血清缺氧诱导因子1α与2型糖尿病肾病的相关性分析

刘云涛，简 磊，李建伟

缺氧诱导因子1α(HIF-1α)是缺氧状态下特异性发挥活性的核转录因子，可调控一系列靶基因的表达，具有许多重要的生物学效应。已发现其在糖尿病大鼠肾脏中表达增加，而减少HIF-1α的表达可减少糖尿病大鼠尿蛋白，降低肌酐水平，改善肾功能，抑制肾间质纤维化从而保护肾脏[1-2]。本研究测定2型糖尿病(T2DM)及糖尿病肾病(DN)患者空腹血清HIF-1α水平，旨在了解其与T2DM及DN的相关性及影响因素，为T2DM微血管病变的防治提供新的理论依据。

1　对象与方法

1.1研究对象选择2011年11月—2013年1月我院门诊、肾内科、内分泌科门诊及住院部患者、体检中心体检者为研究对象。健康体检者46例为对照组(NC组)，口服葡萄糖耐量试验(OGTT)排除T2DM，平均年龄为(58±7)岁，男25例，女21例。1年之内新诊断的单纯T2DM(SDM组)45例，男26例，女19例，平均年龄为(54±7)岁。早期DN组(EDN组)44例，平均年龄为(55±7)岁，男24例，女20例，20 μg/min≤尿清蛋白排泄率(UAER)≤200 μg/min。临床DN组(CDN组)43例，平均年龄为(58±7)岁，男24例，女19例，UAER>200 μg/min。所有T2DM患者均符合1999年WHO对T2DM的诊断标准[3]，未给予降糖药物及其他药物治疗。入选者均排除1型糖尿病、特殊类型糖尿病，排除心脏、肝脏疾病，及肿瘤、感染、其他类型肾病。在3个月内未发生糖尿病酮症酸中毒及其他急性并发症。

1.2研究方法

1.2.1相关生化指标测定受试者禁食8 h后于清晨抽取空腹肘静脉血测空腹血糖(FPG)、血脂、糖化血红蛋白(HbA1c)。HbA1c采用日本ARKRAY HA8160糖化血红蛋白分析仪及其配套试剂检测；FPG、肾功能、血脂、UAER使用美国雅培ARCHITECT C8000全自动生化分析仪检测。超氧化物歧化酶(SOD)测试盒由南京建成生物研究所提供，采用羟胺法测定。类胰岛素样生长因子-1(IGF-1)采用酶联免疫吸附(ELISA)法测定，使用美国DSL公司试剂盒。胰岛素使用德国罗氏Cobas e411全自动电化学发光分析仪检测。高敏C反应蛋白(hs-CRP)采用韩国Bodi Tech Med免疫荧光分析仪通过免疫荧光干式定量法检测。

1.2.2HIF-1α测定所有研究对象取空腹血样，3 800×g离心10 min，分离血清，放置于-40 ℃冰箱低温保存待检，测定采用ELISA法，试剂盒购自上海江莱生物科技有限公司。

2　结果

2.1一般临床资料和临床生化指标的比较4组间性别、年龄差异无统计学意义(P>0.05)；CDN组血尿素氮(BUN)、血清肌酐(Scr)、hs-CRP、UAER高于SDM、EDN及NC组，差异有统计学意义(P<0.05)；CDN组收缩压、舒张压、三酰甘油(TG)、血清总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白(LDL)高于NC组，差异有统计学意义(P<0.05)；SDM组、EDN组、CDN组FPG、HbA1c、IGF-1高于NC组，差异有统计学意义(P<0.05)；EDN组、CDN组高密度脂蛋白(HDL)低于NC组，差异有统计学意义(P<0.05)； EDN组、CDN组UAER、病程高于SDM组，差异有统计学意义(P<0.05)。4组血清HIF-1α水平差异有统计学意义(P<0.05)。见表 1。

表1　NC组、SDM组、EDN组、CDN组相关指标比较

注：▽为χ2值，余检验统计量值为F值；与NC组比较，*P<0.05，○P<0.01；与SDM组比较，△P<0.05，●P<0.01；与EDN组比较，▲P<0.05，■P<0.01； BUN=血尿素氮，Scr=血清肌酐，TG=三酰甘油，TC=血清总胆固醇，IGF-1=类胰岛素样生长因子-1，LDL=低密度脂蛋白，HDL=高密度脂蛋白，FPG=空腹血糖，HbA1c=糖化血红蛋白，hs-CRP=超敏C反应蛋白，SOD=超氧化物歧化酶，UAER=尿清蛋白排泄率，VEGF=血管内皮生长因子，HIF-1α=缺氧诱导因子1α；-为无

2.2相关性分析血清HIF-1α水平与FPG、HbA1c、IGF-1、hs-CRP、UAER、Scr、病程呈正相关，与SOD呈负相关，见表2。

2.3回归分析多元逐步回归分析结果显示，HbA1c、SOD、HIF-1α、VEGF的回归系数分别为4.062、-1.132、0.413、0.128，建立以下模型：UAER=4.062×HbA1c-1.132×SOD+0.413×HIF-1α+0.128×VEGF+11.578(见表3)。

表2血清HIF-1α水平与其他观察指标的相关分析

Table2Correlation analysis between HIF-1α and other indexes

r值P值年龄(岁)　03450236性别(男/女)　03660202BUN(mmol/L)　03170266Scr(μmol/L)　05250014收缩压(mmHg)　03310252舒张压(mmHg)　03870203TG(mmol/L)　03720214TC(mmol/L)　03250269LDL(mmol/L)　03220276HDL(mmol/L)　03120277FPG(mmol/L)　05170016HbA1c(%)　04970021hs-CRP(mg/L)　04560032SOD(U/ml)-05510013UAER(μg/min)　05790008病程(月)　05560012VEGF(ng/L)　05020020IGF-1(μg/L)　05380012

表3　UAER影响因素的多元逐步回归分析

3　讨论

在氧浓度正常时，HIF-1α在细胞内的表达量维持在较低水平，当氧分压下降时，HIF-1α在胞质内表达增高，DNA结合活性也相应增强。本研究发现，SDM组、EDN组、CDN组HIF-1α高于NC组，且HIF-1α与FPG、HbA1c呈正相关，这可能与血糖、HbA1c增高，2，3-二磷酸甘油(2，3-DPG)水平降低，组织缺氧有关。

已发现糖尿病早期出现肾小球肥大，肾小球滤过率高，同时伴有肾内IGF-l的增加，IGF-1可作用于肾小球足细胞，导致糖尿病大鼠肾脏增生、高滤过，促进DN的发生[4]。而新近研究发现IGF-1可增加HIF-1α水平[5]，本研究也发现HIF-1α水平与IGF-1呈正相关，进一步证实HIF-1α水平与IGF-1关系密切，可能是IGF-1通过HIF-1α在DN中发挥了作用，值得深入研究。

缺氧是氧化应激的重要诱发因素，而氧化应激对DN的发生发展起到了重要促进作用，目前HIF-1α在氧化应激中的作用尚不明确。Ma等[6]发现SOD活性增加可能与抑制HIF-1α有关，这说明低水平的HIF-1α有利于减轻氧化应激。颜晓勇等[7]研究发现HIF-1α上调能够诱导糖尿病大鼠肾小球及肾小管细胞凋亡增加，从而促进DN的进展，这可能与氧化应激有关。但HIF-1α作为核转录因子参与机体内许多低氧反应基因的调节，对缺氧的细胞起稳定作用，增强细胞对缺氧的适应能力[8]。本研究发现HIF-1α与SOD呈负相关，更进一步证明其与氧化应激关系密切。本研究认为，HIF-1α在DN中的高表达起两方面作用：一方面增强细胞对缺氧环境的适应能力，对保护肾脏组织和细胞免受缺氧损伤具有积极的作用；另一方面，它诱导肾小球及肾小管细胞凋亡增加，促进DN发展，而这一作用可能与氧化应激有关。HIF-1α与氧化应激的关系值得进一步研究，适度减少HIF-1α的表达可能对于DN的防治具有重要意义。已证实，HIF-1α是缺氧与慢性炎症之间的重要环节，在炎症中发挥了重要作用[9]。研究发现，DN大鼠HIF-1α的表达与肾脏肥大指数和肾小球体积呈正相关[10]，并且HIF-1α导致细胞增生肥大的作用与炎症密切相关[11]。本研究发现HIF-1α与hs-CRP呈正相关，进一步证实其与炎症关系密切，可能HIF-1α在炎症存在的情况下对DN发挥了重要作用。

HIF-1α与 VEGF关系密切，HIF-1α可增加 VEGF的表达，可能是VEGF的上游调控器[12]。而在DN早期即有VEGF增加并沉积于足细胞及系膜细胞，导致肾小球通透性增高、肾小球基底膜增厚，尿蛋白增加，而抑制VEGF上述情况可得到改善[13]。本研究发现HIF-1α与VEGF呈正相关，说明HIF-1α与VEGF关系密切。本研究中，随着HIF-1α与VEGF水平增高，DN加重，进一步证实HIF-1α、VEGF在DN中发挥了重要作用。动物实验证实，糖尿病大鼠肾小球及肾小管HIF-1α的表达随着造模时间的延长而逐渐增加[14]。本研究也发现随着DN的进展及病程延长，HIF-1α逐渐增高，与病程呈正相关。这可能与随着病情的发展，血糖和HbA1c的增高、IGF-1增加、炎症加重等有关。本研究发现HIF-1α与UAER、Scr呈正相关，并且回归分析显示HIF-1α是UAER的独立影响因素，进一步证实其在DN中发挥了重要作用。

总之，本研究证实，HIF-1α在氧化应激、炎症中发挥重要作用，与IGF-1、VEGF、血糖、HbA1c等相关，并且其血清水平与T2DM肾病的严重程度相关，深入探讨HIF-1α水平变化及影响因素将为2型DN的防治提供新的思路。

1Tang L，Yi R，Yang B，et al.Valsartan inhibited HIF-1α pathway and attenuated renal interstitial fibrosis in streptozotocin-diabetic rats[J].Diabetes Res Clin Pract，2012，97(1):125-131.

2Xu X，Chen P，Zheng Q，et al.Effect of pioglitazone on diabetic nephropathy and expression of HIF-1α and VEGF in the renal tissues of type 2 diabetic rats[J].Diabetes Res Clin Pract，2011，93(1)：63-69.

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4Kumar PA，Brosius FC 3rd，Menon RK.The glomerular podocyte as a target of growth hormone action:Implications for the pathogenesis of diabetic nephropathy[J].Curr Diabetes Rev，2011，7(1)：50-55.

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6Ma L，Zhao Y，Li B，et al.3，5，4′-Tri-O-acetylresveratrol attenuates seawater aspiration-induced lung injury by inhibiting activation of nuclear factor-kappa B and hypoxia-inducible factor-1α[J].Respir Physiol Neurobiol，2012，185(3):608-614.

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12Tang L，Yi R，Yang B，et al.Valsartan inhibited HIF-1α pathway and attenuated renal interstitial fibrosis in streptozotocin-diabetic rats[J].Diabetes Res Clin Pract，2012，97(1):125-131.

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