沈強 梁焱 方晏紅 陳雪梅
糖尿病性視網(wǎng)膜病變(diabetic retinopathy,DR)是糖尿病微血管病變的主要并發(fā)癥之一,是一種具有特異性改變的眼底病變,也是我國最主要的致盲因素之一[1]。臨床上根據(jù)視網(wǎng)膜病變程度,將DR疾病分為增生性糖尿病性視網(wǎng)膜病變和非增生性糖尿病性視網(wǎng)膜病變。隨著病情的發(fā)展,可能出現(xiàn)不同程度的視網(wǎng)膜新生血管病變、視網(wǎng)膜水腫、玻璃體積血、視網(wǎng)膜脫離等現(xiàn)象,嚴重影響患者視力水平,甚至可導(dǎo)致患者失明[2],目前DR疾病的發(fā)病機制仍未完全明確。據(jù)報道基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMPs)能夠控制血管內(nèi)皮細胞異常遷移和增殖,可能參與DR疾病的發(fā)生[3]。信號傳導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活因子3(signal transducer and activator of Transcription 3,STAT3)在增生型DR患者血漿、玻璃體液和纖維血管膜中均表達異常[4]。X連鎖凋亡抑制蛋白(X-linked inhibitor of apoptosis protein,XIAP)可能是一種潛在的調(diào)節(jié)因子,可以介導(dǎo)細胞高糖條件下的一系列病理變化[5]。但MMP-2、STAT3和XIAP在增生型DR患者血漿和玻璃體液中的關(guān)系筆者所見尚沒有相關(guān)報道。本研究檢測增生型DR患者血漿和玻璃體液中血清中MMP-2、STAT3和XIAP表達水平,旨在探討MMP-2、STAT3和XIAP在增生型DR患者血漿和玻璃體液中的作用及表達關(guān)系。
1.1 一般資料 選取2016年3月至2018年10月在我院就診的增生型糖尿病視網(wǎng)膜病變患者145例為研究對象,其中男76例,女69例;年齡40~75歲,平均年齡(54.32±12.50)歲;病程5~25年,平均病程(13.83±7.52)年。同期選取行玻璃體切割手術(shù)的孔源性視網(wǎng)膜脫離患者86例為對照組,其中男46例,女40例;年齡41~76歲,平均年齡(54.83±13.02)歲。2組患者年齡、性別比等一般資料差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),具有對比性。所有入選對象簽署知情同意書,患者家人均知情并配合本次研究。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會審查通過。
1.2 納入與排除標(biāo)準(zhǔn)
1.2.1 納入標(biāo)準(zhǔn):①符合糖尿病視網(wǎng)膜病變診斷標(biāo)準(zhǔn)[6];②臨床特征、散瞳后眼底及熒光素眼底血管造影檢查后確診;③患者均為雙眼發(fā)病。
1.2.2 排除標(biāo)準(zhǔn):①角膜炎、青光眼、白內(nèi)障等眼部疾病患者;②感染性疾病患者;③心腎功能不全等疾病患者;④資料不全者。
1.3 研究方法
1.3.1 樣本采集與保存:①血漿樣品:于手術(shù)當(dāng)日清晨受試者空腹時抽取肘靜脈血2 ml于抗凝試管中,靜置片刻,在4℃離心機(3 000 r/min)上離心10 min后取血漿,移入1 ml的Eppendorf管中,置于-80℃冰箱保存待測。②玻璃體液樣品:增生型DR患者及孔源性視網(wǎng)膜脫落患者玻璃體液標(biāo)本通過常規(guī)三通道玻璃體切割術(shù)取得。取樣時間為放置灌注頭但未進入灌注液之前,使用注射器人工抽取玻璃體液0.5~0.6 ml,在4℃離心機(10 000 r/min)上離心5 min后取上清,置于-80℃冰箱保存待測。
1.3.2 受試者血清MMP-2、STAT3和XIAP水平測定:采用酶聯(lián)免疫吸附法(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)檢測血漿及玻璃體液中MMP-2、STAT3和XIAP表達水平,MMP-2試劑盒、STAT3試劑盒、XIAP試劑盒均購自上海江萊生物科技有限公司,操作步驟參見試劑盒說明書,為減小誤差,所有待測樣品均重復(fù)測定3次。
2.1 2組患者血漿中MMP-2、STAT3和XIAP水平比較 增生型DR組患者血漿中MMP-2、STAT3和XIAP水平均顯著高于對照組(P<0.05)。見表1。
組別MMP-2STAT3XIAP增生型DR組(n=145)32.34±8.830.94±0.306.92±2.01對照組(n=86)10.35±3.170.24±0.072.26±0.61 F值22.24421.28020.920 P值0.0000.0000.000
2.2 2組患者玻璃體液中MMP-2、STAT3和XIAP水平比較 增生型DR組患者玻璃體液中MMP-2、STAT3和XIAP水平均顯著高于對照組(P<0.05)。見表2。
組別MMP-2STAT3XIAP增生型DR組(n=145)35.24±10.151.30±0.417.61±2.11對照組(n=86)12.47±3.620.31±0.092.49±0.67 F值20.04722.06121.842 P值0.0000.0000.000
2.3 增生型DR患者血漿中MMP-2、STAT3和XIAP表達水平的相關(guān)性 增生型DR患者血漿中MMP-2表達水平與STAT3、XIAP水平呈正相關(guān)(r=0.623、r=0.522,P<0.05),增生型DR患者血漿中STAT3表達水平與XIAP水平呈正相關(guān)(r=0.337,P<0.05)。見圖1。
2.4 增生型DR患者玻璃體液中MMP-2、STAT3和XIAP表達水平的相關(guān)性 增生型DR患者玻璃體液中MMP-2表達水平與STAT3、XIAP水平正相關(guān)(r=0.480、r=0.3.81,P<0.05),增生型DR患者玻璃體液中STAT3表達水平與XIAP水平正相關(guān)(r=0.475,P<0.05)。見圖2。
圖1 增生型DR患者血漿中MMP-2、STAT3和XIAP表達水平的相關(guān)性分析
圖2 增生型DR患者玻璃體液中MMP-2、STAT3和XIAP表達水平的相關(guān)性分析
糖尿病(diabetes mellitus)是一種以高血糖為特征的代謝性疾病,由于體內(nèi)胰島素分泌不足或其生物學(xué)作用受損引起,病程延長可導(dǎo)致眼、心、腎、神經(jīng)血管等慢性損傷及功能障礙的發(fā)生[7]。DR是糖尿病常見的并發(fā)癥之一,主要是由于胰島素代謝異常引起眼組織及血管微循環(huán)改變,使得毛細血管周細胞減少、血管內(nèi)皮細胞增生、基底膜增厚致使血-視網(wǎng)膜屏障受損,進一步使眼局部組織缺血、缺氧加劇,導(dǎo)致視網(wǎng)膜血管損傷、視網(wǎng)膜出血及新生血管形成[8]。DR主要臨床表現(xiàn)為視力下降、出血、棉絮狀白斑、視網(wǎng)膜內(nèi)微血管異常、滲漏及黃斑水腫等,嚴重影響患者正常生活[9]。目前DR疾病具體的發(fā)病機制還未完全確定。張鳳俊等[10]探討了DR發(fā)病機制,結(jié)果發(fā)現(xiàn)參與DR發(fā)病機制有多種信號通路及分子機制,例如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激、氧化與抗氧化防御系統(tǒng)、線粒體損傷和EPCs功能障礙等。近期研究表明MMP-2、STAT3和XIAP是視網(wǎng)膜內(nèi)皮血管生成調(diào)節(jié)機制中的重要因子[5]。因此本研究通過檢測MMP-2、STAT3和XIAP在增生型DR患者血漿和玻璃體液中的表達的情況,并探究其表達關(guān)系,旨在尋找新的可反映DR患者疾病進程的生物標(biāo)志物。
MMPs是一個大家族,能夠降解細胞外基質(zhì)中的各種蛋白成分,在腫瘤細胞侵襲中具有破壞其組織學(xué)屏障的作用,據(jù)報道MMPs表達與氧化應(yīng)激有關(guān)[11]。MMP-2是MMPs家族成員之一,是一種人體內(nèi)廣泛分布的促血管生長因子?,F(xiàn)認為MMP-2參與促進視網(wǎng)膜血管生成,其水平升高可能與玻璃體液化和變性有關(guān)[12]。Rodrigues等[3]研究表明PDR患者視網(wǎng)膜新生血管組織相鄰內(nèi)皮細胞(endothelial cells,EC)中MMP-2蛋白表達水平顯著高于對照組,是治療PDR的靶標(biāo)。本研究結(jié)果顯示增生型DR組患者血漿和玻璃體液中MMP-2水平顯著高于對照組。提示MMP-2可能參與調(diào)節(jié)增生型DR患者視網(wǎng)膜血管生成及玻璃體液化過程,與增生型DR發(fā)病機制有關(guān)。
信號傳導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活因子(STAT)蛋白家族是可被許多細胞因子、生長因子和其他刺激激活的一組蛋白,STAT3是STAT家族中的一員,在人體各種組織和細胞中廣泛表達,能夠參與細胞增殖、分化、凋亡等生理過程[13]。研究表明STAT3被激活后能夠調(diào)控下游靶基因轉(zhuǎn)錄,促進腫瘤生長,且STAT3還能通過上調(diào)MMPs,促進腫瘤血管生成[14]。鄧睿等[4]研究表明新生大鼠缺氧缺血后STAT3可能被磷酸化激活,表達上調(diào),推測STAT3可能參與調(diào)節(jié)大鼠缺血缺氧腦損傷中神經(jīng)細胞的凋亡。本研究結(jié)果顯示增生型DR組患者血漿和玻璃體液中STAT3水平顯著高于對照組。提示STAT3可能直接或間接地激活視增生型DR患者網(wǎng)膜細胞胞凋亡機制,誘導(dǎo)視網(wǎng)膜細胞調(diào)亡,影響增生型DR疾病進展。
XIAP是凋亡抑制蛋白(inhibitors of apoptosis proteins,IAPs)家族的成員中作用最強的凋亡抑制因子,可通過抑制Caspases表達調(diào)節(jié)細胞凋亡,其表達水平與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、復(fù)發(fā)、預(yù)后及化療后的耐藥性有關(guān),此外XIAP表達還與神經(jīng)退行性疾病、缺血性損傷及自身免疫性疾病有關(guān)[15]。馬偉等[16]探究XIAP在人肝細胞癌中的表達情況,結(jié)果發(fā)現(xiàn)人肝細胞癌組織中XIAP表達水平高于癌旁組織,提示XIAP可能參與人肝細胞癌的發(fā)生與發(fā)展。李晶等[17]研究表明在尖銳濕疣組織中XIAP表達上調(diào),可能是尖銳濕疣發(fā)生和復(fù)發(fā)的重要原因,另外XIAP可能促進了尖銳濕疣病情惡化過程,因此在評估患者病情時XIAP可具有一定的參考價值。Sun等[5]研究表明XIAP可能是一種潛在的細胞調(diào)節(jié)因子,能夠介導(dǎo)高血糖條件誘導(dǎo)的Muller細胞增殖和VEGF產(chǎn)生,在糖尿病性視網(wǎng)膜病變的發(fā)病機制中具有重要作用。本研究結(jié)果顯示增生型DR組患者血漿和玻璃體液中XIAP水平顯著高于對照組,提示XIAP可能參與糖尿病性視網(wǎng)膜病變發(fā)病過程,與增生型DR疾病的嚴重程度有關(guān)。Zhang等[18]研究表明增生型DR患者血漿、玻璃體樣品和纖維血管膜中STAT3、MMP-2和XIAP表達均上調(diào),且其表達水平可能受circRNAs抗凋亡因子的調(diào)節(jié)。進一步分析顯示增生型DR患者血漿中MMP-2表達水平與STAT3、XIAP水平正相關(guān),STAT3表達水平與XIAP水平正相關(guān),增生型DR患者玻璃體液中MMP-2表達水平與STAT3、XIAP水平正相關(guān),STAT3表達水平與XIAP水平正相關(guān),提示MMP-2、STAT3和XIAP水平可能通過某種調(diào)節(jié)機制共同參與調(diào)節(jié)增生型DR疾病發(fā)展進程。
綜上所述,增生型DR患者血漿和玻璃體液中MMP-2、STAT3和XIAP表達均上調(diào),且MMP-2在增生型DR患者血漿和玻璃體液中表達水平與STAT3、XIAP水平正相關(guān),提示MMP-2、STAT3和XIAP可能共同參與調(diào)節(jié)增生型DR發(fā)生、發(fā)展過程。然而,本研究僅初步探究增生型DR患者血漿和玻璃體液中MMP-2、STAT3和XIAP表達水平及表達的相關(guān)性,具體調(diào)節(jié)機制仍未明確,仍需進一步深入研究。