周小丹，胡燕紅，鄭龍軼

(1.海軍軍醫(yī)大學第一附屬醫(yī)院內分泌科，上海 200433；2.江蘇省軍區(qū)第五干休所門診部，南京 210016)

隨著人類生存環(huán)境和生活水平的改變，糖尿病的患病率不斷升高。2019年國際糖尿病聯(lián)盟數(shù)據(jù)顯示，全球20～79歲成人中，約4.63億糖尿病患者[1]。1990—2016年，我國全年齡糖尿病患病率從3.7%上升到6.6%，全年齡糖尿病死亡率和糖尿病腎病(diabetic nephropathy，DN)死亡率分別增加了63.5%和33.3%[2]。糖尿病所引發(fā)的健康問題已逐漸成為全球的關注重點。

DN是糖尿病最常見、最嚴重的并發(fā)癥，也是終末期腎病的主要病因，至今其確切的發(fā)病機制尚無定論。目前認為，血流動力學改變、代謝紊亂、炎癥、自噬、氧化應激、微RNA及一些病理因素參與了DN的發(fā)生、發(fā)展[3]。臨床上DN的主要治療方法是降血糖(如胰島素)和降血壓(如RAS抑制劑)，但其只能延緩DN進展，部分DN患者在嚴格血糖、血壓控制后仍不可避免地發(fā)生終末期腎病，提示可能存在其他影響DN進展的作用機制。

內脂素(Visfatin)是新發(fā)現(xiàn)的脂肪因子，在內臟脂肪細胞中高表達[4]，既具有誘導B細胞成熟功能，又具有煙酰胺磷酸核糖轉移酶活性，故又被稱為前B細胞克隆增強因子或煙酰胺磷酸核糖轉移酶(nicotinamide phosphoribosyltransferase，NAMPT)。事實上，Visfatin、前B細胞克隆增強因子和細胞外NAMPT(extracellular nicotinamide phosphoribosyltransferase，eNAMPT)均為NAMPT的分泌形式，三者分別在不同部位發(fā)現(xiàn)，并發(fā)揮不同功能。Visfatin具有多種生物功能，可能通過參與誘導炎癥反應、胰島素抵抗[5]和調節(jié)糖脂代謝、氧化應激[6]等途徑促進DN的發(fā)生、發(fā)展。現(xiàn)對Visfatin參與DN進展的具體分子機制等方面進行綜述，以期為DN的防治提供新線索。

1 Visfatin的生物功能

Visfatin是一種由473個氨基酸組成的52 kB蛋白多肽，缺乏典型的分泌信號序列[7]。其編碼基因位于第7號染色體長臂7q22.1～7q3.33區(qū)域，包含11個外顯子和10個內顯子。Visfatin基因具有高度保守性，在哺乳動物中具有顯著同源性[8]。Visfatin晶體結構屬于Ⅱ型磷酸基轉移酶的二聚類，其酶活性是NAD+生物合成途徑的限速元件，能催化煙酰胺合成單核苷酸，調節(jié)哺乳動物細胞中沉默信息調節(jié)因子(silent information regulator,SIRT)2原體、SIRT1的功能[9-10]。Visfatin可以調節(jié)炎癥反應、介導血管生成，對急性肺損傷、神經細胞具有保護作用[11-13]。

Visfatin分布十分廣泛，除脂肪組織外，在心、肝、肺、腎、胰腺、結腸、骨骼肌、乳腺上皮等處均有表達。Visfatin存在于細胞外(如血液、關節(jié)液)和細胞內(如細胞核、細胞質)，以自分泌和旁分泌方式發(fā)揮作用。此外，外周血白細胞(如單核細胞、淋巴細胞、中性粒細胞)均可分泌Visfatin[7,14-15]。有研究表明，血清Visfatin水平與白細胞數(shù)量相關[16]。巨噬細胞存在于脂肪組織中，被認為是全身低度炎癥的誘因。巨噬細胞Visfatin水平高于成熟脂肪細胞，且Visfatin蛋白主要由內臟巨噬細胞釋放[17]。

Visfatin似乎是一種混雜配體，雖然其相關受體尚未完全明確，但Visfatin可能與不止一種受體結合。Camp等[18]發(fā)現(xiàn)，NAMPT通過直接與Toll樣受體4連接誘導肺部炎癥。Torretta等[19]研究表明，eNAMPT與CC趨化因子受體[chemokine(C-C motif)receptor，CCR]5結合，并作為其天然拮抗劑；該研究采用PyMol和Uniprot計算機軟件進行分析顯示，eNAMPT與CC趨化因子配體7存在相似的結構構象和保守序列，而CC趨化因子配體7不僅是CCR5的拮抗劑，也是CCR1、CCR2和CCR3的激動劑，提示Visfatin具有與多種受體結合的潛能。

2 Visfatin參與DN進展的機制

隨著對Visfatin功能認識的不斷深入，Visfatin在DN發(fā)病中的作用逐漸引起學者的關注。多項研究表明，糖尿病早期患者血清Visfatin水平已升高，并與腎臟受損嚴重程度呈正相關[20-27]。有研究認為，血清Visfatin水平升高是2型糖尿病患者發(fā)生DN的獨立危險因素[21]。

臨床常以腎臟組織病理檢查作為診斷DN金標準，其病理改變包括系膜區(qū)改變(如系膜細胞增殖、系膜區(qū)擴張、細胞外基質沉積、局部炎癥細胞浸潤)、腎小球基膜增厚、腎小管萎縮和纖維化、腎小動脈玻璃樣變以及腎小球球性硬化。Visfatin可以通過參與氧化應激、誘導炎癥反應、促進腎臟細胞纖維化、加重代謝紊亂導致腎臟病理改變。

2.1氧化應激 生理狀態(tài)下，機體內氧化系統(tǒng)與抗氧化系統(tǒng)保持動態(tài)平衡，機體產生的氧化產物可被抗氧化系統(tǒng)清除，有害因素(如高血糖、吸煙)刺激可破壞上述平衡，使機體清除能力降低和(或)氧化物生成過多，導致氧化應激狀態(tài)。氧化應激是糖尿病微血管病變及大血管病變發(fā)生和發(fā)展的主要途徑[28]。氧自由基通過直接損傷細胞DNA或誘導炎癥和促進線粒體功能障礙，加速細胞過早的衰老、死亡，導致神經、血管和組織細胞損傷。事實上，DN作為糖尿病微血管病變的常見并發(fā)癥，其發(fā)生、發(fā)展與氧化應激關系密切。

在腎臟中，還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶(reduced nicotinamide adenine dinucleotide phosphate oxidase，NOX)激活與ROS生成相關[38]。Holterman等[39]發(fā)現(xiàn)，DN患者NOX5的表達增加。研究證實，Visfatin通過激活p38/磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B通路提高NOX和ROS水平，隨后磷酸化核因子κB(nuclear factor-kappa B，NF-κB)激酶抑制蛋白和IκB激酶，并增加NF-κB的表達，導致細胞間黏附分子-1、血管細胞間黏附分子-1表達增加，單核細胞對內皮細胞黏附增強，最終引起血管內皮功能障礙[34]。既往研究顯示，人血管平滑肌細胞中Visfatin通過激活胞外信號調節(jié)激酶和NF-κB調節(jié)誘導型一氧化氮合酶的合成[40]。一氧化氮合酶是一種具有雙重功能的酶，輔助因子充足時合成一氧化氮，輔助因子缺乏時合成ROS，故推測DN患者較高的血清一氧化氮水平與血清Visfatin水平呈正相關，但腎臟損傷程度未改善[41]。

DN患者體內高糖環(huán)境可誘導機體產生過多的氧自由基，導致氧化應激。過多的氧自由基作為胰島素信號轉導通路中的第二信使分子，通過誘導胰島素受體底物磷酸化導致胰島素抵抗，隨后胰島素抵抗補償性機制——Visfatin表達和分泌增強。高水平Visfatin增加NOX活性和ROS水平[34]，加重機體氧化應激。綜上，高糖啟動、氧化應激/胰島素抵抗/Visfatin三者間相互促進形成惡性循環(huán)，共同促進DN發(fā)展。此外，Visfatin可誘導腎臟細胞葡萄糖轉運蛋白1的轉位，促進細胞吸收葡萄糖，導致細胞內環(huán)境的高糖狀態(tài)，加重細胞氧化應激[42]。

2.2誘導炎癥 Visfatin參與了許多炎癥相關疾病，如銀屑病[43]、炎性腸病[44]、骨關節(jié)炎[31]等，被認為是脂肪組織細胞分泌的促炎脂肪因子。有研究認為，炎癥是2型DN患者體內Visfatin水平的決定因素，血清Visfatin水平與白細胞數(shù)量和C反應蛋白水平呈正相關[45]。治療劑量的Visfatin呈劑量依賴性地上調人單核細胞中促炎細胞因子或抗炎細胞因子，如白細胞介素(interleukin，IL)-1β、IL-6、腫瘤壞死因子-α[46]、IL-8[47]、IL-10的產生。已有數(shù)據(jù)顯示，腫瘤壞死因子、IL-6等分子對DN進展非常重要[48]。Heo等[5]研究證實，Visfatin通過激活Janus激酶2/信號轉導及轉錄激活因子3和NF-κB激酶抑制蛋白/NF-κB途徑誘導肝細胞炎癥和胰島素抵抗。

核苷酸結合寡聚化結構域樣受體蛋白3炎癥小體是一種蛋白水解復合物，由核苷酸結合寡聚化結構域樣受體蛋白3、銜接蛋白凋亡相關斑點樣蛋白和胱天蛋白酶1結合而成，對IL-1β的生成有重要作用[49]。核苷酸結合寡聚化結構域樣受體蛋白3炎癥小體的活化，可導致足細胞損傷和腎小球硬化[50-51]。研究表明，經Visfatin處理的肥胖小鼠足細胞的F-肌動蛋白纖維失去獨特排列，而銜接蛋白凋亡相關斑點樣蛋白干擾小RNA轉染可抑制上述作用，保持足細胞形態(tài)[30]。可見，Visfatin通過激活核苷酸結合寡聚化結構域樣受體蛋白3炎癥小體提高足細胞中胱天蛋白酶1的活性并促進IL-1β的產生，導致足細胞功能障礙和損失以及腎小球損傷。

2.3促進腎細胞纖維化 Visfatin具有顯著的促進細胞膠原纖維表達功能，呈濃度依賴性地促進腎小球系膜細胞增殖及細胞外基質表達[52]，參與DN發(fā)展。周寶尚[53]對47例DN患者腎活檢組織進行免疫組化染色發(fā)現(xiàn)，腎小球系膜區(qū)及腎小管上皮細胞均有Visfatin表達，其中腎小球系膜區(qū)表達水平最高；半定量分析顯示，Visfatin的表達可隨DN的分期進展而增強；隨后，該研究通過GW4064激活法尼酯X受體的體外人腎小球系膜細胞培養(yǎng)研究顯示，法尼酯X受體激活可通過下調Visfatin表達減少高糖誘導的人腎小球系膜細胞炎癥、纖維化和增殖，而外源性Visfatin可能使該作用減弱；進一步體內研究證實，GW4064改善了Visfatin表達減緩了db/db小鼠中DN的進展。使用不同濃度Visfatin(25、50、100、200 ng/mL)干預體外培養(yǎng)大鼠腎小球系膜細胞，結果顯示，Visfatin干預組腎小球系膜細胞纖維連接蛋白和Ⅰ型膠原的信使RNA和蛋白表達水平隨Visfatin濃度的升高而升高[52]。Chen等[54]研究證實，Visfatin與纖維化因子之間可能存在關聯(lián)，高糖環(huán)境中系膜細胞內Visfatin過表達促進了波形蛋白和纖連蛋白的表達，認為系膜細胞中Visfatin上調，通過激活NF-κB p65途徑和抑制SIRT1途徑促進腎小球纖維化。既往研究表明，NF-κB p65信號轉導可以導致腎臟炎癥和損傷，而SIRT1過表達通過抑制NF-κB p65途徑減少CD40表達，發(fā)揮腎臟保護作用[55]。研究發(fā)現(xiàn)，煙酰胺單核苷酸(NAMPT酶活性的下游產物)治療通過負反饋調節(jié)抑制NAMPT上調，具有抗纖維化作用，揭示了煙酰胺單核苷酸在DN補償性保護性機制中的重要作用[54]。

上調近曲小管中Visfatin的表達，具有抑制腎小管纖維化、保護腎小管重吸收白蛋白的功能。Muraoka等[56]對近曲小管NAMPT過表達以及近曲小管特異性NAMPT敲除轉基因小鼠模型的研究發(fā)現(xiàn)，近曲小管NAMPT過表達對DN誘導的腎小管周圍纖維化改變、管狀基膜增厚和近端小管細胞凋亡具有保護作用，但不能挽救糖尿病性腎小球基膜增厚或足突細胞足突消失；進一步特異性敲除近曲小管中NAMPT顯示，近曲小管中NAMPT表達減少與DN中腎纖維化變化一致，故認為DN患者腎小管細胞NAMPT缺失可通過兩條途徑導致組織纖維化變化：①直接激活SIRT6-金屬蛋白酶組織抑制物-1途徑導致Ⅳ型膠原蛋白沉積和管狀基膜增厚；②通過激活SIRT6-金屬蛋白酶組織抑制物-1途徑激活下游轉化生長因子-β1/Smad信號轉導導致近曲小管損傷。此外，血清Visfatin與一氧化氮呈正相關[42]，腎小管Visfatin表達減少可能通過降低腎小管一氧化氮局部水平損傷腎小管內皮功能。

2.4加重代謝紊亂 代謝紊亂是導致DN發(fā)生發(fā)展的重要原因。肥胖和胰島素抵抗常合并代謝紊亂，被認為是代謝紊亂的常見表現(xiàn)。Visfatin參與調節(jié)機體糖脂代謝與胰島素抵抗[57]，其血漿水平升高可能在肥胖、胰島素抵抗等代謝相關疾病中發(fā)揮重要作用。

目前普遍認為，肥胖是遺傳因素及環(huán)境因素共同作用的結果，但環(huán)境因素(如營養(yǎng)過剩、缺少運動)是其主要原因。肥胖的本質是一種脂肪過度積累狀態(tài)，由能量平衡失調(熱量攝入超過能量消耗)引起[58]。脂肪組織可分為白色脂肪和棕色脂肪，體內的白色脂肪組織是機體的主要儲能組織；而棕色脂肪組織是一種有益的脂肪組織，可參與機體產熱。脂肪組織即具有儲藏能量的功能，又具有分泌脂肪因子的作用，其分泌的脂肪因子對機體多種功能具有調節(jié)作用。Visfatin最初發(fā)現(xiàn)于內臟脂肪中，在白色脂肪組織中優(yōu)先表達，與脂肪組織關系密切。多數(shù)研究表明，血漿Visfatin水平與肥胖呈正相關[36,59-60]。Visfatin具有類胰島素功能，可抑制肝臟細胞葡萄糖釋放，促進脂肪細胞、肌細胞攝取葡萄糖[6,61]，導致脂肪積累，加重肥胖。

棕色脂肪組織可通過解偶聯(lián)蛋白-1、線粒體呼吸鏈氧化磷酸化的解偶聯(lián)產生熱量，具有抗肥胖作用。不同劑量的Visfatin對棕色脂肪細胞產生不同的功能。T37i細胞是棕色脂肪組織功能研究的常用模型細胞[62]。Dimitriadis等[63]用不同劑量Visfatin作用于T37i細胞發(fā)現(xiàn)，生理劑量Visfatin可以上調PR結構域蛋白16及解偶聯(lián)蛋白-1水平，下調受體相互作用蛋白140水平；而大劑量Visfatin可以抑制解偶聯(lián)蛋白-1表達，降低棕色脂肪組織的活性。既往研究表明，PR結構域蛋白16可以增加脂肪組織的褐變和棕色脂肪組織的產熱[64]，受體相互作用蛋白140的作用則相反[65]。據(jù)此推測肥胖人群體內高水平的Visfatin可以通過抑制解偶聯(lián)蛋白-1表達降低棕色脂肪細胞產熱[63]，破壞熱量平衡導致脂肪堆積引發(fā)肥胖，而肥胖可促進代謝紊亂。Sayers等[66]發(fā)現(xiàn)，不同濃度eNAMPT表現(xiàn)出的結構和功能不同。探索eNAMPT對小鼠和人類胰島中分離的功能性β細胞的影響發(fā)現(xiàn)，在非糖尿病人群中，低生理濃度(≤1 ng/mL)eNAMPT作為二聚體通過NAD依賴性機制增強胰島β細胞功能；在2型糖尿病患者中，高濃度(>5 ng/mL)eNAMPT以單體形式發(fā)揮促炎作用，并介導胰島β細胞功能障礙。

綜上所述，脂肪組織分泌的Visfatin可直接促進脂肪堆積加重肥胖，并隨著脂肪堆積產生高濃度Visfatin，進而抑制棕色脂肪細胞產熱，導致熱量平衡破壞，加重肥胖。肥胖和Visfatin相互影響、相互促進，導致代謝紊亂并形成惡性循環(huán)，共同誘導了DN的發(fā)生發(fā)展。

3 小 結

Visfatin直接與細胞表面尚未明確的受體結合激活下游通路，發(fā)揮細胞因子作用；亦可以囊泡形式內部化后釋放或在細胞內表達，增強NAD+生物合成，發(fā)揮酶促作用。Visfatin功能多樣，似乎可因其在組織的分布、濃度或作用時間、方式的不同，表現(xiàn)出截然相反的生理、病理功能[54，67]。在DN的發(fā)展中，Visfatin通過參與氧化應激、誘導炎癥等途徑促進疾病進展，可能是聯(lián)系肥胖與糖尿病等代謝疾病的橋梁。目前Visfatin的作用機制仍未明確，但Visfatin對DN不良影響的發(fā)現(xiàn)為治療糖尿病提供了新思路。