色素上皮衍生因子在2型糖尿病合并非酒精性脂肪肝病中的作用

黄文森 施亚雄 杨鑫娜

(泉州医学高等专科学校内科学教研室，福建 泉州 362000)

伴有非酒精性脂肪肝病(NAFLD)可导致2型糖尿病患者血糖更难控制,并可加速如冠心病和慢性肾脏疾病等糖尿病重要慢性并发症的发展和恶化〔1〕。色素上皮衍生因子(PEDF)具有抗新生血管形成、抗慢性炎症、抗氧化和营养神经等多种保护性效应〔2〕。本文就PEDF在2型糖尿病合并非酒精性脂肪肝病中的作用进行综述。

1 PEDF概述

PEDF是1989年在胎儿视网膜色素上皮细胞培养液发现和提取的一种含有418个氨基酸的分泌性糖蛋白，其相对分子质量约为50 kD〔3〕；DNA序列分析显示PEDF属于丝氨酸蛋白酶抑制剂(Serpin)基因家族，其编码基因高度保守，定位于人染色体17p13，基因全长16 kb，由8个外显子和7个内含子组成，但不同于经典的丝氨酸蛋白酶抑制剂，缺乏抗蛋白酶的活性。PEDF在胎儿及成年人大部分组织均广泛存在，包括大脑、脊髓、眼部、肝脏、胰腺、肾脏、前列腺、睾丸、卵巢、胎盘等，但有研究表明肝脏和脂肪细胞是PEDF合成的主要来源〔4，5〕。

2 PEDF在2型糖尿病合并NAFLD中的作用

据流行病学调查显示〔6〕，目前在我国20岁以上的人群中，年龄标化的糖尿病患病率为9.7%，而糖尿病前期的比例更高达15.5%，相当于每4个成年人中就有1个高血糖状态者，而NAFLD则是除外酒精和其他明确的肝损害因素所致的，以弥漫性肝细胞大泡性脂肪变为主要特征的临床病理综合征，包括从单纯的脂肪肝变性到非酒精性脂肪肝炎(NASH)，以致发展到肝硬化，甚至可演变为肝癌。NAFLD现已成为我国最常见的慢性肝脏疾病之一，关于发病机制目前广泛接受的理论是“二次打击”学说〔7〕。第一次“打击”是胰岛素抵抗，引起脂肪酸和三酰甘油在肝脏沉积，形成肝细胞脂肪变，然后在此基础上发生第二次“打击”即氧化应激和脂质过氧化反应，造成肝细胞损伤和炎症反应。第二次打击增加了肝细胞对凋亡和坏死的易感性，促进肝纤维化和肝硬化的发生和发展。而胰岛素抵抗亦是2型糖尿病与NAFLD的发病机制的“共同土壤”。

多项研究〔8～10〕表明，PEDF与胰岛素抵抗密切相关。Galhardo等〔8〕发现血清PEDF水平与代表胰岛素抵抗的黑棘皮症呈正相关。另一项在高加索人进行的研究表明糖耐量减低和2型糖尿病的患者血清PEDF水平明显升高，血清PEDF水平与体重指数、腰臀比、糖化血红蛋白、空腹三酰甘油呈正相关，而与胰岛素敏感指数呈负相关，且在校正体重指数、年龄和空腹三酰甘油后PEDF与胰岛素敏感指数之间的相关性仍然存在，而减轻体重后血清PEDF水平下降〔9〕。Yilmaz等〔10〕报道了经肝活检确诊NAFLD的患者血清PEDF水平明显升高，认为PEDF是肝脏脂肪变的新型生物学标志；且除外代谢综合征各项混杂因素的影响，血清PEDF水平仍与肝脏的脂肪变性程度呈独立相关，说明NAFLD患者的血清PEDF水平明显升高不仅反映代谢综合征的存在，也说明存在广泛的肝脏结构改变。

2.1PEDF与胰岛素抵抗 PEDF对于胰岛素抵抗的所起作用仍具争议，其在不同的组织和细胞中可能发挥不同的作用。Crowe等〔11〕报道高脂饮食饲养12 w导致小鼠肥胖，其脂肪细胞PEDF表达增多且血清PEDF水平明显提高；而其体重减轻后，其脂肪细胞PEDF表达减少且血清PEDF水平明显降低，胰岛素敏感性也随之提高；短期注射重组PEDF后可激活正常小鼠肌肉和肝脏组织促炎的丝氨酸/苏氨酸激酶如c-Jun终端激酶(JNK)、细胞外调节激酶(ERK)，这些激酶可进一步阻碍胰岛素的信号传导；持续泵入重组PEDF能促进小鼠脂肪组织的分解，导致脂肪在肝脏和骨骼肌内异位沉积，从而降低胰岛素的敏感性；而肥胖小鼠注射PEDF抗体后则明显改善胰岛素抵抗状态。Yang等〔12〕报道二甲双胍可以通过促进腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)磷酸化来抑制PEDF在大鼠脂肪细胞和肝细胞的表达和分泌，从而改善胰岛素抵抗，因而这些学者认为PEDF是导致胰岛素抵抗的原因。然而也有学者研究〔13〕表明PEDF可改善胰岛素抵抗，对胰岛素敏感性起保护作用，而PEDF水平的升高为胰岛素抵抗的反馈表现。Akin等〔14〕报道二甲双胍对新诊断的2型糖尿病患者治疗6个月后，血清PEDF水平明显提高，且治疗后的血清PEDF水平与糖化血红蛋白水平呈负相关。Yamagishi等〔15〕发现糖尿病或代谢综合征患者可引起体内糖基化终末产物(AGEs)的产生明显增多，AGEs则刺激肝脏和脂肪细胞表达和分泌过多的PEDF来反馈抑制AGEs所产生的有害作用，减少胰岛素抵抗；Yoshida等〔16〕发现PEDF可阻断AGEs的信号通路，阻碍肝脏中AGEs与AGEs受体相结合，从而抑制Ras相关产物C3肉毒素底物(Rac)-1活化及随后的JNK信号通路激活，减少胰岛素受体底物(IRS)-1的丝氨酸磷酸化，减轻肝脏胰岛素抵抗。

2.2减少肝脏脂肪的含量 PEDF能够抑制脂肪的形成，促进脂肪的分解，从而减少肝脏脂肪的含量。Wang等〔17〕研究表明PEDF可抑制小鼠前脂肪细胞的分化和脂质堆积：①在脂肪形成的早期阶段，PEDF通过减弱转录因子CCAAT/增强子结合蛋白(C/EBPα)和过氧化物酶体增殖物激活受体(PPARγ)的表达，抑制脂肪的形成；②PEDF通过抑制有丝分裂克隆扩张，减少脂肪的形成关键基因的表达；③PEDF通过抑制丝裂活化蛋白激酶(MAPK)/细胞外调节蛋白激酶(ERK)介导的信号通路，减少C/EBPβ的表达和磷酸化，抑制脂肪的形成。而PEDF的细胞膜受体是脂肪三酰甘油水解酶(ATGL)〔18〕，ATGL可分解三酰甘油为二酰甘油和脂肪酸，促进脂肪分解。Chung等〔19〕研究表明在PEDF基因敲除的小鼠肝脏，三酰甘油的含量增加，出现明显的肝细胞脂肪变性，而给予重组PEDF治疗后，ATGL活性增强，三酰甘油的含量减少，肝脏的脂肪变性明显减轻。而Dai等〔20〕研究表明PEDF对ATGL有双重调控作用：一方面通过蛋白酶体介导的降解减少ATGL蛋白的积聚；另一方面通过下调G0/G1开关基因(G0S)2的表达，激活ATGL促进脂肪分解。另外Chung等〔21〕进一步证实了PEDF可调控PPARα，增加脂酰辅酶(Co)A合成酶、肉碱脂酰转移酶Ⅰ的表达，促进线粒体及过氧化氢酶体对长链脂肪酸的β-氧化。

2.3改善氧化应激 氧化应激是2型糖尿病及其慢性并发症的共同发病机制。当发生NAFLD时，肝细胞中过多的游离脂肪酸发生脂质过氧化，产生大量的活性氧(ROS)是产生氧化应激的主要原因〔22〕。而人体生成ROS的酶系统主要包括还原型尼克酰胺腺苷酸二核苷酸磷酸(NADPH)氧化酶途径、线粒体系统、环加氧酶和脱合酶系统、嘌呤氧化酶系统等。Zheng等〔23〕发现PEDF可通过NADPH氧化酶途径和线粒体系统抑制高糖诱导的ROS的生成，改善氧化应激。PEDF可通过抑制NADPH氧化酶阻断血管紧张素Ⅱ的信号传导〔24〕，而有学者发现血管紧张素Ⅱ不仅可引起肝脏线粒体的氧化性损伤和损害线粒体脂肪酸的β氧化〔25〕，还可显著增加肝脏ROS的生成，从而诱发NAFLD，因此认为肾素-血管紧张素系统(RAS)是防治NAFLD的潜在目标〔26〕。

2.4抑制炎症反应 2型糖尿病和NAFLD均与慢性低度炎症密切相关，而PEDF可调节多种炎性因子的表达，抑制炎症反应。①PEDF通过抑制NADPH氧化酶介导的ROS的生成减少核因子(NF)-κB活化，降低肿瘤坏死因子(TNF)-α活性。TNF-α通过肝细胞膜上TNF-α受体影响肝脏脂肪代谢，降低胰岛素受体酪氨酸激酶的活性,加重胰岛素抵抗，促进NAFLD的形成；同时TNF-α也作为一种损伤性炎症因子，参与肝脏的炎症和纤维化的发生发展。②PEDF抑制白细胞介素(IL)-6的表达。IL-6即是经典的炎症因子，也是具有广泛免疫调节作用的脂肪因子。Wieckowska等〔27〕发现肝脏IL-6在NASH患者的表达要远高于单纯性脂肪肝患者及正常人，明确肝脏IL-6的表达与肝脏炎症程度呈正相关；此外，肝脏IL-6水平和血浆的IL-6水平及机体的胰岛素抵抗程度亦呈正相关；因此认为肝脏IL-6表达增多不仅与NASH发展有密切联系，也和机体胰岛素抵抗及糖尿病紧密相关。③PEDF可抑制细胞间黏附分子(ICAM)-1的表达。ICAM-1在NASH患者的表达高于临界NASH患者或非NASH患者，ICAM-1的表达是促进NASH形成发展的重要炎症过程〔28〕。④PEDF可减少IL-18的表达〔29〕，增强IL-10的活性〔30〕。IL-18可调节自然杀伤(NK)细胞分化，促进细胞毒性，在肝脏微循环产生大量一氧化氮(NO)，NO抑制肝细胞蛋白质的合成，触发肝脏组织脂质过氧化、氧化应激和细胞毒性，从而导致或加重NAFLD的发生；而IL-10不仅可抑制IL-18水平的升高，也可作为免疫和炎症抑制因子拮抗TNF-α及干扰素(IFN)-γ的生物学活性，从而减少炎症因子对肝细胞的损伤，对肝脏起保护作用〔31〕。

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