血清PEDF和TGF-β1在糖尿病腎病早期診斷中的意義

劉珊 曹衛(wèi)廣 王戰(zhàn)建

·論著·

血清PEDF和TGF-β1在糖尿病腎病早期診斷中的意義

劉珊 曹衛(wèi)廣 王戰(zhàn)建

目的觀察色素上皮衍生因子(PEDF)和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子(TGF-β1)在2型糖尿病腎病患者血清中的表達(dá)水平，研究PEDF和 TGF-β1在糖尿病腎病(DN)發(fā)生發(fā)展中的作用，為早期診斷糖尿病腎病提供更敏感的臨床檢測(cè)指標(biāo)。方法研究對(duì)象共150例，分為健康對(duì)照組、2型糖尿病組，糖尿病腎病Ⅲ期、Ⅳ期、Ⅴ期患者，分別檢測(cè)血清PEDF及TGF-β1，靜脈血糖(FPG)，空腹血糖(FPG)、三酰甘油(TG)、總膽固醇(TC)、血肌酐(sCr)、尿素氮(BUN)、24 h尿量、24 h尿白蛋白、尿肌酐，并計(jì)算尿白蛋白排泄率(UAER)。結(jié)果健康對(duì)照組、糖尿病組、糖尿病腎?、笃诮M、Ⅳ期組、Ⅴ期組患者血清中PEDF水平、TGF-β1水平依次增高，且組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。結(jié)論2型糖尿病腎病患者血清PEDF 和TGF-β1水平顯著升高，并且隨著病情的進(jìn)展逐漸增高，兩者聯(lián)合檢測(cè)為糖尿病腎病的早期診斷和評(píng)價(jià)治療效果提供更加敏感、準(zhǔn)確、可靠的指標(biāo)。

色素上皮衍生因子；轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子；糖尿病腎??；2型糖尿病

糖尿病腎病是糖尿病最常見(jiàn)和嚴(yán)重的微血管并發(fā)癥之一，也是糖尿病患者終末期腎病和死亡的主要原因[1，2]，給家庭和社會(huì)帶來(lái)了沉重的負(fù)擔(dān)，糖尿病腎病起病隱匿，早期無(wú)明顯臨床癥狀，而一旦發(fā)展至臨床蛋白尿期，腎小球?yàn)V過(guò)率進(jìn)行性下降，其病理?yè)p害將不可逆轉(zhuǎn)，因此早期診斷糖尿病具有重要的臨床意義。最近動(dòng)物研究發(fā)現(xiàn)的PEDF是早期發(fā)生糖尿病腎病的關(guān)鍵因子[2]。該因子在正常大鼠腎臟表達(dá)明顯高于糖尿病大鼠，并可抑制腎小球系膜細(xì)胞分泌轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子TGF-β1[3]，因此可能在糖尿病腎病的發(fā)生發(fā)展中起保護(hù)作用。本次研究通過(guò)觀察為色素上皮衍生因子(PEDF)和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子(TGF-β1)在2型糖尿病患者血清中的表達(dá)水平及其隨病情進(jìn)展的變化，探討二者糖尿病腎病發(fā)生發(fā)展的作用，為糖尿病腎病的早期診斷和治療提供更加敏感而準(zhǔn)確的指標(biāo)。

1 資料與方法

1.1 一般資料 本研究納入了2009年12月至2012年12月就診于石家莊市第二醫(yī)院內(nèi)分泌科的120例糖尿病患者，采用1999年WHO糖尿病診斷標(biāo)準(zhǔn)，分為糖尿病正常蛋白尿組、糖尿病腎病Ⅲ期組(30 例，20 μg/min200 μg/min，sCr、BUN正常)、Ⅴ期組(30例，sCr>137 μmol/L、BUN>7.0 mmol/L)，同時(shí)選取來(lái)自該院體檢中心30例健康人(男15 例，女15例)，排除1型糖尿病、妊娠期糖尿病及其他特殊類型糖尿病。排除甲狀腺功能異常，腎上腺疾病，嚴(yán)重的肝腎功能障礙者，有胰腺疾病史，嚴(yán)重的全身性疾病、系統(tǒng)性疾病、惡性腫瘤及各種其他腎臟疾病。長(zhǎng)期使用糖皮質(zhì)激素治療、細(xì)胞毒性藥物治療、免疫抑制劑治療者。

1.2 生化指標(biāo)測(cè)定 采集空腹靜脈血樣4 ml，離心后分離上層血清保存于-60℃冰箱內(nèi)待用，血清PDEF及TGF-β1采用ELISA法測(cè)定(試劑盒購(gòu)于美國(guó)R&D公司)，應(yīng)用葡萄糖氧化酶法測(cè)定空腹血漿葡萄糖，酶學(xué)法測(cè)定總膽固醇、三酰甘油(TG)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL)，糖化血紅蛋白(HbA1c)采用高壓液相色譜法。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 應(yīng)用SPSS 18.0統(tǒng)計(jì)軟件,檢驗(yàn)各組變量正態(tài)分布情況,對(duì)于正態(tài)分布計(jì)量資料采用單因素方差分析的方法進(jìn)行分析，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 2組生化指標(biāo)比較 與正常對(duì)照組相比，F(xiàn)PG、HbA1c、TC、TG、LDL-C、HDL在健康對(duì)照組、T2DM正常白蛋白尿組、糖尿病腎?、笃诮M、Ⅳ期組、Ⅴ期組呈遞增趨勢(shì)，其他各組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見(jiàn)表1。

表1 5組FPG、HbA1c、TC、TG、LDL-C、HDL比較

指標(biāo)對(duì)照組DM組DNⅢ期組DNⅣ期組DNⅤ期組FPG(mmol/L)5.0±0.87.2±1.1*7.8±1.2*#8.2±1.1*#△9.0±0.7*#△☆HbA1c(%)5.5±1.37.0±1.4*7.8±0.9*#8.7±0.9*#△9.0±0.5*#△☆TG(mmol/L)1.2±0.52.5±0.8*3.0±1.1*#4.6±1.3*#△4.0±10.7*#△☆TC(mmol/L)4.6±0.64.6±1.0*5.2±1.1*#5.9±1.1*#△6.2±1.3*#△☆LDL(mmol/L)2.5±0.63.0±0.5*3.6±0.4*#4.1±0.6*#△5.5±1.0*#△☆HDL(mmol/L)1.51±0.202.22±0.31*2.61±0.19*#3.51±1.01*#△4.03±0.54*#△☆

注：與對(duì)照組比較，*P<0.05；與DM組比較，#P<0.05；與DNⅢ期組比較，△P<0.05；與DNⅣ期組比較，☆P<0.05

2.2 5組人群血清中PEDF水平的比較 糖尿病組具有更高的PEDF水平，并且不同時(shí)期糖尿病腎病患者PEDF水平逐漸升高，從健康對(duì)照組、T2DM正常白蛋白尿組、糖尿病腎?、笃诮M、Ⅳ期組、Ⅴ期組各組血清中PEDF水平依次增高，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見(jiàn)表2。

表2 5組血清中PEDF表達(dá)水平比較

項(xiàng)目對(duì)照組DM組DNⅢ期組DNⅣ期組DNⅤ組血清PEDF水平(μg/ml)4.4±1.06.7±1.1*8.0±1.2*#11.3±0.8*#△12.5±0.8*#△☆

注：與對(duì)照組比較，*P<0.05；與DM組比較，#P<0.05；與DNⅢ期組比較，△P<0.05；與DNⅣ期組比較，☆P<0.05

2.3 5組血清TGF-β1水平比較 糖尿病組具有更高的TGF-β1水平，并且不同時(shí)期糖尿病腎病患者TGF-β1水平逐漸升高，從對(duì)照組、DM組、DNⅢ期組、Ⅳ期組、Ⅴ期組各組血清中TGF-β1水平水平依次增高(P<0.05)。見(jiàn)表3。

表3 5組人群血清中TGF-β1水平的比較

項(xiàng)目對(duì)照組DM組DNⅢ期組DNⅣ期組DNⅤ期組血清TGF-β1水平(μg/L)29.6±2.576.8±3.1*114.8±3.1*#135.8±5.9*#△218.5±6.4*#△☆

注：與對(duì)照組比較，*P<0.05；與DM組比較，#P<0.05；與DNⅢ期組比較，△P<0.05；與DNⅣ期組比較，☆P<0.05

3 討論

糖尿病腎病其早期表現(xiàn)為腎小球基底膜增厚、胞外基質(zhì)(extracellular matrix,ECM)堆積為病理特征，導(dǎo)致腎小球的高濾過(guò)和蛋白尿，是引起終末期腎衰(end-stage renal diseases，ESAD)的重要原因。良好控制血糖、血壓、血脂尚不能阻止DN的發(fā)生和進(jìn)展，其機(jī)制尚不明了。轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子(transforming growth factor,TGF)-β1和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)是DN早期發(fā)生的關(guān)鍵致病因子，PEDF通過(guò)抑制TGF-β1 和VEGF在腎臟的表達(dá)，以及抗氧化應(yīng)激作用來(lái)保護(hù)腎臟。

PEDF屬絲氨酸蛋白酶抑制劑家族，是一種抗血管生成及抗氧化應(yīng)激的多功能蛋白質(zhì)[4]，與人體內(nèi)多個(gè)臟器功能有關(guān)。 Wang等[3]發(fā)現(xiàn)，PEDF在DM大鼠腎臟的皮質(zhì)和髓質(zhì)中的表達(dá)都顯著下降，腎小球系膜細(xì)胞培養(yǎng)顯示PEDF可顯著下調(diào)TGF-β1的表達(dá)，血清中PEDF水平在DM大鼠和正常大鼠也有差別，可見(jiàn)其是一種與DN發(fā)生密切相關(guān)的因子。PEDF可能通過(guò)以下方式來(lái)發(fā)揮其腎臟保護(hù)作用：(1)通過(guò)下調(diào)RAGE的表達(dá)來(lái)減少AGEs對(duì)腎小管的損傷[5]；(2)直接抑制VEGF在腎臟的表達(dá)，抑制新生血管生成，降低腎小球毛細(xì)血管通透性，減少蛋白尿排出；(3)通過(guò)激活PPAR-γ通路抑制阻斷高糖誘導(dǎo)的足細(xì)胞凋亡[6]； (4)在腎小球系膜細(xì)胞，PEDF通過(guò)阻斷JAK-STAT信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路來(lái)減少TGF-β1 和纖維粘連蛋白合成，發(fā)揮其抗纖維化作用[7]。

TGF-β1是體內(nèi)重要的促纖維化生長(zhǎng)因子，在腎臟，TGF-β1可明顯增加腎小球系膜細(xì)胞數(shù)量，增加胞外基質(zhì)堆積，促進(jìn)腎小球纖維化，還可以促進(jìn)腎小管內(nèi)皮纖維化,導(dǎo)致腎小球?yàn)V過(guò)率進(jìn)行性下降，最終導(dǎo)致患者的腎功能衰竭。TGF-β1與PEDF密切相關(guān)，相互作用，在糖尿病腎病發(fā)生發(fā)展中起到重要作用。

PEDF由體內(nèi)多個(gè)臟器合成，包括肝臟、肺、腦、腎，脂肪組織[8,9]，隨著DN的發(fā)展，血清PEDF水平也隨之不斷變化，并且與患者血糖及血脂水平相互關(guān)聯(lián)。本研究觀察到從健康對(duì)照組、TZDM正常白蛋白尿組、DNⅢ期組、DNⅣ期組、DNⅤ期組中PEDF的血清水平依次增加， TGF-β1水平亦不斷升高。循環(huán)中PEDF的一個(gè)主要來(lái)源是肝臟，另一個(gè)來(lái)源是脂肪細(xì)胞。DM患者由于糖脂代謝紊亂，機(jī)體長(zhǎng)期處在一種慢性低度炎癥狀態(tài)環(huán)境中，氧化應(yīng)激反應(yīng)隨著DN的進(jìn)展而逐漸增強(qiáng)，PEDF能夠抑制CRP生成，以其獨(dú)特的抗氧化作用來(lái)保護(hù)腎臟。PEDF還可以抑制VEGF、TGF-β1和FGF介導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞遷移，從而保護(hù)腎臟血管。Wang等[10]通過(guò)動(dòng)物研究研究發(fā)現(xiàn)PEDF可以降低大鼠腎臟前炎性因子ICAM-1，MCP-1，TNF-α的表達(dá)，還通過(guò)細(xì)胞培養(yǎng)研究發(fā)現(xiàn)PEDF可減少NF-κB和HIF-1(hypoxia-inducible factor-1)的表達(dá)，后兩者是炎性反應(yīng)的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子。糖尿病腎病患者隨著病情的進(jìn)展，血清PEDF水平不斷升高，可能是機(jī)體在慢性低度炎癥狀態(tài)環(huán)境中的一種代償性保護(hù)性反應(yīng)。

綜上所述，PEDF和TGF-β1在2型糖尿病腎病的發(fā)生發(fā)展中起著重要作用，兩者之間相互制約，兩者之間的平衡影響著糖尿病腎病的進(jìn)展及轉(zhuǎn)歸，血清PEDF和TGF-β1聯(lián)合檢測(cè)可能提高DN早期診斷的敏感性和特異性，檢測(cè)方法簡(jiǎn)單，便于臨床推廣。

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Thesignificanceofpigmentepithelium-derivedfactorandTGF-β1inearlydiagnosisofdiabeticnephropathy

LIUShan*,CAOWeiguang,WANGZhanjian.*DepartmentofEndocrinology,TheSecondHospitalofShijiazhuangCity,Shijiazhuang050051,China

ObjectiveTo observe the expression levels of pigment epithelium-derived factor (PEDF) and transforming growth factor (TGF-β1) in patients with diabetic nephropathy (DN),and to investigate the role of PEDF and TGF-β1 in the pathogenesis and development of diabetic nephropathy so as to provide more susceptive clinical detection index for early diagnosis of diabetic nephropathy.MethodsOne hundred and twenty patients with DN were divided into type 2 diabetes group,DN Ⅲ stage group,DN Ⅳ stage group,DN Ⅴ stage group,with 30 patients in each group,and the other 30 healthy subjects were enrolled as control group.The serum levels of PEDF and TGF-β1,FPG,FPG,TG,TC,sCr,BUN,24h urine volume,24h urinary albumin,urine creatinine were detected by ELISA,and UAER was calculated.ResultsThe serum levels of PEDF and TGF-β1 in control group,type 2 diabetes group,DN Ⅲ stage group,DN Ⅳ stage group,DN Ⅴ stage group were increased in turn,moreover,there were significant differences among groups (P<0.05).ConclusionThe serum levels of PEDF and TGF-β1 are obviously increased in patients with DN in early stage,moreover,which increase with the progress of pathogenetic condition.The combined detection of PEDF and TGF-β1 provides more susceptive,accurate,reliable indexes for early diagnosis of diabetic nephropathy.

pigment epithelium-derived factor；transforming growth factor；diabetic nephropathy；type 2 diabetes mellitus

10.3969/j.issn.1002-7386.2014.12.008

項(xiàng)目來(lái)源:河北省科學(xué)技術(shù)研究與發(fā)展支撐計(jì)劃(編號(hào)：12277795)

050051 河北省石家莊市第二醫(yī)院內(nèi)分泌科(劉珊)；河北省優(yōu)撫醫(yī)院老年科(曹衛(wèi)廣)；河北醫(yī)科大學(xué)第三醫(yī)院內(nèi)分泌科(王戰(zhàn)建)

R 587.1

A

1002-7386(2014)12-1783-03

2013-12-16)