PPARγ 因子與2 型糖尿病關(guān)系的最新研究進(jìn)展

畢 睿 曹會(huì)峰 崔力成 杜建飛 高福生

1.佳木斯大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院，黑龍江佳木斯 154002；2.錦州醫(yī)科大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院，遼寧撫順 113000

2 型糖尿?。╠iabetes mellitus type 2，T2DM）是一種嚴(yán)重且常見的慢性疾病，主要是因胰島素抵抗所導(dǎo)致。胰島素抵抗是指一種組織或多種運(yùn)動(dòng)組織對(duì)胰島素的敏感/反射性降低，所以T2DM 防治藥物必須具有改善胰島素抵抗、改善血脂異常及維持胰腺B 細(xì)胞功能的作用。過氧化物酶體增殖物激活受體（peroxisome proliferator–activated receptor γ，PPARγ）可調(diào)節(jié)多種體內(nèi)平衡功能，其損害可引起心血管疾病、脂肪酸/脂質(zhì)代謝障礙及胰島素抵抗等，PPARγ可調(diào)控與血壓調(diào)節(jié)相關(guān)的各種信息通道。

1 T2DM概況

T2DM 又稱為非胰島素依賴性糖尿病，是一組主要表現(xiàn)為胰島素抵抗伴胰島素相對(duì)不足的異質(zhì)性較大的一類疾病。T2DM 及其并發(fā)癥構(gòu)成一個(gè)主要的全球公共衛(wèi)生問題，幾乎影響發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家的所有人群，糖尿病相關(guān)的發(fā)病率和病死率均很高。T2DM 的患病率呈指數(shù)增長(zhǎng)。在發(fā)展中國(guó)家和經(jīng)歷“西化”或現(xiàn)代化的人群中觀察到其患病率較高。還有很多可導(dǎo)致T2DM 的危險(xiǎn)因素未被確定，進(jìn)而導(dǎo)致很多患者一直暴露在危險(xiǎn)因素下，直至出現(xiàn)微血管和大血管病變，最后出現(xiàn)危及生命的并發(fā)癥時(shí)才開始治療，結(jié)果多治療失敗。事實(shí)證明治療T2DM 的經(jīng)濟(jì)成本很高，因而有必要開發(fā)新的有效治療策略和適當(dāng)?shù)念A(yù)防措施來控制T2DM 及其并發(fā)癥的發(fā)生。

2 PPARγ對(duì)T2DM研究的理論基礎(chǔ)

過氧化物酶體增殖物激活受體（peroxisome proliferator–activated receptor，PPAR）為配體活化的單核轉(zhuǎn)錄因子，主要參加細(xì)胞脂肪新陳代謝、胰島素敏感度、炎性反應(yīng)、細(xì)菌生長(zhǎng)與細(xì)胞增殖分化等關(guān)鍵的生物調(diào)控步驟。當(dāng)通過脂質(zhì)信號(hào)門控時(shí)，PPAR 與維甲酸X 受體形成異二聚體，并誘導(dǎo)參與關(guān)于脂質(zhì)生物合成、氧化、貯存和運(yùn)輸?shù)幕虮磉_(dá)。PPAR 的3 種同分異構(gòu)體（α、β 和γ）之間有著截然不同的配體親和力和生物學(xué)效應(yīng)。其中PPARγ調(diào)節(jié)多種體內(nèi)平衡功能，其損害可引起心血管疾病、脂肪酸/脂質(zhì)代謝障礙及胰島素抵抗等。PPARγ 可調(diào)控與血壓調(diào)節(jié)相關(guān)的各種信號(hào)通路，有文獻(xiàn)報(bào)道，PPARγ 通過磷脂酰肌醇激酶/蛋白激酶B/內(nèi)皮型一氧化氮（phosphatidylinositol kinase/protein kinase B/endothelial nitric oxide，PI3K/AKT/eNOS）等途徑調(diào)控信號(hào)分子的表達(dá)和（或）磷酸化，進(jìn)而影響胰島素信號(hào)通路和內(nèi)皮功能損害。T2DM 主要是由胰島素抵抗所致，胰島素抵抗則是一種組織或多種運(yùn)動(dòng)組織對(duì)胰島素敏感/反射性降低，因此T2DM 的防治藥物首先必須具有改善胰島素抵抗、改善血脂異常及維持胰島B 細(xì)胞功能。PPAR 家族的γ 亞型激動(dòng)劑，如噻唑烷二酮（thiazolidinedione，TZD）可活化有利于貯存甘油三酯的基因，降低循環(huán)游離脂肪酸濃度，這些游離脂肪酸可轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)存的甘油三酯是通過這些藥物提高外周對(duì)胰島素的敏感度實(shí)現(xiàn)的。TZD 已被證明可在體外改善胰島B 細(xì)胞的存活和功能，并防止胰島中的甘油三酯積聚。PPARγ 激動(dòng)劑也是胰島素增敏藥之一，可用來防治伴有胰島素抵抗的高血糖。目前，PPARγ 激動(dòng)劑如羅格列酮和吡格列酮已被廣泛推薦用于T2DM 的治療。

3 PPARγ在T2DM中的應(yīng)用

基礎(chǔ)研究顯示，PPARγ 具有相對(duì)廣泛的表達(dá)模式，包括脂肪組織，但在心臟、結(jié)腸、肝、腎、脾、腸、骨骼肌和巨噬細(xì)胞中的表達(dá)水平較低。由于其增強(qiáng)靶組織對(duì)胰島素作用的敏感性和改善葡萄糖代謝的能力，已被廣泛用于治療T2DM。目前已有研究證明，抑制PPARγ 磷酸化具有可治療T2DM 的潛力。Frkic 等在研究中發(fā)現(xiàn)，合成的非活化PPARγ配體可消除PPARγ 在磷酸化過氧化酶活化增生受體γ（PPARγ phospho–PPARγ，Ser273）位點(diǎn)的磷酸化，這是一種與肥胖和胰島素抵抗相關(guān)的翻譯后修飾，且在計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)中提供關(guān)于配體如何阻斷Ser273 磷酸化的過程。實(shí)驗(yàn)證據(jù)的未來可用性對(duì)闡明配體防止磷酸化的機(jī)制至關(guān)重要，且應(yīng)該成為未來以T2DM 為重點(diǎn)研究的優(yōu)先事項(xiàng)。此外，可加以改進(jìn)使其能夠阻斷磷酸化配體的特性，以產(chǎn)生適合阻斷磷酸化并因此恢復(fù)胰島素敏感性的配體，這代表著T2DM 治療向前邁出重要一步。

PPARγ 基因有眾多亞型，其中一些基因型的突變很可能與一些T2DM 引起的并發(fā)癥有關(guān)。Rehman等研究表明，PPARγ 基因變異很可能與冠心病型糖尿病的危險(xiǎn)因素相關(guān)，其從巴基斯坦薩戈達(dá)區(qū)總部教學(xué)醫(yī)院費(fèi)薩拉巴德心臟病研究所和心臟病科招募244 名參與者，包括144 例冠狀動(dòng)脈疾?。╟oronary artery disease，CVD）患者和100 名健康對(duì)照者。CVD患者中包括 111 例冠心病患者（coronary heart disease，CHD）和33 例心肌病（cardiomyopathy，CMP）患者。Pro/Pro 和Pro/Ala 基因型的變異特性的評(píng)估是通過擴(kuò)增耐藥突變系統(tǒng)聚合酶鏈反應(yīng)（amplification of resistant mutation system polymerase chain reaction，ARMS–PCR）進(jìn)行。通過測(cè)定血清生物標(biāo)志物，探討T2DM 危險(xiǎn)因素與PPARγ 基因Pro/Ala 多態(tài)性的相關(guān)性。大約31.5%的Pro/Ala 基因型存在于CVD 患者中，其中22.5%為CHD 患者，9%為CMP 患者。因此，與CMP 患者相比，肥胖、高血壓和吸煙（占比分別為35%、23%、21%）被認(rèn)為是伴隨PPARγ 中Pro/Ala 突變的最關(guān)鍵危險(xiǎn)因素，尤其是在CHD 患者中。CHD 患者的血糖、膽固醇、甘油三酯和谷丙轉(zhuǎn)氨酶（alanine aminotransferase，ALT）水平升高與Pro/Ala 突變之間觀察到類似的關(guān)聯(lián)模式。Abaj 等關(guān)于PPARγ2 基因Pro12Ala 多態(tài)性與健康飲食指數(shù)（healthy eating index，HEI）、國(guó)際膳食質(zhì)量指數(shù)（international dietary quality index，DQI–Ⅰ）和膳食植物化學(xué)指數(shù)（dietary phytochemical index，DPI）對(duì)心血管疾病的相互作用的研究中，對(duì)393 例糖尿病患者PPARγ Pro12Ala 通過聚合酶鏈反應(yīng)–限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)（polymerase chain reaction–restriction fragment length polymorphism，PCR–RFLP）方法進(jìn)行基因分型。生化指標(biāo)包括總膽固醇（total cholesterol，TC）、低密度脂蛋白膽固醇（low density lipoprotein–cholesterol，LDL–C）、高密度脂蛋白膽固醇（high density lipoprotein–cholesterol，HDL–C）、甘油三酯（triacylglycerol，TG）、超氧化物歧化酶（super oxide dismutase，SOD）、C 反應(yīng)蛋白（C–reactive protein，CRP）、總抗氧化能力（total antioxidant capacity，TAC）、反應(yīng)性星形膠質(zhì)細(xì)胞pentraxin–3（PTX3）、異前列素F2α（isoprostaneF2α，PGF2α）。通過標(biāo)準(zhǔn)方案測(cè)量白細(xì)胞介素–18（interleukin–18，IL–18）、瘦素和生長(zhǎng)素釋放肽。將食物頻率問卷（food frequency questionnaire，F(xiàn)FQ）用于計(jì)算膳食指數(shù)（DQI–Ⅰ、DPI、HEI）。較高的膳食指數(shù)（DQI–Ⅰ、DPI、HEI）可能影響T2DM 患者PPARγ Pro12Ala多態(tài)性與生長(zhǎng)激素釋放多肽、瘦素、HDL、IL–18 濃度的關(guān)系，進(jìn)而證明個(gè)人飲食習(xí)慣可能與PPARγ 基因突變導(dǎo)致的T2DM 有一定的關(guān)系。有關(guān)PPARγ 基因Pro12Al 多態(tài)性與脂代謝的研究結(jié)論相差較大。李秀麗等研究發(fā)現(xiàn)，T2DM 血脂改變特點(diǎn)是TG 升高和HDL–C 降低，T2DM 的一級(jí)親屬是T2DM 高發(fā)人群，其有相似的遺傳背景。在糖耐量正常時(shí)已存在脂代謝異常，PPARγ 基因Pro12Al 多態(tài)性及胰島素抵抗使LDL–C 活性降低，可能對(duì)血脂的影響甚微，血脂異常可能主要與不同種族、環(huán)境因素、肥胖、胰島素抵抗及其他遺傳因素有關(guān)。

4 PPARγ激動(dòng)劑在T2DM治療中的最新研究

羅格列酮（rosiglitazone，RGZ）和其他TZD 合成的PPARγ 配體是胰島素增敏劑，已用于治療T2DM。然而，不良反應(yīng)包括體重增加、液體潴留、骨質(zhì)流失、充血性心力衰竭及可能增加的心肌梗死和膀胱癌風(fēng)險(xiǎn)，限制了TZD 的應(yīng)用。因此，有必要更好地了解PPARγ 信號(hào)通路，并開發(fā)更安全、更有效的PPARγ 定向治療方法。Wang 等研究發(fā)現(xiàn)，包括TZD在內(nèi)的許多PPARγ激動(dòng)劑均是通過結(jié)合并激活G 蛋白偶聯(lián)受體40（G protein–coupled receptor 40，GPR40），也被稱為游離脂肪酸受體1。通過激活GPR40 信號(hào)通路，最終調(diào)控下游PPARγ 反應(yīng)。最近對(duì)人類內(nèi)皮細(xì)胞的研究表明，RGZ 激活GPR40 對(duì)PPARγ 基因組信號(hào)的最佳增殖至關(guān)重要。RGZ/GPR40/p38 絲裂原活化蛋白激酶（p38 mitogen–activated protein kinase，p38 MAPK）信號(hào)通路誘導(dǎo)并激活 PPARγ 共激活因子–1α，并將腺病毒 e1（adenovirus E1，E1A）結(jié)合蛋白p300 招募到靶基因的啟動(dòng)子上，顯著增強(qiáng)PPARγ 依賴的轉(zhuǎn)錄。因此，在內(nèi)皮細(xì)胞中，GPR40 和PPARγ 是一個(gè)綜合的信號(hào)通路。然而，GPR40 也可以激活脯氨酸導(dǎo)向的絲氨酸/蘇氨酸激酶1/2（activation of proline–oriented serine/threonine kinases，ERK1/2），ERK1/2 是一種直接磷酸化和失活PPARγ 的促炎激酶。因此，GPR40在PPARγ 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中的作用可能對(duì)藥物開發(fā)具有重要意義。激活PPARγ 但不與GPR40 結(jié)合或激活的配體可能比目前批準(zhǔn)的PPARγ 激動(dòng)劑更安全。另外，專一的GPR40 激動(dòng)劑可同時(shí)激活p38 MAPK和 PPARγ，但不能激活細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶（extracellular regulated protein kinases，ERK），避免其對(duì)PPARγ 信號(hào)通路、胰島素抵抗和炎癥的有害影響。這種新一代藥物不僅可用于治療T2DM，還可用于治療各種慢性和急性血管炎癥，如動(dòng)脈粥樣硬化和感染性休克。

最近的研究表明，吡格列酮可提高脂聯(lián)素（adiponectin，APN）水平，并在缺血狀態(tài)下提供血管保護(hù)。Hasegawa 等通過APN 相關(guān)機(jī)制評(píng)估PGZ對(duì)腦缺血再灌注損傷的神經(jīng)保護(hù)作用，將T2DM 瘦素缺乏（db/db）小鼠給予PGZ 1 周，測(cè)量血漿胰島素和APN 水平，這些小鼠接受大腦中動(dòng)脈閉塞和再灌注損傷，并在缺血后的幾個(gè)時(shí)間點(diǎn)通過免疫組織化學(xué)和蛋白質(zhì)印跡法分析評(píng)估它們的梗死面積。給予PGZ 的db/db 小鼠表現(xiàn)出改善的胰島素敏感性，出血率和梗死面積減少（＜0.05）。在PGZ 給藥組中，血漿APN 水平與載體組相比有所增加。在db/db組中，PGZ 給藥顯著抑制再灌注后的炎性反應(yīng)和氧化應(yīng)激（＜0.05）。該研究得出結(jié)論：PGZ 可適用于代謝綜合征患者的急性腦缺血及抗糖尿病治療。此外，Mori 等比較PGZ 和二甲雙胍對(duì)T2DM 患者骨代謝的影響，其通過對(duì)58 例T2DM 患者（男24 例，女34 例）隨機(jī)分配，分別接受PGZ（男、女劑量分別為30、15mg/d）或二甲雙胍（750mg/d）治療。評(píng)估治療前后3 個(gè)月血清和尿1 型交聯(lián)N–端肽（cross–linked n–terminal peptide，NTX）、1 型交聯(lián)C–端肽（cross– linked C–terminal peptide，CTX）、骨堿性磷酸酶（bone alkaline phosphatase，BAP）、同型半胱氨酸和血清戊糖苷水平的變化，3 個(gè)月后觀察骨吸收標(biāo)志物的變化，結(jié)果顯示，PGZ 可顯著增加NTX 和CTX 水平。PGZ 組患者的血清和尿NTX、CTX 的變化率明顯高于二甲雙胍組。盡管PGZ 組的BAP 水平顯著下降，但兩組的變化率相似。在PGZ組中，空腹胰島素水平的變化與骨吸收增加顯著相關(guān)，與年齡和性別無關(guān)。

Hye 等開發(fā)并測(cè)試了一種新型雙重調(diào)節(jié)劑RB394。RB394 是一種新型雙PPARγ 激動(dòng)劑/可溶性環(huán)氧化物水解酶（soluble epoxide hydrolase，sEH）抑制劑，在代謝綜合征大鼠模型（自發(fā)肥胖）中充當(dāng)sEH 抑制劑和PPARγ 激動(dòng)劑，實(shí)驗(yàn)標(biāo)本選取高血壓（SHROB）大鼠和肥胖糖尿病Zucker 脂肪/自發(fā)性高血壓心力衰竭F1 雜交（ZSF1）大鼠。在SHROB大鼠中，其研究RB394 預(yù)防代謝綜合征表型的能力，而在肥胖糖尿病ZSF1 大鼠中，比較RB394 與血管緊張素轉(zhuǎn)換酶（angiotensin converting enzyme，ACE）抑制劑依那普利治療T2DM 和相關(guān)并發(fā)癥的能力。本研究結(jié)果表明，RB394 可減緩SHROB 大鼠高血壓、胰島素抵抗、高脂血癥和腎損傷的發(fā)展，降低肥胖糖尿病ZSF1 大鼠的空腹血糖和糖化血紅蛋白，改善葡萄糖耐量，降低血壓，并改善血脂。在RB394治療的肥胖糖尿病ZSF1 大鼠中，肝纖維化和肝脂肪變性明顯減少，此結(jié)果證明新型雙重調(diào)節(jié)劑RB394通過激活PPARγ 因子的同時(shí)抑制sEH 使得ZSF1 大鼠血糖得到改善的同時(shí)，血脂也得到相應(yīng)的改善。

5 PPARγ對(duì)T2DM治療的總結(jié)與展望

由于臨床研究有許多失敗，PPARγ 在過去的研究存在很多的爭(zhēng)議。然而，近10 年P(guān)PARγ 的研究出現(xiàn)一些非常有用的信息，未來有望在T2DM 治療上開發(fā)更為有效的方法。且隨著科技的進(jìn)步，PPARγ的結(jié)構(gòu)和功能分析在過去的幾年里發(fā)展迅速，很多實(shí)驗(yàn)室均在開發(fā)選擇性 PPARγ 調(diào)節(jié)劑（pparmodulators，SPPARγMs），且在尋找沒有TZD 樣不良反應(yīng)的新一代胰島素增敏劑方面也有非常不錯(cuò)的結(jié)果，但仍處于早期階段。盡管一些SPPARγMs已進(jìn)入Ⅱ期或Ⅲ期試驗(yàn)階段，但由于出現(xiàn)大量的不良反應(yīng)或功效不足，均未獲得許可。迄今為止，只有一種化合物INT131在降低T2DM患者的血糖方面顯示出令人鼓舞的結(jié)果，INT131 在使用后沒有體重增加或體液潴留的現(xiàn)象出現(xiàn)。PPARγ 仍然是一個(gè)具有巨大治療價(jià)值的靶點(diǎn)，該受體在其他疾?。ㄈ绨┌Y和神經(jīng)退行性疾病）中的有益調(diào)節(jié)目前是一個(gè)活躍的研究領(lǐng)域。越來越多的證據(jù)表明，代謝性疾病和癌癥有多條PPARγ 參與的分子途徑，如Wnt/β–連環(huán)蛋白和生長(zhǎng)激素–胰島素樣生長(zhǎng)因子軸，對(duì)PPARγ信號(hào)途徑的新認(rèn)識(shí)有可能創(chuàng)造出更具安全性和更加廣泛適用性的新一代激動(dòng)劑。