癥是動(dòng)脈粥樣硬化和心血管疾病的獨(dú)立危險(xiǎn)因子,RBP4可以通過抑制內(nèi)皮細(xì)胞胰島素活性,使血管舒張依賴的水平下降,促進(jìn)血管內(nèi)皮功能紊亂,促進(jìn)大血管病變的發(fā)生發(fā)展[15]。冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病(CHD)是動(dòng)脈粥樣硬化導(dǎo)致器官病變的最常見類型,也是嚴(yán)重危害人類健康的常見病。RBP4表達(dá)及活性增加可促進(jìn)胰島素抵抗發(fā)生,誘發(fā)急性冠脈綜合征(ACS),動(dòng)態(tài)監(jiān)測RBP4可作為CHD早期診斷、治療、預(yù)后和預(yù)防的定期篩選及監(jiān)測指標(biāo)[16]。Li等[17]的研究提示,單純冠狀動(dòng)脈疾病(CAD)組血清中的RBP4水平與正常組相比無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,但CAD合并高胰島素血癥組的血清RBP4明顯升高,且與BMI、血脂、尿酸、穩(wěn)態(tài)胰島素評價(jià)指數(shù)等心血管疾病危險(xiǎn)因素呈正相關(guān)。RBP4可通過調(diào)節(jié)大鼠主動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞(RASMC)增殖,促進(jìn)ERK1/2、JAK2和STAT3磷酸化,進(jìn)而增強(qiáng)ERK1/2和JAK2/STAT3通路的信號傳導(dǎo)[18]。這些結(jié)果表明,RBP4可能在胰島素誘導(dǎo)的血管平滑肌細(xì)胞(VSMCs)增殖相中發(fā)揮了重要作用,提示RBP4有可能導(dǎo)致高胰島素血癥患者的血管重塑,進(jìn)而引起動(dòng)脈粥樣硬化及心血管病的發(fā)生。
脂聯(lián)素(APN)是目前發(fā)現(xiàn)對人體有保護(hù)性作用的脂肪細(xì)胞因子,具有改善胰島素抵抗、糖代謝的作用[19],通過增加骨骼肌脂肪酸氧化、抑制肝糖異生和脂肪組織中TNF-α信號傳導(dǎo)等途徑來增加胰島素的敏感性,既是胰島素的增敏劑,亦是GDM的保護(hù)因子。有研究[20]表明,RBP4在脂代謝中起著比在胰島素抵抗中更為重要的作用。脂代謝或體脂分布異常是引起胰島素抵抗與2型糖尿病的重要環(huán)節(jié),肥胖的發(fā)生大量地增加了心血管疾病的發(fā)病率及病死率。研究[21]表明,RBP4水平與甘油三酯呈正相關(guān),與HDL-C呈負(fù)相關(guān),推測RBP4通過調(diào)節(jié)肝臟甘油三酯的合成和VLDL釋放入血提高胰島素抵抗?fàn)顟B(tài),同時(shí)RBP4可影響脂肪酸的代謝,脂肪酸代謝失調(diào)與胰島素抵抗關(guān)系密切。
代謝綜合征是一組復(fù)雜的代謝紊亂癥候群,其中心環(huán)節(jié)是肥胖和胰島素抵抗,是糖尿病、心腦血管疾病的危險(xiǎn)因素。研究[22~24]發(fā)現(xiàn),血清RBP4升高與氧化應(yīng)激反應(yīng)和炎性因子增加相關(guān),進(jìn)而參與代謝綜合征的發(fā)生發(fā)展。Tschoner等[25]的研究表明,血清RBP4水平的變化程度與代謝綜合征的嚴(yán)重程度呈正相關(guān),且腹部肥胖患者減脂術(shù)后RBP4水平顯著下降,考慮與內(nèi)臟脂肪減少有關(guān)。
參考文獻(xiàn):
[1]Kotnik P,F(xiàn)ischer-Posovszky P,Wabitsch M.RBP4: a controversial adipokine[J].Eur J Endocrinol,2011,165(5) : 703-711.
[2]Balagopal P,Graham TE,Kahn BB,et al.Reduction of elevated serum retinol binding protein in obese children by lifestyle intervention: association with subclinical inflammation[J].J Clin Endocrinol Metab,2007,92(5) : 1971-1974.
[3]Yang Q,Graham TE,Mody N,et al.Serum retinol binding protein 4 contributes to insulin resistance in obesity and type 2 diabetes[J].Nature,2005,436(7049) : 356-362.
[4]Fruebis J,Tsao TS,Javorschi S,et al.Proteolytic cleavage product of 30-kDa adipocyte complement-related protein increases fatty acid oxidation in muscle and causes weight loss in mice[J].Proc Natl Acad Sci USA,2001,98(4) : 2005-2010.
[5]Klein K,Bancher-Todesca D,Leipold H,et al.Retinol-binding protein 4 in patients with gestational diabetes mellitus[J].J Womens Health (Larchmt),2010,19(3) : 517-521.
[6]Zhaoxia L,Mengkai D,Qin F,et al.Significance of RBP4 in patients with gestational diabetes mellitus: a case-control study of Han Chinese women[J].Gynecol Endocrinol,2014,30(2) : 161-164.
[7]Abetew DF,Qiu C,F(xiàn)ida NG,et al.Association of retinol binding protein 4 with risk of gestational diabetes[J].Diabetes Res Clin Pract,2013,99(1) : 48-53.
[8]Khovidhunkit W,Pruksakorn P,Plengpanich W,et al.Retinolbinding protein 4 is not associated with insulin resistance in pregnancy[J].Metabolism,2012,61(1) : 65-69.
[9]Isken A,Golczak M,Oberhauser V,et al.RBP4 disrupts vitamin A uptake homeostasis in a STRA6-deficient animal model for Matthew-Wood syndrome[J].Cell Metab,2008,7(3) : 258-268.
[10]Park H,Green MH,Shaffer ML.Association between serum retinol-binding protein 4 concentrations and clinical indices in subjects with type 2 diabetes: a meta-analysis[J].J Hum Nutr Diet,2012,25(4) : 300-310.
[11]Ziegelmeier M,Bachmann A,Seeger J,et al.Serum levels of adipokine retinol-binding protein-4 in relation to renal function[J].Diabetes Care,2007,30(10) : 2588-2592.
[12]Murata M,Saito T,Otani T,et al.An increase in serum retinolbinding protein 4 in the type 2 diabetic subjects with nephropathy [J].Endocr J,2009,56(2) : 287-294.
[13]Munkhtulga L,Nakayama K,Utsumi N,et al.Identification of a regulatory SNP in the retinol binding protein 4 gene associated with type 2 diabetes in Mongolia[J].Hum Genet,2007,120(6) : 879-888.
[14]Xiao Y,Xu A,Hui X,et al.Circulating lipocalin-2 and retinolbinding protein 4 are associated with intima-media thickness and subclinical atherosclerosis in patients with type 2 diabetes[J].PLoS One,2013,8(6) : e66607.
[15]Park SE,Kim DH,Lee JH,et al.Retinol-binding protein-4 is associated with endothelial dysfunction in adults with newly diagnosed type 2 diabetes mellitus[J].Atherosclerosis,2009,204(1) : 23-25.
[16]Mallat Z,Simon T,Benessiano J,et al.Retinol-binding protein 4 and prediction of incident coronary events in healthy men and women[J].J Clin Endocrinol Metab,2009,94(1) : 255-260.
[17]Li F,Yang T,Zhao Z,et al.Plasma level of RBP4 in patients with coronary heart disease and the effect of hyperinsulinemia[J].Zhong Nan Da Xue Xue Bao Yi Xue Ban,2012,37(11) : 1177-82.
[18]Li F,Xia K,Sheikh MS,et al.Retinol binding protein 4 promotes hyperinsulinism induced proliferation of rat aortic smooth muscle cells[J].Mol Med Rep,2014,9(5) : 1634-1640.
[19]Kondo H,Shimomura I,Matsukawa Y,et al.Association of adiponectin mutation with type 2 diabetes: a candidate gene for the insulin resistance syndrome[J].Diabetes,2002,51 (7) : 2325-2328.
[20]von Eynatten M,Lepper PM,Liu D,et al.Retinol-binding protein 4 is associated with components of the metabolic syndrome,but not with insulin resistance,in men with type 2 diabetes or coronary artery disease[J].Diabetologia,2007,50(9) : 1930-1937.
[21]Yamaaki N,Yagi K,Kobayashi J,et al.Impact of serum retinolbinding protein 4 levels on regulation of remnant-like particles triglyceride in type 2 diabetes mellitus[J].J Diabetes Res,2013,(2013) : 143515.
[22]Pradhan AD,Manson JE,Rifai N,et al.C-reactive protein,interleukin 6,and risk of developing type 2 diabetes mellitus[J].JAMA,2001,286(3) : 327-334.
[23]Yao-Borengasser A,Varma V,Bodles AM,et al.Retinol binding protein 4 expression in humans: relationship to insulin resistance,inflammation,and response to pioglitazone[J].J Clin Endocrinol Metab,2007,92(7) : 2590-2597.
[24]Liu Y,Wang D,Li D,et al.Associations of retinol-binding protein 4 with oxidative stress,inflammatory markers,and metabolic syndrome in a middle-aged and elderly Chinese population[J].Diabetol Metab Syndr,2014,6(1) : 25.
[25]Tschoner A,Sturm W,Engl J,et al.Retinol-binding protein 4,visceral fat,and the metabolic syndrome: effects of weight loss [J].Obesity (Silver Spring),2008,16(11) : 2439-2444.
(收稿日期:2014-10-23) 2014-10-07)
通信作者:周容
基金項(xiàng)目:國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(81300512) ;成都市科技惠民工程項(xiàng)目(2013惠民工程-06)。
文章編號:1002-266X(2015) 19-0098-03
文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
中圖分類號:R587.1
doi:10.3969/j.issn.1002-266X.2015.19.038