盛昭 季學(xué)磊?

C肽在糖尿病并發(fā)癥中作用的研究進(jìn)展

盛昭 季學(xué)磊?

C肽被認(rèn)為是無活性的含有31個氨基酸的多肽鏈，胰島素β細(xì)胞分泌的胰島素原包含A﹑B﹑C鏈，胰島素原分泌入血后，三條鏈裂解，其后A﹑B鏈形成了胰島素，發(fā)揮降低血糖及其他生物活性的作用。與胰島素不同，C肽不被肝臟攝取，而主要在腎臟排出，其半衰期為20～30min，明顯長于胰島素3～5min的半衰期。由于C肽與胰島素等比例釋放入血，并且不被肝臟攝取，既往主要被用來評價(jià)胰腺β細(xì)胞的功能。瑞典科學(xué)家們從動物實(shí)驗(yàn)和臨床實(shí)驗(yàn)兩方面證實(shí)了C肽是有生物活性的，其可改善糖尿病微血管病變﹑神經(jīng)病變，但具體作用機(jī)制尚不清楚。

Ido等［1］分別給對照組大鼠和糖尿病大鼠注射生物合成人工C肽2次/d，持續(xù)5周；注射前，對照組大鼠的生理C肽濃度為0.45～0.9nmol/L，糖尿病大鼠的濃度＜0.4nmol/L，注射C肽后3～6 h評判受損的血管和神經(jīng)細(xì)胞功能，結(jié)果發(fā)現(xiàn)前葡萄膜﹑視網(wǎng)膜﹑坐骨神經(jīng)處的血流量增加減少了，白蛋白的滲出減少了。另有研究表明在以高血糖誘導(dǎo)的血管功能受損的皮膚肉芽組織模型中，加入30mmol的葡萄糖后誘導(dǎo)的血流量增加和白蛋白滲出的增加，可以被同時注入的C肽抑制。研究還發(fā)現(xiàn)高血糖存在有﹑無糖尿病的大鼠肉芽組織模型中，其血管﹑神經(jīng)障礙﹑Na+/K+-ATP酶活性均下降，但是生理劑量的胰島素和C肽不能降低這一影響，當(dāng)它們的濃度超過生理劑量時，才能起到保護(hù)作用［2］。周密等［3］學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)C肽水平的下降可能導(dǎo)致糖尿病下肢血管病變的發(fā)生。血清C肽降低可能導(dǎo)致2型糖尿病患者血管病變的發(fā)生﹑發(fā)展［4］。本文就近年來對C肽在血糖代謝﹑糖尿病慢性并發(fā)癥中的作用及其機(jī)制的研究綜述如下。

1 C肽與糖代謝

Johansson等［5］發(fā)現(xiàn)在1型糖尿病患者中，為維持同一血糖水平，單獨(dú)使用相同劑量的胰島素比同時給予胰島素和C肽需要外源性葡萄糖的量下降25%。Wu等［2］給予大鼠皮下注射小劑量胰島素時，C肽使大鼠葡萄糖代謝增快，清除率增加；注射大劑量胰島素后，C肽的這一作用消失。一些體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，C肽增加肌肉組織對葡萄糖的轉(zhuǎn)運(yùn)率，提高了肌肉組織的肌糖原含量，這一現(xiàn)象在糖尿病患者的肌肉組織中更為顯著。但Shashkin等［6］在小鼠實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)C肽對小鼠骨骼肌葡萄糖的攝取﹑利用﹑糖原合成及葡萄糖代謝過程中的酶活性均無明顯作用。

2 C肽與糖尿病微血管病變

2.1 C肽與糖尿病性腎病 Jahansson等［5］采用C肽對1型糖尿病患者腎臟功能和全身葡萄糖利用的影響進(jìn)行研究。將研究對象分為兩組，前一晚給研究對象靜脈輸注胰島素，第1組輸注生理劑量的C肽；第2組輸注0.9%NS，經(jīng)檢測，第1組的腎小球?yàn)V過率較使用前下降了7%（P＜0.001），有效腎血流量增加了3%（P＜0.05），全身葡萄糖利用增加了25%（P＜0.05）；第2組顯示腎小球?yàn)V過率﹑有效腎血流量﹑全身葡萄糖利用情況與使用前比較無明顯變化，兩組之間的差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。另一項(xiàng)臨床實(shí)驗(yàn)［7］中，研究C肽對1型糖尿病患者腎功能和糖代謝的可能影響。實(shí)驗(yàn)分為2組，第1組：連續(xù)1個月接受胰島素和等摩爾的生物合成人C肽治療；第2組：單純接受胰島素治療。檢測到第1組的血清C肽水平波動在0.3～2.6 nmol/L，第2組的血清C肽水平測不出。2周后，第1組的尿白蛋白排泄較實(shí)驗(yàn)前減少了40%，4周時減少了55%。而第2組這一指標(biāo)相對實(shí)驗(yàn)前無明顯變化。孫蔚等［8］將糖尿病大鼠分為胰島素強(qiáng)化控制血糖組﹑胰島素聯(lián)合C肽治療組和高血糖組，對比3組的腎臟重量/體重﹑腎小球體積﹑細(xì)胞外基質(zhì)/腎小球截面積比值﹑腎小球基底膜厚度﹑尿白蛋白排泄率等指標(biāo)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)化控制血糖理想的大鼠可以有效預(yù)防腎小球細(xì)胞外基質(zhì)堆積，減輕系膜增厚及控制腎小球體積，聯(lián)合C肽的治療組次之。

2.2 C肽與糖尿病視網(wǎng)膜病變 Chung JO等［9］將2062例2型糖尿病患者根據(jù)無腎功能障礙患者（eGFR≥60）和腎功能損害者（eGFR＜60）分為2組，測定2組患者空腹C肽水平﹑ΔC-peptide水平（餐后C肽水平減去空腹C肽水平），分析血清C肽水平與糖尿病視網(wǎng)膜病變的關(guān)系。結(jié)果表明，腎功能損害2型糖尿病患者血清空腹C肽濃度明顯高于腎功能無損害2型糖尿病患者，腎功能損害2型糖尿病患者ΔC-peptide水平明顯低于腎功能無損害2型糖尿病患者。在多變量分析中，患者血清C肽水平與糖尿病視網(wǎng)膜病變具有顯著相關(guān)性。

劉冬等［10］對發(fā)生視網(wǎng)膜病變2型糖尿病患者血清C肽含量進(jìn)行研究，實(shí)驗(yàn)將158例2型糖尿病患者分為無糖尿病視網(wǎng)膜病變組（n=55），非增值性糖尿病視網(wǎng)膜病變組（n=51），增值性糖尿病視網(wǎng)膜病變組（n=52），采用電化學(xué)發(fā)光的方法測定空腹血清C肽含量。結(jié)果顯示，無糖尿病視網(wǎng)膜病變組，非增值性糖尿病視網(wǎng)膜病變組，增值性糖尿病視網(wǎng)膜病變組，三組空腹血清C肽平均水平呈降低趨勢，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01），且視網(wǎng)膜病變程度與C肽水平呈負(fù)相關(guān)。在2型糖尿病視網(wǎng)膜病變中隨著病變程度的加重血清C肽含量越來越低，C肽水平的降低可能是2型糖尿病患者視網(wǎng)膜病變進(jìn)展的臨床標(biāo)志。

Cai等［11］對在北京大學(xué)人民醫(yī)院住院的3100名2型糖尿病患者進(jìn)行回顧性研究，收集患者的病史和實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)，所有患者均接受專業(yè)眼科醫(yī)生的視網(wǎng)膜病變檢查。結(jié)果發(fā)現(xiàn)患者診斷年齡（OR 0.888，95%CI 0.870～0.907，P=0.00）和餐后C肽水平（OR 0.920，95%CI 0.859～0.937，P=0.00）是2型糖尿病視網(wǎng)膜病變的獨(dú)立相關(guān)因素。

3 C肽與糖尿病性神經(jīng)病變

Trikkalinou等［12］對4400例糖尿病患者的長期跟蹤研究發(fā)現(xiàn)，25年后糖尿病神經(jīng)病變的發(fā)病率達(dá)到45%，已有的數(shù)據(jù)均顯示，因糖尿病神經(jīng)并發(fā)癥而住院的患者超過其他并發(fā)癥住院的患者之和。

Ekberg等［13］對1型糖尿病合并周圍神經(jīng)病變的患者，給予C肽治療，治療6周時復(fù)查神經(jīng)肌電圖，較治療前感覺神經(jīng)的傳導(dǎo)速度明顯提升，治療12周時檢查數(shù)據(jù)能達(dá)到正常值的80%，在6周時，運(yùn)動神經(jīng)的傳導(dǎo)速度也有所提高，但12周時該改變又消失了。王玉霞等［14］選取了73例2型糖尿病神經(jīng)病變患者，檢測患者運(yùn)動神經(jīng)傳導(dǎo)速度和感覺神經(jīng)傳導(dǎo)速度的變化與C肽水平的關(guān)系；結(jié)果表明，患者的運(yùn)動神經(jīng)傳導(dǎo)速度和感覺神經(jīng)傳導(dǎo)速度正常者和異常者與餐后2h C肽水平下降有關(guān)，與空腹C肽水平下降無關(guān)。

4 C肽與糖尿病大血管病變

越來越多的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)C肽在血管病變和動脈粥樣硬化中扮演重要的角色。Walcher等［15］對人和大鼠的主動脈研究，發(fā)現(xiàn)血管平滑肌細(xì)胞的增殖對所處環(huán)境的C肽濃度呈劑量依賴性，當(dāng)C肽在人類血管平滑肌細(xì)胞時為10nmol/L，血管平滑肌細(xì)胞的增殖處于最活躍，C肽可以通過減少胰島素誘導(dǎo)的SREBF-1表達(dá)來抑制血管平滑肌細(xì)胞的增殖這一作用。

Vasic等［16］對實(shí)驗(yàn)小鼠敲除其APO-E基因，發(fā)現(xiàn)早期動脈粥樣硬化組的小鼠主動脈弓內(nèi)C肽沉積顯著增加，并伴隨血管內(nèi)皮下炎癥細(xì)胞的聚集。Vasic等還在離體實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，伴隨胰島素抵抗時，C肽促進(jìn)動物血管平滑肌增殖，并釋放生長因子，活化血小板和炎性細(xì)胞，分泌炎性物質(zhì)促進(jìn)動脈粥樣硬化的發(fā)生﹑發(fā)展。Kim等［17］選取了近500名2型糖尿病患者，并行頸部血管彩超檢查，測量患者的頸動脈內(nèi)膜-中層厚度，經(jīng)多重回歸分析發(fā)現(xiàn)血清C肽水平與頸動脈內(nèi)膜中層厚度呈正相關(guān)。

我國學(xué)者張杰等［4］認(rèn)為C肽可以延緩糖尿病血管病變。張鐘文等［18］的研究也認(rèn)為C肽可抑制高血糖導(dǎo)致的血管平滑肌的增生，對糖尿病性血管病變起保護(hù)作用。楊奕等［19-22］對病程在10年左右的252例住院2型糖尿病患者進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)大血管病變組患者血清C肽水平較無大血管病變組顯著下降。

5 C肽的作用機(jī)制

5.1 C肽與Na+/K+-ATP酶 Na+/K+-ATP酶是一種廣泛存在于高等真核生物細(xì)胞膜上的膜結(jié)合蛋白，在糖尿病患者組織中，Na+/K+-ATP酶受損，活性下降，參與了糖尿病慢性并發(fā)癥的發(fā)生及發(fā)展［1］。Forst等［23］對1型糖尿病患者注射C肽后，發(fā)現(xiàn)患者紅細(xì)胞膜上的Na+/K+-ATP酶活性及血漿中cGMP水平得到提升。另外的一項(xiàng)研究中［25］，將大鼠腎臟髓質(zhì)升支粗段腎小管細(xì)胞置于生理濃度C肽的培養(yǎng)基中，實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)生理濃度的C肽使得腎小管細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度增加，增強(qiáng)Na+/K+-ATP酶的活性而改善微血管血流。

5.2 C肽與炎癥反應(yīng) 在體外高糖誘導(dǎo)的功能障礙內(nèi)皮模型，生理濃度的C肽可以減少50%的由高糖誘導(dǎo)的主動脈內(nèi)皮細(xì)胞處單核細(xì)胞的粘著，熱滅活的C肽未被檢測到這種作用。C肽被證明能減少高糖誘導(dǎo)主動脈內(nèi)皮細(xì)胞的IL-8和MCP-1分泌降至基礎(chǔ)水平，IL-8和MCP-1是白細(xì)胞粘附至血管內(nèi)皮的兩個重要趨化因子，但這種C肽的保護(hù)作用在正常血糖時未被發(fā)現(xiàn)，推論這種保護(hù)作用發(fā)生在已經(jīng)受損的血管［24-26］。

5.3 C肽與細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo) （1）跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)：Grunberger等［27］研究發(fā)現(xiàn)，給予生理濃度的C肽，小鼠肌細(xì)胞細(xì)胞膜的胰島素受體酪氨酸激酶得到活化，胰島素受體底物1激活有絲裂原活化蛋白激酶，發(fā)揮類胰島素樣的作用，降低血糖。Marx等［28］研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)胰島素抵抗存在時，C肽可經(jīng)過受體酪氨酸蛋白激酶信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，激活絲裂原活化蛋白激酶和磷脂酰肌醇3激酶誘導(dǎo)了血管平滑肌的增殖，從而加速2型糖尿病患者的冠狀動脈粥樣硬化。C肽具有舒張血管效應(yīng)，而這種效應(yīng)可能是C肽參與了受體酪氨酸蛋白激酶信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。（2）細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑：核受體（Nuclear receptor）及其信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑：Kitazawa等［29］的研究發(fā)現(xiàn)C肽可以促進(jìn)Swiss3T3成核受體-κB的表達(dá)，進(jìn)而激活蛋白激酶C，增加環(huán)氧合酶（COX-2）轉(zhuǎn)錄，COX-2參與花生四烯酸向前列腺素的轉(zhuǎn)變，此研究認(rèn)為C肽激活了炎癥因子的轉(zhuǎn)錄，促進(jìn)炎癥反應(yīng)。Luppi等［30］在給予人體主動脈內(nèi)皮細(xì)胞0.5nmol/L的C肽，24h后檢查MCP-1﹑IL-8﹑NF-kB水平，發(fā)現(xiàn)NF-kB水平下降，認(rèn)為C肽對主動脈內(nèi)皮細(xì)胞起抗炎癥作用。C肽還被發(fā)現(xiàn)可以作用于過氧化物酶增殖物激活受體（PPAR），在糖代謝的調(diào)節(jié)以及炎癥中起著至關(guān)重要的作用。PPAR-g通過控制基因轉(zhuǎn)錄或者與其他核轉(zhuǎn)錄因子相互作用調(diào)控了一些與炎癥﹑血管障礙相關(guān)基因的表達(dá)，PPAR-g可以通過抑制啟動子控制NF-kB活性，并且PPAR-g能夠阻止NF-κB p65亞基磷酸化［31］。在一項(xiàng)對腎近段小管上皮細(xì)胞的體外研究中，發(fā)現(xiàn)了C肽通過PI3K的激活增加PPAR-G的磷酸化，并證實(shí)了C肽可以促進(jìn)PPAR -g相關(guān)基因CD36的表達(dá)。

Charlotte 等［32］發(fā)現(xiàn)C肽能增加了編碼rRNA 基因的轉(zhuǎn)錄。C肽在炎癥條件下，通過激活NF-kB通路抑制白細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞的粘附。C肽可以通過多種不同的途徑來減少核NF-κB易位的發(fā)生，可能的機(jī)制是C肽通過關(guān)閉級聯(lián)放大的磷酸化反應(yīng)導(dǎo)致蛋白激酶的激活參與抑制IKB的磷酸化激活，通過關(guān)閉的磷酸化級聯(lián)反應(yīng)，C肽可能干擾IKB解離：NF-κB復(fù)合體在細(xì)胞質(zhì)中，限制p65/p50亞基遷移到細(xì)胞核從而減少基因的活化參與炎癥過程［33］。

6 小結(jié)

綜上所述，C肽的替代治療可以改善1型糖尿病視網(wǎng)膜病變和腎病﹑神經(jīng)病變；通過參與炎癥反應(yīng)，在2型糖尿病大血管病變中扮演極為重要的角色；通過細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑影響糖尿病性慢性并發(fā)癥的一些因子﹑介質(zhì)的mRNA轉(zhuǎn)錄和蛋白表達(dá)等。總之，C肽的生物活性是多樣的，尚未得到統(tǒng)一結(jié)論，但是，之前的研究已經(jīng)為我們在臨床診治糖尿病以及對糖尿病慢性并發(fā)癥的預(yù)防治療中提供了新的思路和突破點(diǎn)，適量C肽替代治療可能在預(yù)防和延緩糖尿病相關(guān)的慢性并發(fā)癥方面帶來益處。

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*通信作者