新诊断2型糖尿病患者血清β抑制蛋白2与游离脂肪酸水平变化及其与胰岛素抵抗的关系研究

潘佳秋，郭晓闻,张 超，杨玉芝，于学静，杨玉红，谭丽艳，王 萌

胰岛素抵抗(IR)是肥胖症、高血压、冠心病等多种疾病的共同发病基础，贯穿于2型糖尿病(T2DM)的全过程，是其发生、发展的核心因素[1]。因此，揭示IR的发生机制，解决IR，对改善代谢紊乱及有效防治T2DM有很大的推进作用。本研究旨在通过对新诊断T2DM患者的血清β抑制蛋白(β-arrestin)2及游离脂肪酸(FFA)水平进行测定，初步探讨二者与IR的关系，为阐明FFA导致IR的分子机制提供一定的理论基础。

1 对象与方法

1.1 研究对象 选取2012年4—12月佳木斯大学附属第一医院内分泌科初诊的T2DM患者60例作为T2DM组，其中男32例，女28例；平均年龄(43.9±10.9)岁；平均病程3.0个月。入选标准：(1)符合1999年WHO糖尿病诊断标准[2]者；(2)发病年龄>20岁者；(3)入组前未使用任何降血糖及降血脂药物治疗者；(4)从入组到随访结束无严重急性感染及糖尿病急性并发症者。排除使用糖皮质激素治疗、急性肺炎、肺脓肿、风湿性关节炎等影响β-arrestin 2、FFA水平测定者。选取在该院同期进行健康体检正常者30例作为正常对照(NC)组，其中男16例，女14例；平均年龄(42.0±11.8)岁。

1.2 研究方法及观察指标

1.2.1 样本采集及观察指标 两组受试者均禁食10 h后于次日清晨空腹抽取肘静脉血10 ml，分装于两支离心管，5 ml/支；其中1支以3 000 r/min 离心 5 min，离心半径为10 cm，分离血清，用于测定空腹血糖(FPG)、血脂指标〔三酰甘油(TG)、总胆固醇(TC)〕、空腹胰岛素(FINS)水平等；另1支离心管同样以3 000 r/min 离心 5 min，离心半径为10 cm，分离血清后，置于-40 ℃冰箱用于测定空腹血清β-arrestin 2、FFA的水平。

1.2.2 检测方法 FPG、肝功能〔丙氨酸氨基转移酶(ALT)、门冬氨酸氨基转移酶(AST)〕、血脂指标等采用日本OLYMPUS公司AU-2700全自动生化分析仪酶法进行检测；血清FINS水平用电化学发光免疫法测定，采用德国罗氏全自动电化学发光法检测(试剂盒购于德国罗氏公司；批内变异<2.0%,批间变异<2.5%)；采用酶联免疫吸附法(ELISA)测定血清β-arrestin 2、FFA水平(试剂盒购于上海江莱生物科技有限公司；批内变异<4%，批间变异<8%；敏感度15.6 pg/ml)。

1.2.3 收集一般资料 记录两组年龄、身高、体质量，计算体质指数(BMI)，计算胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)=FPG×FINS/22.5、胰岛素敏感性指数(ISI)= 1/(logFPG+ logFINS)、胰岛素β细胞功能指数(HOMA-β)=20×FINS/(FPG-3.5)。

2 结果

2.1 两组临床资料的比较 NC组与T2DM组患者的性别构成、年龄、AST、ALT比较，差异均无统计学意义(P>0.05)。T2DM组的BMI、TG、TC、FPG、FINS、HOMA-IR、糖化血红蛋白(HbA1c)、FFA均高于NC组，差异有统计学意义(P<0.05)；T2DM组的ISI、HOMA-β、β-arrestin 2均低于NC组，差异有统计学意义(P<0.05，见表1)。

2.2 β-arrestin 2、FFA与其他指标的相关性分析 Spearman秩相关分析显示，β-arrestin 2与BMI(r=-0.280，P<0.05 )、FPG(r=-0.328，P<0.05)、TG(r=-0.307，P<0.05)、FINS(r=-0.338，P<0.05)、HOMA-IR(r=-0.468，P<0.05)、HbA1c(r=-0.225，P<0.05)、FFA(r=-0.623，P<0.01)均呈负相关，与ISI(r=0.439，P<0.05)呈正相关；FFA与BMI(r=0.339，P<0.05)、FPG(r=0.469，P<0.05)、TG(r=0.535，P<0.05)、TC(r=0.277，P<0.05)、HbA1c(r=0.437，P<0.05)、FINS(r=0.693，P<0.05)、HOMA-IR(r=0.752，P<0.05)均呈正相关,与ISI(r=-0.729，P<0.01)呈负相关。

2.3 β-arrestin 2、FFA与其他指标的多元回归分析 以β-arrestin 2为因变量，BMI、TG、FPG、HOMA-IR、FINS、HbA1c、ISI、FFA为自变量,进行多元逐步回归分析,最后只有FFA进入回归方程，常数项为0。以FFA为因变量，BMI、TG、FPG、HOMA-IR、FINS、TC、HbA1c、ISI、β-arrestin 2为自变量,进行多元逐步回归分析,最后β-arrestin 2、HOMA-IR进入回归方程，常数项为0(见表2)。

3 讨论

T2DM是胰岛细胞功能低下引起的一种以持续性血糖升高为主要表现的内分泌及代谢疾病，是在基因易感的基础上，IR和糖脂代谢紊乱等多因素共同作用的结果。

脂肪酸在脂肪细胞内被多种脂解酶分解为甘油和FFA释放入血,其中FFA是机体主要能源之一，同时也是引起IR最主要的非激素物质之一[3]。有研究显示，FFA能够增加细胞周期抑制蛋白p16和p18(细胞周期蛋白依赖性激酶4家族蛋白)的表达，从而抑制葡萄糖刺激的胰岛β细胞的增殖[4]。而且，在糖耐量正常的人群中(包括儿童与成人)较高水平的空腹FFA与持续的低胰岛素分泌有关[5-6]。此外，通过预期性分析结果显示，与低水平FFA人群相比，预计在5～8年中高FFA人群发展成为糖耐量减低(IGT)或T2DM的几率显著升高。现已证实，FFA 不仅通过影响葡萄糖氧化和胰岛素的基因表达以及对胰岛β细胞的直接损伤来降低胰岛素分泌，还可以抑制胰岛素作用的胰岛素受体/磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B(IRs/P13激酶/Akt)通路的活性，使机体产生IR[7]，但其机制尚待深入研究。

β-arrestin属于抑制蛋白家族，广泛分布在许多生物体中[8]。人体中存在β-arrestin 1和β-arrestin 2两个亚型，广泛分布于大脑、垂体、心脏、肝脏、脾、肾、胰腺等多种组织中[9]。虽然，β-arrestin是以G蛋白偶联受体(GPCR)信号转导通路的负调节因子被认知，但大量研究表明，β-arrestin可以作为桥接蛋白作用于细胞内的多种信号分子，进而影响胞外信息向胞内传递，以实现调整机体细胞的凋亡、增殖及免疫应答反应[10]。而且，新近的研究还发现,Frizzled-4[11]、Smoothened[12](Frd、Smo均为非G蛋白偶联的7次跨膜受体)、VE-cadherin(一种内皮细胞黏附因子)[13]等均能通过聚集β-arrestin 2来实现信号转导。Luan等[14]研究发现，在糖尿病小鼠模型中，β-arrestin 2严重下调；在敲除β-arrestin 2基因的实验鼠体内IR显著加剧，而体外施加β-arrestin 2后可恢复小鼠胰岛素的敏感性。进一步研究发现，β-arrestin 2在胰岛素刺激下，通过GPCR接头蛋白β-arrestin 2激活Akt途径，传递胰岛素信号，其中β-arrestin 2作为“枢纽”联系IR与酪氨酸蛋白激酶(Src)，形成IR/β-arrestin 2/Src的信号复合物促进Akt途径的激活。

表1 两组临床资料的比较

注：*为χ2值；BMI=体质指数，AST=门冬氨酸氨基转移酶，ALT=丙氨酸氨基转移酶，TG=三酰甘油，TC=总胆固醇，FPG=空腹血糖，FINS=空腹胰岛素，HOMA-IR=胰岛素抵抗指数，ISI=胰岛素敏感性指数，HOMA-β=胰岛素β细胞功能指数，HbA1c=糖化血红蛋白，β-arrestin 2=β抑制蛋白2，FFA=游离脂肪酸

表2 β-arrestin 2、FFA与其他指标的多元回归分析

本研究结果显示，新诊断T2DM患者血清FFA水平高于NC组,而血清β-arrestin 2水平低于NC组。且Spearman秩相关分析显示，β-arrestin 2与HOMA-IR、FFA呈负相关,与ISI呈正相关；FFA与HOMA-IR呈正相关，与ISI呈负相关。提示β-arrestin 2水平的降低对T2DM患者体内IR的形成发挥着重要作用。多元逐步回归分析结果显示，FFA是HOMA-IR、β-arrestin 2的独立影响因素，这在一定程度上体现出FFA在降低β-arrestin 2水平及IR中的重要作用。

综上所述，FFA可能通过下调血清β-arrestin 2的水平，从而降低了胰岛素介导Akt途径的活性，进而增强了机体的IR。这为揭示T2DM患者体内IR的成因提供了一定的理论依据。

1 丁少川,张瑞珍,刘成桂.2 型糖尿病与胰岛素抵抗和代谢综合征[J].现代预防医学,2009,36(3):564-566.

2 陆再英，钟南山.内科学[M].北京：人民卫生出版社，2008:778.

3 刘长锁,申竹芳.游离脂肪酸与胰岛素抵抗[J].中国药理学通报,2005,21(2):145-149.

4 Salgin B,Ong KK,Thankamony A,et al.Higher fasting plasma FFA levels are associated with lower insulin secretion in children and adults and a higher incidence of T2DM[J].J Clin Endocrinol Metab，2012,97(9):3302-3309.

5 李翰卿,宋微微.游离脂肪酸与胰岛素抵抗关系的研究进展[J].医学研究生学报,2012,25(9):981-984.

6 朱自强，曹芳，黄瑞萍，等.妊娠期糖尿病孕妇及胎儿胰岛素与游离脂肪酸分析[J].中国全科医学，2013，16(6)：1874-1876.

7 Pascoe J,Hollern D,Stamateris R,et al.Free fatty acids block glucose-induced β-cell proliferation in mice by inducing cell cycle inhibitors p16 and p18[J].Diabetes,2012,61(3):632-641.

8 Kovacs JJ,Hara MR,Davenport CL,et al.Arrestin Development:Emerging Roles for b-arrestins in Developmental Signaling Pathways[J].Developmental Cell,2009,17(4):443-458.

9 Feng X,Wang W,Liu J,et al.β-Arrestins:multifunctional signaling adaptors in type 2 diabetes[J].Molecular Biology Reports,2011,38(4):2517-2528.

10 DeWire SM,Ahn S,Lefkowitz RJ,et al.Beta-arrestins and cell signaling[J].Annual Review of Physiology,2007,69:483-510.

11 Chen W,ten Berge D,Brown J,et al.Dishevelled 2 recruits beta-arrestin 2 to mediate Wnt5A-stimulated endocytosis of Frizzled 4[J].Science,2003,301(5638):1391-1394.

12 Chen W,Ren XR,Nelson CD,et al.Activity-dependent internalization of smoothened mediated by beta-arrestin 2 and GRK2[J].Science,2004,306(5705):2257-2260.

13 Gavard J,Gutkind JS.VEGF controls endothelial cell permeability by promoting the beta-arrestin-dependent endocytosis of VE-cadherin[J].Nature Cell Biology,2006,8(11):1223-1234.

14 Luan B,Zhao J,Wu H,et al.Deficiecy of a beta-arrestin-2 signal complex contributes to insulin resistance[J].Nature,2009,457(7233):1146-1149.