郭任偉，王 穎

(1.揚(yáng)州大學(xué)醫(yī)學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225000； 2.揚(yáng)州大學(xué)附屬醫(yī)院內(nèi)分泌科，江蘇 揚(yáng)州 225000)

中國(guó)是世界上糖尿病發(fā)病率最高的國(guó)家，糖尿病發(fā)病率持續(xù)上升。據(jù)報(bào)道，1980年中國(guó)糖尿病患病率為0.67%，2010年最新公布的全國(guó)估計(jì)數(shù)字為11.6%[1]。此外，越來(lái)越多的年輕人被診斷為糖尿病。在亞洲糖尿病聯(lián)合評(píng)估項(xiàng)目中，大約20%的糖尿病患者在40歲前即被診斷[1]。促攝食激素(Ghrelin)與糖尿病發(fā)病機(jī)制的關(guān)系仍是人們關(guān)注的熱點(diǎn)，尤其是Ghrelin與胰島α細(xì)胞分泌胰高血糖素之間的關(guān)系值得進(jìn)一步探討，其研究結(jié)果有望為糖尿病的防治帶來(lái)新的成果。慢性并發(fā)癥是糖尿病導(dǎo)致的主要危害，這些并發(fā)癥大致分為微血管并發(fā)癥(包括神經(jīng)病變、腎病和視網(wǎng)膜病變)及大血管并發(fā)癥(包括心血管和外周血管疾病)。目前對(duì)糖尿病并發(fā)癥的治療方法仍然有限，迫切需要更好地闡明糖尿病并發(fā)癥的潛在疾病機(jī)制，以便為其制訂新的或改進(jìn)的治療策略[2]。Ghrelin最初是作為一種促進(jìn)食欲的肽類(lèi)物質(zhì)被發(fā)現(xiàn)的，隨著研究的進(jìn)展，其在糖尿病并發(fā)癥中的重要作用越發(fā)顯著，可成為治療糖尿病的新的研究方向[3]。現(xiàn)就Ghrelin與糖尿病的發(fā)病機(jī)制及其在糖尿病并發(fā)癥中的相關(guān)作用予以綜述。

1 Ghrelin簡(jiǎn)介

促攝食激素Ghrelin是含有28個(gè)氨基酸的小分子多肽，是1999年首次在大鼠胃中發(fā)現(xiàn)的一種生長(zhǎng)激素促泌素受體(growth hormone secretin receptor,GHS-R)的內(nèi)源性配體[4]。1973年，Bowers等合成一類(lèi)分泌生長(zhǎng)激素的生長(zhǎng)激素釋放肽(growth hormone releasing peptides,GHPs)，包括GHP-6和隨后的GHP-1，GHP-2′hexeralin[4]。1993年，Smith等基于GHP-6的三維結(jié)構(gòu)合成非肽類(lèi)生長(zhǎng)素，其中作用最強(qiáng)的是MK0677[4]。GHPs、生長(zhǎng)素促泌物(growth hormone secretagogues，GHSs)能通過(guò)G蛋白偶聯(lián)受體刺激垂體生長(zhǎng)激素釋放。許多合成肽和非肽類(lèi)物質(zhì)在體內(nèi)外均能促進(jìn)生長(zhǎng)激素的分泌，這些合成物質(zhì)統(tǒng)稱(chēng)為GHSs。1999年，Kojima等[4]建立了穩(wěn)定表達(dá)GHS-R的中國(guó)倉(cāng)鼠卵巢細(xì)胞株，通過(guò)對(duì)大鼠胃、腸、心、肺、腦、腎等的提取物檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)大鼠胃組織提取物中的活性最高，并從中分離純化出了含有28個(gè)氨基酸的?；?，證明它是GHS-R的內(nèi)源性配體，命名為Ghrelin。近年來(lái)，隨著科學(xué)研究的深入，人們對(duì)這一激素的認(rèn)識(shí)也在不斷深入，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了促進(jìn)生長(zhǎng)激素分泌的范疇。

除被幾種蛋白酶水解切割從由117個(gè)氨基酸構(gòu)成的前體preproGhrelin生成由28個(gè)氨基酸組成的Ghrelin外，Ghrelin還經(jīng)歷了獨(dú)特的翻譯后修飾，其中第3個(gè)絲氨酸殘基N-辛酰化是其發(fā)揮生物活性的重要條件。其辛酰基的附著是由Ghrelin O-?；D(zhuǎn)移酶催化的。Ghrelin O-?；D(zhuǎn)移酶是目前唯一已知的催化酰基修飾酶，其含有11個(gè)跨膜螺旋和一個(gè)折返環(huán)，是多面體整合膜蛋白[5]。研究表明，Ghrelin O-?；D(zhuǎn)移酶可以預(yù)防饑餓性低血糖，且通過(guò)生長(zhǎng)激素介導(dǎo)來(lái)維持血糖平衡[6]。另外，Ghrelin O-?；D(zhuǎn)移酶信使RNA除存在于胃、胰腺外，據(jù)報(bào)道，其在人體組織中廣泛表達(dá)[7],在血漿中也有表達(dá)[8]。

如前所述，胃是分泌Ghrelin的主要部位。除胃外，Ghrelin在許多組織中表達(dá)，如十二指腸、空腸、回腸、結(jié)腸、肺、心臟、胰腺、腎、睪丸、垂體和下丘腦[9]。Ghrelin發(fā)揮其廣泛生理作用的前提是必須先與其受體GHS-R結(jié)合。GHS-R是一個(gè)G蛋白偶聯(lián)受體，廣泛分布于中樞神經(jīng)系統(tǒng)和外周組織，分為GHS-R1a型和GHS-R1b型，Ghrelin通過(guò)與GHS-R1a結(jié)合而發(fā)揮促進(jìn)生長(zhǎng)素分泌的作用[4]。

2 Ghrelin與糖尿病的關(guān)系

2.1Ghrelin與胰島素抵抗的關(guān)系 胰島素抵抗是糖尿病的發(fā)病機(jī)制之一。目前對(duì)Ghrelin在胰島素抵抗方面的研究結(jié)果還存在爭(zhēng)議。Ghrelin在體內(nèi)以?；疓hrelin(acylated Ghrelin，AG)和非?；疓hrelin(unacylated ghrelin，UAG)循環(huán)。目前研究證實(shí)，AG除可以升高血糖外，還可抑制胰島素分泌[10]。一項(xiàng)對(duì)GHS-R缺失小鼠進(jìn)行的研究發(fā)現(xiàn)，其糖耐量明顯改善及分泌胰島素的能力得到明顯提高[11]。另外，GHS-R抑制劑的應(yīng)用也可得到相似的結(jié)論[12]。

AG可以通過(guò)與GHS-R的結(jié)合發(fā)揮生物效應(yīng)，而UAG缺乏生物學(xué)活性，且不能與GHS-R1a結(jié)合發(fā)揮作用。然而近年來(lái)有研究發(fā)現(xiàn)，UAG在體內(nèi)亦能發(fā)揮部分類(lèi)似AG的生理作用，如抑制細(xì)胞凋亡、改善炎癥狀態(tài)、促進(jìn)自噬作用等，但這種作用可能并不依賴(lài)GHS-R1a受體[13]。研究表明，UAG可以預(yù)防AG在健康志愿者和生長(zhǎng)激素缺乏患者中的致糖尿病作用，主要是通過(guò)改善胰島素敏感性，且UAG能迅速增強(qiáng)2型糖尿病患者的胰島素敏感性[14]。顧丹陽(yáng)[15]試驗(yàn)研究結(jié)果再次證實(shí)了Ghrelin與2型糖尿病密切相關(guān)，且干預(yù)AG/UAG比例對(duì)改善胰島素抵抗有一定作用。同時(shí)發(fā)現(xiàn)總Ghrelin水平是胰島β細(xì)胞功能指數(shù)的獨(dú)立影響因素，而AG、UAG與胰島功能無(wú)相關(guān)性。另外，AG/UAG比值可能作為肥胖2型糖尿病患者的潛在治療手段之一。AG、UAG以及AG/UAG比值在體內(nèi)對(duì)于糖代謝的作用及其差異仍需要前瞻性研究及基礎(chǔ)研究進(jìn)一步明確，其調(diào)控機(jī)制目前尚未完全闡明亦有待深入研究。

2.2Ghrelin與胰島素分泌的關(guān)系 胰島β細(xì)胞受損是糖尿病傳統(tǒng)發(fā)病機(jī)制之一。胰島β細(xì)胞分泌胰島素來(lái)發(fā)揮其降低血清葡萄糖的生理作用。Ghrelin主要由哺乳動(dòng)物胃黏膜合成和釋放，研究發(fā)現(xiàn)Ghrelin和其受體GHS-R在胰島α、β和δ細(xì)胞細(xì)胞膜均可表達(dá)。故推斷Ghrelin可能對(duì)血糖的調(diào)節(jié)產(chǎn)生某種影響。此外，在胰靜脈中Ghrelin的濃度是胰動(dòng)脈的8倍，提示Ghrelin在胰島細(xì)胞中合成和釋放，并可能通過(guò)自分泌和旁分泌作用于胰島細(xì)胞[16]。目前研究發(fā)現(xiàn)，在胰島β細(xì)胞中，Ghrelin通過(guò)兩種途徑抑制胰島素分泌：一種是抑制鈣離子通道、增加細(xì)胞的動(dòng)作電位；另一種是通過(guò)抑制環(huán)磷酸腺苷信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路從而達(dá)到作用效果[17]。研究發(fā)現(xiàn)，Ghrelin通過(guò)幾個(gè)途徑來(lái)調(diào)節(jié)血糖水平，這不僅包括促進(jìn)食物攝取和刺激生長(zhǎng)激素分泌，還包括減少胰島素分泌和降低胰島素敏感性，促進(jìn)循環(huán)糖皮質(zhì)激素、胰高血糖素釋放，增加糖異生和肝細(xì)胞自噬[18]。DiGruccio等[19]證實(shí)，GHS-R1在δ細(xì)胞上的存在對(duì)由β細(xì)胞介導(dǎo)的Ghrelin有間接作用。因此，GHS-R1a+δ細(xì)胞通過(guò)阻斷胰島素分泌的鈣離子級(jí)聯(lián)作用促進(jìn)生長(zhǎng)抑素等中間產(chǎn)物的分泌。人類(lèi)研究顯示，大量急性靜脈注射酰基Ghrelin會(huì)增加健康及肥胖患者的血糖水平，且這種Ghrelin介導(dǎo)的增加可增強(qiáng)第Ⅱ期胰島素反應(yīng)[20]。

文獻(xiàn)表明[21]，?；鵊hrelin在葡萄糖穩(wěn)態(tài)中產(chǎn)生有害作用，但去酰基Ghrelin在葡萄糖穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮有益的作用。在嚙齒動(dòng)物和人類(lèi)中，去?；鵊hrelin被證明能夠增強(qiáng)胰島素水平以減輕葡萄糖負(fù)荷，并且顯示出能夠抵消?；鵊hrelin的糖尿病效應(yīng)[21]。研究重申了將脫?；王；鵊hrelin作為單獨(dú)的實(shí)體的重要性，并且可能為糖尿病的治療提供新線索。

2.3Ghrelin與胰高血糖素的關(guān)系 近年來(lái)胰島α細(xì)胞及其分泌的胰高血糖素在糖尿病發(fā)病機(jī)制和治療中的作用越來(lái)越引起重視。目前認(rèn)為，除胰島β細(xì)胞功能缺陷和胰島素抵抗兩大糖尿病發(fā)病機(jī)制外，胰島α細(xì)胞合成和分泌的胰高血糖素的作用有重要研究?jī)r(jià)值[22]。研究表明α細(xì)胞可能同樣存在胰島素抵抗[23]。有研究認(rèn)為Ghrelin直接刺激胰島α細(xì)胞分泌胰高血糖素，并引入Ghrelin-胰高血糖素軸作為在禁食條件下控制血糖的重要機(jī)制[24]。研究發(fā)現(xiàn)[25]，外源性胰高血糖素使健康理想體重個(gè)體Ghrelin水平下降，而2型糖尿病患者較健康理想體重個(gè)體減弱，可能與2型糖尿病患者胰島β細(xì)胞功能減退及早相胰島素分泌缺陷有關(guān)。推測(cè)胰島細(xì)胞中胰島素、胰高血糖素及Ghrelin可能相互作用影響糖調(diào)節(jié)。探究Ghrelin對(duì)胰高血糖素的影響及作用機(jī)制，可能為尋找糖尿病防治的關(guān)鍵信號(hào)分子靶標(biāo)提供重要理論與實(shí)驗(yàn)依據(jù)，同時(shí)也為尋求新的治療方法奠定實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

Ghrelin與胰高血糖素樣肽1均屬于腸源性激素。胰高血糖素樣肽1是一種由前胰高血糖素蛋白通過(guò)激素轉(zhuǎn)化酶1/3加工而成的30個(gè)氨基酸的肽，在葡萄糖和能量代謝中起重要作用，包括葡萄糖刺激的胰島素分泌，抑制胰高血糖素分泌和腸道蠕動(dòng)，降低食欲[26]。目前胰高血糖素樣肽1受體激動(dòng)劑已被廣泛用作抗糖尿病藥物。Lindqvist等[27]研究表明，Ghrelin是胰高血糖素樣肽1分泌和轉(zhuǎn)錄的調(diào)節(jié)因子，干擾GHS-R1a信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)可能是增強(qiáng)2型糖尿病患者內(nèi)源性胰高血糖素樣肽1分泌的一種途徑。

3 Ghrelin與糖尿病并發(fā)癥的關(guān)系

3.1Ghrelin與糖尿病動(dòng)脈粥樣硬化的關(guān)系 動(dòng)脈粥樣硬化被認(rèn)為是導(dǎo)致心臟病、卒中和壞疽的主要原因。近年來(lái)人們發(fā)現(xiàn)炎癥可能是導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化的一個(gè)重要因素，這可能對(duì)導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化的機(jī)制提供新的認(rèn)識(shí)[28]。研究表明Ghrelin可能是一種有效的抗炎癥介質(zhì)，也是治療炎癥性疾病或損傷的一種很有前途的治療途徑[29]。有研究顯示，Ghrelin可以抑制人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞中氧化型低密度脂蛋白誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)，因此有可能作為抗動(dòng)脈粥樣硬化的藥物使用。其次，Ghrelin的治療導(dǎo)致細(xì)胞中解偶聯(lián)蛋白2的積聚，從而減少活性氧類(lèi)的產(chǎn)生。此外，小干擾RNA介導(dǎo)的解偶聯(lián)蛋白2表達(dá)下降提示Ghrelin可以通過(guò)促進(jìn)解偶聯(lián)蛋白2在細(xì)胞中的表達(dá)發(fā)揮抑制炎癥反應(yīng)的作用[30]?？傊?，Ghrelin為動(dòng)脈粥樣硬化的治療提供了新的研究方向。

單核細(xì)胞和單核細(xì)胞來(lái)源的細(xì)胞可以產(chǎn)生促進(jìn)新生血管形成和內(nèi)皮細(xì)胞修復(fù)的促血管生成因子，在檢測(cè)和修復(fù)血管損傷中起重要作用。這些血管保護(hù)細(xì)胞以往曾被表示為髓樣內(nèi)皮祖細(xì)胞[31]，但目前更準(zhǔn)確地應(yīng)稱(chēng)其為促血管生成細(xì)胞或循環(huán)血管生成細(xì)胞(circulating angiogenic cells，CAC)。CAC參與血管內(nèi)穩(wěn)態(tài)的恢復(fù)。糖尿病患者因體內(nèi)代謝條件的改變，單核細(xì)胞分化功能隨之不同，導(dǎo)致這些細(xì)胞參與血管維持和修復(fù)的能力下降[32]。?zcan等[33]實(shí)驗(yàn)提示在2型糖尿病患者中，UAG治療導(dǎo)致CAC分化減少，這取決于UAG劑量和誘導(dǎo)方法。然而，經(jīng)UAG治療后的小鼠，骨髓祖細(xì)胞向CAC分化較前增加。結(jié)果證明，UAG對(duì)人體短期治療后可輕度抑制CAC的分化，但小鼠實(shí)驗(yàn)則提示長(zhǎng)期UAG治療可促進(jìn)CAC的分化。UAG對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化的影響及后期治療作用有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

3.2Ghrelin與糖尿病胃輕癱的關(guān)系 1925年，Boas首次發(fā)現(xiàn)了糖尿病患者胃排空延遲的現(xiàn)象[34]。1958年，Kassender首次用術(shù)語(yǔ)“糖尿病胃輕癱”來(lái)描述糖尿病患者的無(wú)癥狀胃潴留[34]。近年來(lái)，術(shù)語(yǔ)糖尿病胃輕癱已被用于描述糖尿病的嚴(yán)重并發(fā)癥，即胃排空延遲，并伴有上消化道癥狀，排除機(jī)械性梗阻。通常與胃輕癱相關(guān)的癥狀包括餐后飽脹、惡心、嘔吐、厭食和體重減輕，伴或不伴有腹痛[34]。該病目前藥物治療方法有限。目前唯一被美國(guó)食品藥品管理局批準(zhǔn)的治療胃輕癱的方法是甲氧氯普胺。然而，甲氧氯普胺的使用受到美國(guó)食品藥品管理局的黑箱警告，美國(guó)食品藥品管理局建議使用不超過(guò)3個(gè)月。其他藥物(如多潘立酮)長(zhǎng)期使用有潛在心臟不良反應(yīng)，紅霉素長(zhǎng)期使用可出現(xiàn)過(guò)敏反應(yīng)[35]。

研究顯示，藥理劑量的Ghrelin可以促進(jìn)包括人類(lèi)在內(nèi)的不同哺乳動(dòng)物的胃運(yùn)動(dòng)，這使其成為治療與胃動(dòng)力受損相關(guān)的臨床疾病的潛在靶點(diǎn)[35]。Relamorelin(也稱(chēng)RM-131)是Ghrelin的選擇性激動(dòng)劑。Relamorelin在不同臨床試驗(yàn)中均耐受性良好，具有相對(duì)安全性。另外它沒(méi)有任何與目前可用于胃輕癱的其他藥物相關(guān)的神經(jīng)或心血管不良反應(yīng)[35]。有試驗(yàn)表明在中重度患者的ⅡB期隨機(jī)試驗(yàn)中，與安慰劑組相比，Relamorelin可顯著減少糖尿病胃輕癱的核心癥狀和總體綜合評(píng)分，加速胃排空，總體安全且耐受性好[36]。Relamorelin是治療糖尿病胃輕癱的希望，一旦經(jīng)過(guò)審核批準(zhǔn)，其可能成為治療糖尿病胃輕癱的首選藥物[35]。對(duì)藥物治療效果不佳的患者往往需要外科手術(shù)治療，包括各種潛在的手術(shù)方式，不僅限于胃造口術(shù)、空腸造口術(shù)、幽門(mén)肌切開(kāi)術(shù)、幽門(mén)成形術(shù)和胃切除術(shù)。另外，內(nèi)鏡治療策略的新發(fā)展可能從根本上改變難治性胃輕癱的治療困境[37]。

3.3Ghrelin與糖尿病腎病的關(guān)系 糖尿病腎病是終末期腎病的最常見(jiàn)原因，也是糖尿病患者發(fā)病和死亡的主要原因。目前糖尿病腎病的標(biāo)準(zhǔn)治療包括強(qiáng)化治療高血糖和嚴(yán)格控制血壓，主要通過(guò)阻斷腎素-血管緊張素系統(tǒng)。Mak等[38]發(fā)現(xiàn)Ghrelin對(duì)終末期腎病可產(chǎn)生重要影響，其主要作用原理為通過(guò)參與蛋白質(zhì)能量代謝、炎癥等途徑發(fā)揮作用。Ghrelin水平的研究對(duì)維持性血液透析患者很重要，因?yàn)镚hrelin可能與食欲失調(diào)、炎癥和營(yíng)養(yǎng)不良有關(guān)，這些因素相互關(guān)聯(lián)，并且在此類(lèi)患者中經(jīng)?？梢杂^察到[39]。同時(shí)有研究提示，Ghrelin是維持性血液透析患者惡病質(zhì)營(yíng)養(yǎng)不良-炎癥復(fù)合體的一種有前景的生物標(biāo)志物。而為了證實(shí)Ghrelin的上述作用，需要在更大的樣本中進(jìn)行研究[39]。另有研究表明，血液透析患者血漿Ghrelin水平明顯升高，餐后Ghrelin分泌抑制延長(zhǎng)可能是血液透析患者，特別是糖尿病腎病血液透析患者胃輕癱的原因[40]。

3.4Ghrelin與糖尿病腦病的關(guān)系 糖尿病腦病是糖尿病患者的嚴(yán)重并發(fā)癥之一。糖尿病腦病表現(xiàn)為認(rèn)知障礙和神經(jīng)炎癥，神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)支持不足以及神經(jīng)元和突觸的喪失。2型糖尿病患者腦病的病死率和發(fā)病率增加與高血糖、高胰島素血癥、高膽固醇血癥和高血壓密切相關(guān)[41]。目前認(rèn)為Ghrelin與神經(jīng)調(diào)節(jié)和認(rèn)知改善有關(guān)，被認(rèn)為是幾種神經(jīng)退行性疾病的潛在保護(hù)劑。研究發(fā)現(xiàn)，Ghrelin通過(guò)Toll樣受體4/核因子κB信號(hào)通路，減少高糖環(huán)境下PC12細(xì)胞的凋亡，從而達(dá)到改善認(rèn)知能力的目的[42]。另有研究表明，Ghrelin通過(guò)調(diào)節(jié)基質(zhì)金屬蛋白酶水平以及抑制神經(jīng)炎癥預(yù)防糖尿病大腦中神經(jīng)生長(zhǎng)因子代謝障礙和突觸變性，從而改善糖尿病相關(guān)的神經(jīng)變性[43]。目前關(guān)于Ghrelin與糖尿病腦病的研究較少，且大多局限于基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，尚需要大量臨床試驗(yàn)以及相關(guān)流行病學(xué)的研究。

4 小 結(jié)

Ghrelin及其受體GHS-R廣泛表達(dá)于中樞和外周組織，可以發(fā)揮其促進(jìn)攝食、生長(zhǎng)激素釋放、胃動(dòng)力和調(diào)節(jié)心血管動(dòng)力和能量代謝等一系列作用。Ghrelin對(duì)糖尿病發(fā)病機(jī)制的具體作用途徑尚未完全闡明，尤其是對(duì)胰島α細(xì)胞分泌胰高血糖素的影響值得引起重視，目前國(guó)內(nèi)外對(duì)這方面的研究較少，對(duì)其作用及作用機(jī)制的研究可能為糖尿病的治療提供新突破點(diǎn)。另外，UAG在糖尿病相關(guān)代謝性疾病中的作用成為新的關(guān)注點(diǎn)，這無(wú)疑打破了以往UAG無(wú)生物活性的觀點(diǎn)，值得進(jìn)一步探討。Ghrelin對(duì)糖尿病的諸多并發(fā)癥均有潛在保護(hù)作用，研究以Ghrelin為靶點(diǎn)的糖尿病治療的新方案具有巨大的價(jià)值空間。但目前Ghrelin對(duì)糖尿病并發(fā)癥的影響機(jī)制亟待明確及完善，相信以Ghrelin為基礎(chǔ)的相關(guān)研究成果會(huì)給糖尿病的藥物治療提供理論依據(jù)。