王亮 張高生 劉安寧 陳利靈 王亞蘭 印章
近些年來,隨著經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展和工業(yè)化的加速進(jìn)程、人民生活水平提高、人口老年化和生活方式的改變,糖尿病患病率呈顯著上升趨勢(shì),成為繼腫瘤、心腦血管疾病之后的另外一個(gè)嚴(yán)重危害人民健康的慢性非傳染性疾病,2010年在全國范圍內(nèi)開展的一項(xiàng)采用美國糖尿病學(xué)會(huì)(ADA)的診斷標(biāo)準(zhǔn),即對(duì)血糖和糖化血紅蛋白(glycosylated hemoglobin,HbA1c)進(jìn)行糖尿病聯(lián)合診斷標(biāo)準(zhǔn)的流行病學(xué)調(diào)查,結(jié)果顯示我國成人中糖尿病患病率為11.6%,患病人群中2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)占90%以上[1]。冠心?。╟oronary heart disease,CHD)是T2DM主要大血管并發(fā)癥,T2DM合并CHD是糖尿病患者死亡的主要原因。蛋白酪氨酸磷酸酶 1B(protein tyrosine phosphatase 1B,PTP1B)是一種非跨膜性磷酸酶,主要調(diào)控細(xì)胞的生長代謝、基因轉(zhuǎn)錄、細(xì)胞遷移、免疫應(yīng)答等,目前認(rèn)為PTP1B與腫瘤明顯相關(guān),在多種腫瘤中存在異常表達(dá)[2]。PTP1B與T2DM合并CHD的關(guān)系尚未見報(bào)道,本研究檢測(cè)PTP1B在T2DM及T2DM合并CHD患者外周血中的表達(dá)水平,探討其相互之間的關(guān)系為臨床治療提供理論依據(jù),現(xiàn)報(bào)道如下。
1.1 一般資料 選取2015年10月-2016年9月在長江大學(xué)附屬醫(yī)院仙桃市第一人民醫(yī)院內(nèi)分泌科及心血管內(nèi)科病房新診斷和既往確診的2型糖尿病患者92例,其中男44例,女48例。納入標(biāo)準(zhǔn):所有入選患者均符合1999年世界衛(wèi)生組織(WHO)的糖尿病診斷標(biāo)準(zhǔn)[3],合并冠心病患者均符合2007年我國《慢性穩(wěn)定型心絞痛診斷與治療指南》診斷標(biāo)準(zhǔn),經(jīng)冠狀動(dòng)脈造影證實(shí)至少有一支冠狀動(dòng)脈內(nèi)徑狹窄≥50%,對(duì)發(fā)病年齡較輕、癥狀明顯的患者需行胰島素自身抗體(insulin autoantibody,IAA)、胰島細(xì)胞自身抗體(isletcell autoantibodies,ICA)、谷氨酸脫羧酶抗體(glutamicacid decarboxylaseantibody,GAD-Ab)檢測(cè)排除1型糖尿病。排除標(biāo)準(zhǔn):所有患者均排除糖尿病急性并發(fā)癥、腫瘤、感染、自身免疫性疾病、特殊類型糖尿病、肝腎功能損害等嚴(yán)重其他系統(tǒng)疾病及近3個(gè)月使用胰島素者。其中,單純糖尿病患者50例(DM組),2型糖尿病合并冠心病患者42例(DM+CHD組)。另選同期來自本院行健康體檢的38例健康體檢者設(shè)為對(duì)照組(NC組)。納入標(biāo)準(zhǔn):患者均無糖尿病家族史,近期無感染史及胸悶等心絞痛臨床表現(xiàn),空腹血糖<6.1 mmol/L,75 g口服葡萄糖耐量試驗(yàn)(OGTT)2 h血糖 <7.8 mmol/L,HbA1c(4.02±1.17)%,心電圖檢查無異常。排除標(biāo)準(zhǔn):患者均排除腫瘤、肝腎疾病、脂代謝疾病,心血管疾病及內(nèi)分泌疾病等其他系統(tǒng)疾病。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)后,所有受試者均簽署知情同意書。
1.2 方法 受試者采血前1 d禁食高脂飲食,禁食12 h后,于第2天清晨空腹采集肘靜脈血,檢測(cè)空腹血糖(FPG)、饅頭餐后 2 h 血糖(2 h PG)、HbA1c、空腹胰島素(FINS)、總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG),血生化采用本院檢驗(yàn)科美國Beckman Coulter公司AU5800型全自動(dòng)生化分析儀檢測(cè),HbA1c測(cè)定采用高壓液相法,試劑盒購自美國Bio-Rad公司,F(xiàn)INS測(cè)定采用放射免疫法,試劑盒采用中國原子能科學(xué)研究院藥盒。其中5 mL室溫靜置 2 h 后以 1 500 r/min 離心 10 min 取上清液置于-40 ℃冰箱低溫保存待檢,采用雙抗體夾心酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)以同一批號(hào)試劑檢測(cè)血清中PTP1B水平,PTP1B ELISA試劑盒購自美國R&D公司,按試劑盒說明書操作。由專人測(cè)量身高、體重,計(jì)算體質(zhì)指數(shù)(body mass index,BMI),BMI計(jì)算公式為體重(kg)/身高(m2)。以穩(wěn)態(tài)模型胰島素抵抗指數(shù)(homeostasis model assessment for insulin resistance,HOMA-IR)評(píng)價(jià)胰島素抵抗,HOMA-IR=FPG×FINS/22.5。
1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS 16.0統(tǒng)計(jì)軟件處理數(shù)據(jù),計(jì)量資料以(±s)表示,兩兩比較采用t檢驗(yàn),多組間差異比較采用方差分析,相關(guān)性分析采用Pearson相關(guān)分析;計(jì)數(shù)資料以率(%)表示,比較采用 字2檢驗(yàn),以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 三組的基線資料比較 DM組男21例,女29例; 年 齡 38~71歲, 平 均(53.6±10.1) 歲。DM+CHD組男23例,女19例;年齡41~69歲,平均(57.4±9.8)歲。NC組男17例,女21例;年齡43~64歲,平均(54.2±8.7)歲。三組間性別、年齡一般資料比較,差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),具有可比性。
2.2 三組間各項(xiàng)臨床指標(biāo)的比較 DM組的臨床指標(biāo) FPG、2 h PG、HbA1c、BMI、TC、TG、FINS、HOMA-IR、PTP1B均高于NC組,比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。DM+CHD組的臨床指標(biāo)BMI、HOMA-IR、PTP1B均高于DM組,比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),其他指標(biāo) TG、FPG、2 h PG、HbA1c、FINS比較,差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表1。
表1 三組間各項(xiàng)臨床指標(biāo)的比較(±s)
表1 三組間各項(xiàng)臨床指標(biāo)的比較(±s)
組別 FPG(mmol/L) 2 h PG(mmol/L) HbA1c(%) BMI(kg/m2) TC(mmol/L)NC組(n=38) 5.51±0.42 6.13±0.39 4.02±1.17 21.84±1.97 4.06±0.72 DM 組(n=50) 8.23±1.74 13.38±3.93 8.64±1.57 24.14±3.26 5.14±1.47 DM+CHD 組(n=42) 8.75±1.91 14.16±4.01 9.03±1.49 27.84±3.77 5.21±1.53 t1值 9.42 11.31 15.20 3.85 4.16 P1值 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 t2值 1.37 0.94 1.21 5.05 0.22 P2值 >0.05 >0.05 >0.05 <0.05 >0.05
表1(續(xù))
2.3 相關(guān)性分析結(jié)果 DM+CHD組患者PTP1B水平和 BMI(r=0.52,P<0.05)、HOMA-IR(r=0.64,P<0.05)呈正相關(guān)。
CHD是冠狀動(dòng)脈管腔狹窄或阻塞,導(dǎo)致心肌缺血、缺氧而引起的心臟病,亦稱缺血性心肌病,是世界上最常見的死亡原因之一,其病理基礎(chǔ)是動(dòng)脈粥樣硬化(Atheromatosis,AS),2型糖尿病患者AS程度明顯高于健康人[4],合并CHD的發(fā)病率是非糖尿病患者的4倍[5],2型糖尿病被視為CHD的等危癥,導(dǎo)致冠心病的發(fā)生是多因素的,Stern[6]早在1995年即提出“共同土壤”學(xué)說,認(rèn)為胰島素抵抗(insulin resistance,IR)是T2DM與CHD的共同發(fā)病基礎(chǔ),兩者之間存在著潛在的聯(lián)系。IR不僅在從糖耐量正常到糖尿病的病變過程中起著關(guān)鍵作用,還是心血管病變危險(xiǎn)因子之一[7]。
PTP1B屬于蛋白質(zhì)酪氨酸磷酸酶家族,最初從人胎盤蛋白提取物中分離出來,是第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)并純化的哺乳動(dòng)物PTP[8],在人體多種組織細(xì)胞中廣泛表達(dá),其可以催化酪氨酸脫去磷酸基團(tuán),特別在胰島素作用的靶細(xì)胞(脂肪細(xì)胞、肝、骨骼)中過量表達(dá),人類PTP1B基因定位于人20號(hào)染色體q13.1~13.2,此基因區(qū)域與肥胖癥和胰島素抵抗相關(guān)[9],臨床研究表明約有75%的肥胖癥患者存在不同程度的胰島素抵抗,既往研究發(fā)現(xiàn)PTP1B可獨(dú)立調(diào)節(jié)胰島素信號(hào)及整合后的信號(hào),激活的胰島素受體可使PTP1B的酪氨酸殘基磷酸化,同時(shí)PTP1B又能使胰島素受體底物去磷酸化,減弱甚至終止胰島素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),與胰島素抵抗有關(guān)[10],被認(rèn)為是胰島素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的負(fù)調(diào)節(jié)因子。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)剔除PTP1B的小鼠即使經(jīng)過一段時(shí)間致肥胖飲食喂養(yǎng),也沒有出現(xiàn)肥胖或胰島素抵抗癥狀,小鼠的胰島素敏感性顯著增強(qiáng),而在小鼠的肝臟重新表達(dá)PTP1B后,增強(qiáng)的胰島素敏感性又顯著減弱,驗(yàn)證了PTP1B與胰島素介導(dǎo)的胰島素受體酪氨酸磷酸化的關(guān)系[11],表明PTP1B在胰島素信號(hào)通路中起著關(guān)鍵性作用。最近的研究顯示PTP1B可通過ROS-NF-κB途徑在肥胖誘導(dǎo)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激過程中發(fā)揮重要作用,而肥胖誘導(dǎo)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激是導(dǎo)致胰島素抵抗的重要原因之一[12]。肥胖癥患者通過減輕體重后,胰島素敏感性增強(qiáng),其脂肪組織中的PTP1B活性也出現(xiàn)相應(yīng)的下降。此外脂代謝異常是T2DM與CHD的共同特征,PTP1B與脂代謝密切相關(guān)。趙勇等[13]的研究發(fā)現(xiàn)IR大鼠中PTP1B表達(dá)量明顯增加,過量表達(dá)PTP1B的大鼠細(xì)胞中膽固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白-1a(sterol regulatory element binding protein,SREBP-1a)和-1c的mRNA和啟動(dòng)子的含量增加,使脂肪酸合酶的mRNA增多,磷酸酶2A的活性增強(qiáng),所以PTP1B通過磷酸酶2A活性的調(diào)節(jié)使SREBP-1表達(dá)增強(qiáng),從而調(diào)節(jié)肝臟脂肪餐后高甘油三酯血癥,PTP1B在肝臟的過量表達(dá)可使低密度脂蛋白增加,引起脂代謝異常[14-16]。除此之外,對(duì)PTP1B進(jìn)行抑制可降低下丘腦AMP活化蛋白激酶的活性,阻礙了功能性特異性AMP活化蛋白激酶在周圍組織中的激活,促進(jìn)了瘦肉生長和能量的消耗,可能是PTP1B控制肥胖的作用結(jié)果[17]。本研究結(jié)果顯示,2型糖尿病患者BMI、HOMA-IR及PTP1B水平高于正常對(duì)照組,此外合并冠心病的糖尿病患者較單純糖尿病患者升高更為明顯,提示2型糖尿病的主要特征是IR,2型糖尿病合并冠心病的過程中,IR起著重要的作用,PTP1B參與了IR的過程。相關(guān)性分析結(jié)果顯示,PTP1B和BMI、HOMA-IR呈正相關(guān),與宋丹等[18]研究結(jié)果一致,PTP1B水平的增高與肥胖及胰島素抵抗增加有關(guān),而肥胖是AS的重要危險(xiǎn)因素[19],PTP1B可能在冠狀動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)病機(jī)制中起著重要作用。
綜上所述,PTP1B與胰島素抵抗密切相關(guān),在2型糖尿病合并冠心病的發(fā)生發(fā)展中起到協(xié)同促進(jìn)作用,PTP1B對(duì)2型糖尿病合并冠心病的影響是通過增加胰島素抵抗、影響肥胖等多方面作用而實(shí)現(xiàn)的,PTP1B可以作為早期檢測(cè)指標(biāo)預(yù)測(cè)2型糖尿病合并冠心病的風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)PTP1B特異性抑制劑可通過改善胰島素敏感性而成為治療糖尿病的新靶點(diǎn)[20]。
[1]中華醫(yī)學(xué)會(huì)糖尿病學(xué)分會(huì).中國2型糖尿病防治指南(2013年版)[M].北京:北京大學(xué)醫(yī)學(xué)出版社,2014:1-3.
[2]孔德姣,石琨.蛋白酪氨酸磷酸酶1B在腫瘤發(fā)生和發(fā)展中的作用[J].腫瘤,2011,31(12):1122-1126.
[3] Lloyd-Jones D,Adams R J,Brown T M,et al.Heart disease and stroke statistics-2010 update:a report from the American Heart Association [J].Circulation,2010,121(7):948-954.
[4]李會(huì)霞,劉士英,張秀起.2型糖尿病患者頸動(dòng)脈粥樣硬化與血糖血脂水平的關(guān)系[J].中國心血管雜志,2012,17(4):280-282.
[5] Haffner S M,Kennedy E,Gonzalez C,et al.A prospective analysis of the HOMA model.The Mexico City Diabetes Study[J].Diabetes Care,1996,19(10):1138-1141.
[6] Stern M P.Diabetes and cardiovascular disease:The“common soil”hypothesis[J].Diabetes,1995,44(4):369-374.
[7]丁慧,張正銀,羅瑞萍,等.2型糖尿病合并冠心病患者血清游離脂肪酸及超敏CRP含量的研究[J].標(biāo)記免疫分析與臨床,2015,22(6):483-486.
[8] Seely B L,Staubs P A,Reichart D R,et al.Protein tyrosine phosphatase 1B interacts with the activated insulin receptor[J].Diabetes,1996,45(10):1379-1385.
[9] Lessard L,Stuible M,Tremblay M L.The two faces of PTP1B in cancer[J].Biochim Biophys Acta,2010,1804(3):613-619.
[10] White C L,Whittington A,Barnes M J,et al.HF diets increase hypothalamic PTP1B and induce leptin resistance through both leptin-dependent and-independent mechanisms[J].Am J Physiol Endocrinol Metab,2009,296(2):E291-299.
[11] Cho H.Protein tyrosine phosphatase 1B (PTP1B) and obesity[J].Vitam Horm,2013,91:405-424.
[12] Panzhinskiy E,Ren J,Nair S.Protein tyrosine phosphatase 1B and insulin resistance:role of endoplasmic reticulum stress/reactive oxygen species/nuclear factor kappa B axis[J].PLoS One,2013,8(10):e77228.
[13]趙勇,任壽安,蔡月偉.PTP-1B及IRS-1在慢性間歇低氧大鼠肝細(xì)胞中的表達(dá)[J].國際呼吸雜志,2015,35(9):686-690.
[14] Ozek C,Kanoski S E,Zhang Z Y,et al.Protein-tyrosine phosphatase 1B (PTP1B) is a novel regulator of central brainderived neurotrophic factor and tropomyosin receptor kinase B(TrkB) signaling[J].Journal of Biological Chemistry,2014,289(46):31682-31692.
[15] De Jong P R,Takahashi N,Harris A R,et al.Ion channel TRPV1-dependent activation of PTP1B suppresses EGFR-associated intestinal tumorigenesis[J].Journal of Clinical Investigation,2014,124(9):3793-3806.
[16] Tchankouo-Nguetcheu S,Udinotti M,Durand M,et al.Negative regulation of MAP kinase signaling in Drosophila by Ptp61F/PTP1B[J].Molecular Genetics and Genomics,2014,289(5):795-806.
[17] Xue B,Pulinilkunnil T,Murano I,et al.Neuronal protein tyrosine phosphatase 1B deficiency results in inhibition of hypothalamic AMPK and isoform-specific activation of AMPK in peripheral tissues[J].Molecular and Cellular Biology,2009,29(16):4563-4573.
[18]宋丹,石琨,張晶鑫,等.PTP1B、瘦素和脂聯(lián)素在繼發(fā)性閉經(jīng)合并肥胖癥患者外周血清中的表達(dá)及意義[J].醫(yī)學(xué)臨床研究,2014,31(4):676-679.
[19] Gustafson B.Adipose tissue,inflammation and atherosclerosis[J].J Atheroscler Thromb,2010,17(4):332-341.
[20] Panzhinskiy E,Ren J,Nair S.Pharmacological inhibition of protein tyrosine phosphatase 1B:a promising strategy for the treatment of obesity and type 2 diabetes mellitus[J].Curr Med Chem,2013,20(21):2609-2625.