廖建華 李婉婷 梁真嬌

(南方醫(yī)科大學附屬小欖醫(yī)院婦產科，廣東省中山市 528415，電子郵箱：ak06363@163.com)

妊娠期糖尿病(gestational diabetes mellitus，GDM)是指妊娠期間首次出現(xiàn)的糖耐量異常，以胰島素抵抗、糖代謝異常為特點；GDM不僅會直接影響孕婦和胎兒的健康，還會增加胎兒進入成年期后發(fā)生肥胖、糖尿病、高血壓等疾病的風險[1]。胎盤是妊娠過程中重要的胎兒附屬器官，其功能改變與多種妊娠期并發(fā)癥的發(fā)生有關，而GDM患者體內胰島素抵抗的產生與胎盤功能的改變存在密切關系[2-3]，但具體的機制仍未明確。11β-羥類固醇脫氫酶(11β-hydroxysteroid dehydrogenase，11β-HSD)是體內催化有活性的皮質醇和無活性的脫氫皮質醇相互轉化的代謝酶，包括11β-HSD1和11β-HSD2兩種亞型。在胎盤組織中，不同亞型的11β-HSD對皮質醇活性的改變能夠影響胰島素生物信號轉導，進而造成母體糖脂代謝發(fā)生改變，并參與GDM的發(fā)生[4-5]。為明確不同亞型11β-HSD在GDM發(fā)生、發(fā)展中的作用，本研究分析了GDM胎盤中不同亞型11β-HSD基因的表達情況，及其與母體胰島素及脂代謝、胎盤炎癥及胰島素信號轉導的相關性。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇2015年2月至2018年6月在我院診斷為GDM的80例孕婦作為GDM組。納入標準：(1)妊娠24～28周時行口服糖耐量試驗，結果符合GDM的診斷標準[6]；(2)孕期通過飲食和運動干預控制血糖達標；(3)取得知情同意。排除標準：(1)血糖控制不達標的患者，或有酮癥、酮癥酸中毒病史的患者；(2)合并子癇前期等其他妊娠期并發(fā)癥的患者；(3)妊娠前有糖尿病史的患者。另選取同期在我院產檢并分娩的70例健康孕婦作為對照組。GDM組孕婦年齡24～35(28.12±4.77)歲，分娩時孕周37～40(38.29±4.68)周，孕期增重(14.38±2.12)kg，分娩前體質指數(shù)(25.47±4.51)kg/m2。對照組孕婦年齡21～35(28.19±4.74)周，孕期增重(14.51±2.37)kg，分娩時孕周37～41(38.98±4.96)周，分娩前體質指數(shù)(25.84±4.76)kg/m2。兩組孕婦的一般資料比較，差異均無統(tǒng)計學意義(均P>0.05)。

1.2 研究方法

1.2.1 血清指標的檢測：取孕24～28周產檢時的空腹靜脈血5 mL，采用全自動生化分析儀測定空腹血糖、LDL-C、HDL-C的含量，采用電化學發(fā)光法測定空腹胰島素(fasting insulin，F(xiàn)ins)的含量，根據穩(wěn)態(tài)模型計算胰島素抵抗(homeostatic model assessment for insulin resistance,HOMA-IR)指數(shù)和胰島B細胞功能(HOMA-β)指數(shù)。HOMA-IR指數(shù)=Fins×空腹血糖/22.5，HOMA-β指數(shù)=20×Fins/(空腹血糖-3.5)。

1.2.2 胎盤基因表達水平的檢測：在胎盤娩出后30 min內，收集適量胎盤絨毛組織，采用超純RNA提取試劑盒(北京康為世紀公司，批號：CW0597)提取分離組織中的總RNA，采用SuperRT cDNA第一鏈合成試劑盒(北京康為世紀公司，批號：CW0741)將總RNA反轉錄為cDNA，采用UltraSYBR Mixture試劑盒(北京康為世紀公司，批號：CW2601S)對cDNA進行擴增，擴增的基因包括11β-HSD1、11β-HSD2、Toll樣受體4(Toll-like receptor 4，TLR4)、NOD樣受體家族包含pyrin結構域蛋白3(NOD-like receptor family,pyrin domain-containing 3，NLRP3)、白細胞介素(interleukin，IL)-1、IL-10、IL-18、腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)、胰島素受體底物1(insulin receptor substrates-1,IRS-1)、蛋白酪氨酸磷酸酶1B(protein tyrosine phosphatase 1B，PTP1B)、葡萄糖轉運蛋白(glucose transporter，GLUT)1、GLUT4、抵抗素。以β-肌動蛋白為內參，擴增反應程序為95℃ 15 s、特異性退火溫度20 s、72℃ 25 s，重復40個循環(huán)。擴增反應完成后，在軟件中自動生成循環(huán)閾值(Ct)，代入公式2-△△Ct計算基因的mRNA相對表達水平。PCR儀購自Bio-Rad公司，引物序列見表1。

表1 引物序列及退火溫度

1.3 統(tǒng)計學分析 采用SPSS 21.0軟件進行統(tǒng)計分析。計量資料以(x±s)表示，組間比較采用t檢驗；相關性分析采用Pearson相關系數(shù)。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結 果

2.1 兩組胎盤11β-HSD1及11β-HSD2 mRNA相對表達水平比較 與對照組比較，GDM組胎盤中11β-HSD1 mRNA相對表達水平減少，11β-HSD2 mRNA相對表達水平升高(均P<0.05)，見表2。

表2 兩組胎盤11β-HSD1、11β-HSD2 mRNA相對表達水平的比較(x±s)

2.2 兩組血清胰島素及脂代謝指標比較 與對照組比較，GDM組血清HOMA-IR指數(shù)、LDL-C水平升高，HOMA-β指數(shù)、HDL-C水平降低(均P<0.05)，見表3。

表3 兩組血清胰島素及脂代謝指標的比較(x±s)

2.3 兩組胎盤中炎癥分子表達水平比較 與對照組比較，GDM組胎盤中TLR4、NLRP3、IL-1、IL-10、IL-18、TNF-α的mRNA相對表達水平均升高(均P<0.05)，見表4。

表4 兩組胎盤中炎癥分子mRNA相對表達水平的比較(x±s)

2.4 兩組胎盤中胰島素信號轉導分子mRNA表達水平的比較 與對照組比較，GDM組胎盤中IRS-1、GLUT1、GLUT4的mRNA表達水平減少，PTP1B、抵抗素的mRNA相對表達水平升高(均P<0.05)，見表5。

表5 兩組胎盤中胰島素信號轉導分子mRNA相對表達水平的比較(x±s)

2.5 GDM患者胎盤中11β-HSD mRNA表達水平與其他指標的相關性 GDM患者胎盤中11β-HSD1 mRNA表達水平與IRS-1、GLUT1、GLUT4 mRNA表達水平、HOMA-β指數(shù)、HDL-C均呈正相關，與TLR4、NLRP3、IL-1、IL-10、IL-18、TNF-α、PTP1B、抵抗素mRNA表達水平、HOMA-IR指數(shù)、LDL-C均呈負相關(均P<0.05)；11β-HSD2 mRNA表達水平與IRS-1、GLUT1、GLUT4 mRNA表達水平、HOMA-β指數(shù)、HDL-C呈負相關，與TLR4、NLRP3、IL-1、IL-10、IL-18、PTP1B、TNF-α、抵抗素mRNA表達水平、HOMA-IR指數(shù)、LDL-C均呈正相關(均P<0.05)。見表6。

表6 GDM患者胎盤中11β-HSD mRNA表達水平與其他指標水平的相關性

3 討 論

胎盤具有強大的內分泌功能和物質代謝調控功能，當其功能發(fā)生異常時會影響胰島素敏感性，因此在GDM的病情發(fā)展變化過程中起到關鍵作用。11β-HSD是體內調節(jié)有活性皮質醇和無活性脫氫皮質醇相互轉化的催化酶，胎盤中的11β-HSD1能夠將有活性皮質醇轉化為無活性脫氫皮質醇，而11β-HSD2能夠將無活性脫氫皮質醇轉化為有活性皮質醇[7-8]；當不同亞型的11β-HSD表達異常時，胎盤中皮質醇的濃度發(fā)生變化并直接影響孕婦糖代謝以及胰島素敏感性[9]。本研究對GDM患者胎盤中11β-HSD兩種亞型的表達水平進行了分析，結果顯示，GDM組胎盤中11β-HSD1的mRNA表達水平低于對照組，11β-HSD2的mRNA表達水平高于對照組(均P<0.05)。這提示胎盤中11β-HSD1的低表達以及11β-HSD2的高表達可能與GDM的發(fā)生有關。結合11β-HSD兩種亞型的功能，我們推測胎盤中11β-HSD1和11β-HSD2表達的改變能夠使有活性的皮質醇增多，進而通過皮質醇的生物活性來阻礙胰島素信號轉導，影響母體糖脂代謝。

GDM最突出的病理生理特征與2型糖尿病類似，即表現(xiàn)為胰島素抵抗。表明胰島素雖然能夠代償性分泌增多，但仍不足以滿足體內糖代謝的需求，因此GDM患者的機體處于胰島素相對不足而血糖異常升高的狀態(tài)。HOMA-β指數(shù)及HOMA-IR指數(shù)是反映胰島素分泌程度和抵抗程度的指標，前者水平的降低提示胰島素分泌不足，后者水平的升高提示胰島素抵抗加重。本研究中，GDM組的HOMA-IR指數(shù)水平高于對照組，HOMA-β指數(shù)水平低于對照組(均P<0.05)。胰島素抵抗狀態(tài)下代償性產生的高胰島素血癥能夠進一步影響血脂代謝[10-11]，本研究中，GDM組的LDL-C水平高于對照組，HDL-C水平低于對照組(均P<0.05)，提示GDM患者存在脂代謝紊亂。進一步相關分析結果顯示，GDM胎盤中11β-HSD1的mRNA表達水平與HOMA-β指數(shù)、HDL-C呈正相關，與HOMA-IR指數(shù)、LDL-C呈負相關，而11β-HSD2的mRNA表達水平與HOMA-β指數(shù)、HDL-C呈負相關，與HOMA-IR指數(shù)、LDL-C呈正相關(均P<0.05)。由此表明胎盤中11β-HSD1及11β-HSD2表達的改變與GDM孕婦的胰島素及脂代謝異常有關，在GDM的發(fā)生中起到重要作用。

炎癥反應的激活是造成體內胰島素抵抗的重要環(huán)節(jié)，在炎癥反應激活過程中，多種炎癥細胞因子的大量分泌能夠拮抗胰島素生物信號的轉導過程，并造成胰島素抵抗的產生[12-13]。TLR4和NLRP3是調節(jié)炎癥反應過程中多種炎癥細胞因子分泌的上游信號分子，其中TLR4通過細胞內髓樣分化因子88依賴或非依賴的途徑來啟動IL-1、IL-18、TNF-α等炎癥基因的表達[14-15]。TNF-α基因表達的產物具有直接的促炎活性[16]，IL-1、IL-18基因表達的產物則需要在NLRP3的介導下裂解產生具有促炎活性的細胞因子[17-18]。IL-10是一類具有抗炎活性的細胞因子，在炎癥反應激活的過程中代償性分泌增多，其也能反映炎癥激活的程度。胎盤是妊娠過程中重要的胎兒附屬器官，能夠合成和分泌多種炎癥細胞因子，本研究結果顯示，GDM組胎盤中TLR4、NLRP3、IL-1、IL-10、IL-18、TNF-α mRNA相對表達水平高于對照組，且均與11β-HSD1的mRNA相對表達水平呈負相關，與11β-HSD2 mRNA相對表達水平呈正相關(均P<0.05)。這表明GDM胎盤中11β-HSD1及11β-HSD2表達的改變與多種炎癥信號分子和炎癥細胞因子的高表達有關，表達異常的11β-HSD1及11β-HSD2可能通過增加局部皮質醇的濃度來激活炎癥反應，進而通過炎癥反應來影響胰島素信號轉導。

胎盤在孕期糖代謝的調控中起到重要作用，11β-HSD1及11β-HSD2表達改變后皮質醇的增多能夠直接影響糖代謝及胰島素信號轉導，也能通過炎癥反應的激活來阻礙胰島素信號轉導。IRS-1和PTP1B是在胰島素與其受體結合后影響下游信號轉導的分子，前者能夠通過促進下游信號分子的磷酸化來增強胰島素的生物學效應，而后者能夠通過促進下游信號分子的去磷酸化來阻礙胰島素的生物學效應[19]。當胰島素生物信號傳至下游后，GLUT1、GLUT4被激活并促進葡萄糖的轉運[20-21]。抵抗素是一種能夠直接拮抗胰島素生物信號轉導的細胞因子，能夠加重胰島素抵抗的程度[22]。本研究結果顯示，GDM組胎盤中IRS-1、GLUT1、GLUT4的mRNA相對表達水平減少，且與11β-HSD1的mRNA相對表達水平呈正相關，與11β-HSD2的mRNA相對表達水平呈負相關(均P<0.05)；PTP1B及抵抗素的mRNA相對表達水平升高，且與11β-HSD1的mRNA相對表達水平呈負相關，與11β-HSD2的mRNA相對表達水平呈正相關(均P<0.05)。這表明GDM胎盤中11β-HSD1及11β-HSD2表達的改變與多種胰島素信號轉導分子表達的改變有關，表達異常的11β-HSD1及11β-HSD2可能通過增加局部皮質醇的濃度來阻礙胰島素信號轉導、引起胰島素抵抗。

綜上所述，GDM患者胎盤中11β-HSD1呈低表達而11β-HSD2呈高表達，兩者與母體胰島素及脂代謝紊亂、胎盤炎癥反應激活及胰島素信號轉導障礙有關。