趙 越,余江毅,安曉飛
乙酰肝素酶 (heparanase,HPSE)是一種能特異性水解硫酸乙酰肝素 (heparan sulfate,HS)的內(nèi)源性糖苷酶[1],由HS與核心蛋白組成的硫酸乙酰肝素蛋白多糖 (heparanase sulfate proteoglycan,HSPG)廣泛存在于細(xì)胞表面、細(xì)胞外基質(zhì)和基底膜中。相關(guān)研究表明,HPSE高表達(dá)可降解HS[2-3],破壞細(xì)胞外基質(zhì)和基底膜的完整性[4],并釋放結(jié)合在HS上的多種活性分子[5],與糖尿病 (diabetes mellitus,DM)血管病變尤其是糖尿病腎病 (diabetic nephropathy,DN)蛋白尿的產(chǎn)生關(guān)系密切[6]。
最近研究發(fā)現(xiàn),糖尿病患者尿液中HPSE活性較健康者明顯升高[7],高糖狀態(tài)和氧化應(yīng)激可能是誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞中HPSE表達(dá)及活性升高的重要因素[8]。但目前關(guān)于糖尿病代謝異常與血清HPSE表達(dá)水平的關(guān)系,相關(guān)臨床研究尚不多見(jiàn)。本研究用酶聯(lián)免疫吸附法 (enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)測(cè)定120例2型糖尿病 (type 2 diabetes mellitus,T2DM)患者的血清HPSE水平,分析其與糖尿病代謝指標(biāo)(血糖、血壓、血脂、腰圍等)的關(guān)系,初步探索T2DM代謝異常對(duì)血清HPSE的可能作用。
1.1 病例納入標(biāo)準(zhǔn) 入選標(biāo)準(zhǔn):(1)符合《中國(guó)2型糖尿病防治指南 (2007年版)》T2DM診斷標(biāo)準(zhǔn)[9];(2)年齡50~75周歲,性別不限;(3)無(wú)慢性并發(fā)癥,或僅有輕度微血管并發(fā)癥 (尿清蛋白排泄量<200μg/min或<300 mg/d;無(wú)明顯視網(wǎng)膜病變或只有輕度非增生性糖尿病視網(wǎng)膜病變);(4)血壓≤140/90 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa);(5)體質(zhì)指數(shù)(BMI)≤30 kg/m2。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)空腹血糖 (FBG)≥13.9 mmol/L,或近1個(gè)月內(nèi)出現(xiàn)糖尿病危急重癥如酮癥酸中毒、糖尿病高滲狀態(tài);(2)已有大血管并發(fā)癥,如冠心病、腦血管意外、下肢血管病變等;(3)具有嚴(yán)重的原發(fā)性心、肝、肺、腎、血液系統(tǒng)疾病或影響其生存的嚴(yán)重疾病。
1.2 一般資料 選取2008年3—9月在江蘇省中醫(yī)院內(nèi)分泌科門(mén)診就診的T2DM患者120例,其中男58例,女62例;平均年齡 (61.7±6.5)歲;糖尿病病程平均 (6.0±4.5)年。1.3 方法 對(duì)納入的T2DM患者測(cè)定其血清HPSE及相關(guān)代謝指標(biāo)水平,分析血清HPSE與各指標(biāo)間的相關(guān)性。參考《中國(guó)2型糖尿病防治指南 (2007年版)》中相關(guān)代謝性指標(biāo)的控制目標(biāo)將各指標(biāo)分層,比較血清HPSE在分層后不同組別間的差異。
主要觀(guān)察指標(biāo):血清HPSE;腰圍、BMI;血糖 [FBG、餐后血糖 (PBG)]、糖化血紅蛋白 (HbA1c);收縮壓、舒張壓;膽固醇 (TC)、三酰甘油 (TG)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白膽固醇 (LDL-C)。
血清HPSE檢測(cè)方法:使用人乙酰肝素酶酶聯(lián)免疫分析試劑盒 (USCNLIFE;產(chǎn)品編號(hào):E0711h)檢測(cè)血清HPSE水平,檢測(cè)方法為ELISA改良雙抗體夾心法。
主要檢測(cè)儀器:HPSE檢測(cè)采用BIO-RAD Model-1575洗板機(jī)、BIO-RAD Model-680酶標(biāo)儀;生化指標(biāo)檢測(cè)采用Olympus-AU2700全自動(dòng)生化分析儀。
1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SAS 9.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以表示,采用t檢驗(yàn)。不符合正態(tài)分布時(shí)可改用其他統(tǒng)計(jì)方法或進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。相關(guān)分析采用Pearson單因素相關(guān)分析。采用雙側(cè)檢驗(yàn),以P≤0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 血清HPSE與糖尿病代謝指標(biāo)的相關(guān)性 120例T2DM患者血清 HPSE為 (1.32±1.37)U/L,腰圍為 (84.3±8.1)cm,BMI為 (24.0±2.7)kg/m2,F(xiàn)BG為 (7.0±1.9)mmol/L,PBG為 (10.3±3.8)mmol/L,HbA1c為 (6.5±1.3)%,收縮壓為 (130.0±13.3)mm Hg,舒張壓為 (76.8±9.3)mm Hg,TC為 (4.78±0.84)mmol/L,TG為 (1.49±0.94)mmol/L,HDL-C為 (1.28±0.31)mmol/L,LDLC為 (2.86±0.66)mmol/L。血清HPSE與上述代謝指標(biāo)均無(wú)相關(guān)性 (P>0.05,見(jiàn)表1)。
2.2 T2DM患者血清HPSE水平在不同代謝指標(biāo)分層間的比較FBG≥5.6 mmol/L組患者血清HPSE水平顯著高于FBG<5.6 mmol/L組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (p<0.05);其余糖尿病代謝指標(biāo)分層間血清HPSE水平比較,差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05,見(jiàn)表2)。
表1 120例T2DM患者血清HPSE與糖尿病代謝指標(biāo)的相關(guān)分析結(jié)果Table 1 The correlation analysis between serum HPSE and the metabolic index in 120 type 2 diabetic patients
有研究報(bào)道,高糖和氧化應(yīng)激壓力增加可使豬主動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞HPSE表達(dá)水平和活性明顯升高[8],其機(jī)制可能是高糖激活了Sp1、Egr-1、Ets等轉(zhuǎn)錄因子導(dǎo)致 HPSE基因轉(zhuǎn)錄增加[10]。而糖尿病正是以長(zhǎng)期血糖升高為主要表現(xiàn)的一組代謝異常綜合征,糖尿病患者高血糖和各種引起氧化應(yīng)激壓力增加的危險(xiǎn)因素與HPSE水平之間應(yīng)具有一定相關(guān)性。本研究結(jié)果顯示,血清HPSE水平與FBG、PBG、HbA1c、腰圍、BMI、收縮壓、舒張壓、血脂均無(wú)相關(guān)性。而在對(duì)各種危險(xiǎn)因素進(jìn)行不同的分層后進(jìn)一步比較不同組別的HPSE水平時(shí)發(fā)現(xiàn),血清HPSE水平在FBG<5.6 mmol/L組顯著低于FBG≥5.6 mmol/L組 〔(0.92±1.25)U/L與 (1.52±1.41)U/L,p<0.05〕;其余各危險(xiǎn)因素分層后比較,血清HPSE水平均未見(jiàn)明顯差異。
FBG水平較高的T2DM患者血清HPSE水平也較高,這為血糖調(diào)節(jié)HPSE高表達(dá)從而參與糖尿病血管病變的假設(shè)提供了一定的證據(jù),但仍存在以下幾點(diǎn)問(wèn)題:(1)本研究缺乏與正常人群的對(duì)照,因此尚不確定糖代謝異常的T2DM患者較正常人群血清HPSE水平是否升高。(2)血清HPSE在FBG以5.6 mmol/L為切點(diǎn)的分層比較有明顯差異,而在FBG以6.1 mmol/L為切點(diǎn)的分層比較未見(jiàn)明顯差異。由此提示,血糖升高誘導(dǎo)HPSE表達(dá)增加是否存在一個(gè)激發(fā)域值,當(dāng)血糖高于某個(gè)域值時(shí),即可激活轉(zhuǎn)錄因子使HPSE表達(dá)增加及活性HPSE向細(xì)胞外轉(zhuǎn)移增多,而在低于這個(gè)域值時(shí),血糖的變化不會(huì)引起HPSE的改變,但目前研究尚未見(jiàn)此方面的發(fā)現(xiàn)和報(bào)道。(3)相關(guān)研究顯示,30 mmol/L葡萄糖培養(yǎng)內(nèi)皮細(xì)胞1周后,在細(xì)胞裂解液中檢測(cè)到HPSE表達(dá)及活性較空白對(duì)照組、高糖加胰島素組明顯升高[8]。30 mmol/L葡萄糖是在實(shí)驗(yàn)室條件下使用的特殊手段,與本調(diào)查中FBG平均 (7.07±2.01)mmol/L、PBG平均 (10.27±3.87)mmol/L的血糖水平有較大差距,是否只有在如此高水平的葡萄糖濃度下才能誘導(dǎo)HPSE轉(zhuǎn)錄增加?其他葡萄糖水平對(duì)HPSE轉(zhuǎn)錄影響如何?表達(dá)增加的HPSE是否會(huì)從溶酶體釋放到血清中?上述問(wèn)題尚無(wú)明確的答案。因此,目前的研究結(jié)果尚不能得出血糖升高可調(diào)節(jié)T2DM患者血清HPSE表達(dá)增加的結(jié)論,但血糖可能是T2DM患者血清HPSE升高的重要危險(xiǎn)因素。
表2 不同糖尿病代謝指標(biāo)分層間血清HPSE水平比較 (U/L)Table 2 The comparison of serum HPSE in groups divided by different DM metabolic index levels
綜上所述,本研究在現(xiàn)有的關(guān)于HPSE研究結(jié)論的基礎(chǔ)上,分析了T2DM患者血清HPSE與血糖、血壓、血脂等代謝指標(biāo)之間的關(guān)系,初步探索了血清HPSE受血糖影響的可能依據(jù),若能在后續(xù)的研究中克服一些資料和方法學(xué)上的局限,采用更為科學(xué)、合理的設(shè)計(jì),可能會(huì)獲得更有意義的結(jié)果。
1 Nasser NJ.Heparanase involvement in physiology and disease [J].Cell Mol Life Sci,2008,65(11):1706 -1715.
2 Singh A,Satchell SC,Neal CR,et al.Glomerular endothelial glycocalyx constitutes a barrier to protein permeability[J].JAm Soc Nephrol,2007,18(11):2885 -2893.
3 Morita H,Yoshimura A,Inui K,et al.Heparan sulfate of perlecan is involved in glomerular filtration [J].J Am Soc Nephrol,2005,16(6):1703-1710.
4 Ramón L,Gilabert- Estellés J,CastellóR,et al.mRNA analysis of several components of the plasminogen activator and matrix metalloproteinase systems in endometriosis using a real-time quantitative RT-PCR assay[J].Hum Reprod,2005,20(1):272-278.
5 Ferrara N,Kerbel RS.Angiogenesis as a therapeutic target[J].Nature,2005,438(7070):967 -974.
6 Wijnhoven TJ,van den Hoven MJ,Ding H,et al.Heparanase induces a differential loss of heparan sulphate domains in overt diabetic nephropathy[J].Diabetologia,2008,51(2):372-382.
7 Katz A,Van - Dijk DJ,Aingorn H,et al.Involvement of human heparanase in the pathogenesis of diabetic nephropathy[J].Isr Med Assoc J,2002,4(11):996 -1002.
8 Han J,Woytowich AE,Mandal AK,et al.Heparanase upregulation in high glucose-treated endothelial cells is prevented by insulin and heparin [J].Exp Biol Med(Maywood),2007,232(7):927 -934.
9 中華醫(yī)學(xué)會(huì)糖尿病學(xué)分會(huì),中國(guó)2型糖尿病防治指南制訂委員會(huì).中國(guó)2型糖尿病防治指南 (2007年版)[M].2007.
10 Maxhimer JB,Somenek M,Rao G,et al.Heparanase-1 gene expression and regulation by high glucose in renal epithelial cells:a potential role in the pathogenesis of proteinuria in diabetic patients [J].Diabetes,2005,54(7):2172-2178.