糖尿病肾病病人血浆FABP4水平变化及其与PTEN相关性的研究进展

张　丽，皇甫建，肖　瑞

1.内蒙古医科大学第一附属医院(呼和浩特010050)；2.内蒙古医科大学



糖尿病肾病病人血浆FABP4水平变化及其与PTEN相关性的研究进展

张丽1，皇甫建1，肖瑞2

1.内蒙古医科大学第一附属医院(呼和浩特010050)；2.内蒙古医科大学

摘要：脂肪细胞型脂肪酸结合蛋白(FABP4)是脂肪酸结合蛋白家族中的一员，对调节糖脂代谢起重要作用，已经成为治疗2型糖尿病(T2DM)及其并发症的潜在靶标。第10号染色体缺失的磷酸酶和张力蛋白同源物基因(PTEN)为一种抑癌基因，可通过负性调控PI3K信号传导途径参与早期糖尿病肾病(DN)的发生、发展。本研究就糖尿病肾病病人血浆FABP4水平变化及其与PTEN的相关性研究进展作一简要综述。

关键词：糖尿病肾病；脂肪细胞型脂肪酸结合蛋白；第10号染色体缺失的磷酸酶和张力蛋白同源物基因

脂肪细胞型脂肪酸结合蛋白(fatty acid-binding protein 4，FABP4)作为长链脂肪酸的胞质伴侣，对维持糖脂的体内平衡起着重要作用，与2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus，T2DM)及其并发症的发生、发展密切相关。第10号染色体缺失的磷酸酶和张力蛋白同源物基因(phosphatase and tensin homology deleted on chromosome ten，PTEN)是人类发现的第一个具有双特异磷酸化酶功能的抑癌基因，同时也是PI3K/Akt通路的负性调节因子，可能与T2DM病人早期肾功能损伤或早期糖尿病肾病(diabetic nephropathy，DN)的发生、发展存在相关性。 本研究就糖尿病肾病病人血浆FABP4水平变化及其与PTEN的相关性研究进展作一简要综述。

1FABP4生物学特性

人类脂肪细胞型脂肪酸结合蛋白(adipocyte fatty acid binding protein，A-FABP)，又称 FABP4或ap2，其基因定位于8号染色体q21区域，长约7 kb，共编码132个氨基酸，相对分子质量为14 588 D。其蛋白质的基本结构是由10个反向平行的β链和2个短α螺旋形成的β-折叠桶，以螺旋-卷曲-螺旋的结构域覆盖于顶部，形成一个配体结合口袋，可与相应配体结合，如长链脂肪酸，对构象形成和配体转移起着重要作用。FABP4主要广泛表达于脂肪细胞和巨噬细胞，其他组织如小鼠的心、肾、小肠、肺组织及一些组织的微血管内皮细胞中也有表达[1]。并且啮齿动物和人类之间FABP4的表达和调控有惊人的相似之处[1-2]。虽然传统意义上FABP4是脂肪细胞胞浆蛋白(为成熟脂肪细胞最丰富的蛋白，可占到总蛋白的6%)，但在外周血中也可测得[3]。

体外实验显示，FABP4在脂肪细胞分化中过程被调节，它的mRNA被脂肪酸、细胞核激素受体、PPAR-γ激动剂、地塞米松、胰岛素和肝脏X受体等转录调控[4]。此外，有研究认为FABP4是血管内皮生长因子的靶基因，可以调控内皮细胞的增殖[1]。也有研究发现，受损的内皮细胞在再生过程中可诱导FABP4表达[5]。而阿托伐他汀和二甲双胍可以使FABP4表达减少[6]。

长期以来，FABP4作为脂肪细胞的特殊标志，是脂肪细胞、巨噬细胞和内皮细胞脂质运输表达的伴侣和媒介，被认为是炎症过程和其他代谢综合征相关生物通路之间的一座桥梁。其主要功能是通过作为长链脂肪酸的胞质伴侣，结合和转运细胞内的脂肪酸，对脂肪细胞脂肪酸的摄取、运载、储存和释放等起调节作用，参与机体的糖脂代谢平衡，且巨噬细胞中的FABP4还参与动脉粥样硬化的形成[7]。

2PTEN生物学特性

第10号染色体缺失的磷酸酶和张力蛋白同源物基因是1997年Li等人在多种肿瘤研究中发现的10q23染色体特定区域丢失的杂合子，为迄今发现的唯一具有蛋白脂酶和磷酸酶双特异活性的抑癌基因，含9个外显子和8个内含子，全长200kb，mRNA长度为5 500bp。PTEN蛋白包括一个催化酶促作用的N端磷酸酶区域，一个和脂质结合的C2区域以及一个含50个氨基酸的C端区域，其中前两者是其主要的功能区域。它通过复杂的信号转导网络(PI3K/Akt、FAK、MAPK、p53/MDM2、NF-κB)调控细胞周期，抑制细胞的生长、增殖、迁移和信号传递，促进细胞凋亡，抑制肿瘤转移和血管形成，抑制心肌肥厚，抑制端粒酶活性，干扰糖代谢以及维持免疫系统稳定。

PTEN受多种因子的调节。首先，活性氧(ROS)对PTEN表达调控表现为双重性[8]。中低浓度葡萄糖可使胰岛素瘤细胞(INS-1)产生低浓度的ROS对PTEN基因转录起抑制作用，逆转其对PI3K/AKT通路的负向调控作用而介导胰岛素的分泌。这种抑制作用在一定浓度范围内逐渐增强，但超过一定范围后(如葡萄糖>11 mmol/L，H2O2>2 μmol/L)，则抑制PTEN表达和介导胰岛素分泌的作用消失。其次，早期生长转录因子-1(EGR-1)、过氧化物酶体增殖物激活受体C(PPARC)和p53可直接与PTEN基因启动子部位结合，诱导其转录活化[9]。此外，PTEN可能为AMPK的一个下游调节因子，AMPK激动剂二甲双胍可诱导PTEN表达[10]。而核转录因子JB(NF-JB)、NEDD4-1、BMP、胰岛素生长因子1(IGF-1)可抑制PTEN表达。

3FABP4与DN

糖尿病肾病为糖尿病最主要的微血管并发症之一，是目前引起终末期肾病(end-stage renal disease，ESRD)的首要原因。一旦进入大量蛋白尿期后，则进展至ESRD的速度显著增加，约为其他肾脏病变的14倍[11]。其发病机制未明，有研究指出T2DM病人早期血浆游离脂肪酸(free fatty acid，FFA)水平升高，与白蛋白结合，在肾脏沉积，造成肾小球及肾小管的损害，即所谓的“脂毒性”[12]是DN发生的重要机制。氧化的低密度脂蛋白和游离脂肪酸在T2DM中对肾小球和肾小管间质损伤有着重要的作用[13]。并且在DN病人的尿液中FFA水平升高，而升高的FFA加重了肾小管的损伤[14]。而作为FFA分子伴侣的FABP4，增加了FFA的可溶性[4，15]，并促进其转运至肾小球系膜细胞，促使细胞凋亡，由此多数研究者考虑FABP4在DN的发生、发展过程中可起一定作用。

研究显示，血清FABP4水平在T2DM或早期DN病人中增高，其与肌酐、尿白蛋白排泄率(AER)正相关，与GRF负相关[16-18]。DN病人血清FABP4水平升高的原因主要考虑有三方面：①FABP4是低分子量蛋白，通常经过肾脏选择功能在血浆中积聚，其浓度主要与肾脏清除率有关。研究显示，在长期进行透析[19]或非糖尿病[20]的ESRD病人中血浆FABP4水平升高，因此FABP4也许受肾小球滤过和肾小管重吸收功能影响，肾脏滤过机制功能小的改变可能降低FABP4滤过率或增加其重吸收而导致其血浆浓度上升。②FABP4在人肾脏毛细血管和小静脉内皮细胞均有表达[1]，其在外周血中表达增加是否提示其参与了肾脏血管的损伤机制，尚有待进一步研究。③其在外周血中表达增加也许源于肾脏巨噬细胞激活而产出增高。FABP4在巨噬细胞高表达，在DN和肾损害进程中巨噬细胞在肾脏积聚增加，在这种病理情况下，同时许多炎症刺激又能诱导巨噬细胞FABP4的表达。

目前，FABP4介导糖尿病病人肾损害的机制尚不十分清楚，相关研究有三方面：①可能与内质网应激(ERS)有关。ERS诱发的肾脏固有细胞凋亡在DN的发展中发挥着重要的作用，而DN中又存在诸多可诱发ERS的因素，如高血糖、氧化应激、脂质代谢紊乱等，两者可能存在相互促进作用。研究显示，系膜细胞在DN发病过程中发挥着重要的作用[21]，而系膜细胞中 FABP4可能作为一个诱发因素激活细胞内的ERS，并且在糖尿病大鼠和肾脏病病人的肾脏中均发现存在ERS[22]。②有研究显示，C反应蛋白(CRP)对DN可能存在一定作用[23]。Simón等[24]研究发现非糖尿病病态肥胖女性，循环FABP4与CRP不相关。但有研究显示，妊娠糖尿病病人中二者相关[25]；在DN病人中血浆FABP4与高敏C反应蛋白(hsCRP)正相关[18]，提示FABP4可能是通过直接或间接相关C反应蛋白(CRP)机制促进DN发展。③FABP4是炎症的关键调节因子，肾脏巨噬细胞聚集和FABP4在巨噬细胞的表达增强可能加重局部炎症，促进DN发展。

4PTEN与DN

有研究显示[8]，PTEN蛋白在高糖培养的系膜细胞较低糖培养的系膜细胞表达显著增高，并且在db/db糖尿病肾病小鼠较db/m对照小鼠其表达也显著升高，提示PTEN与DN相关。多数研究表明，PTEN可以抑制高糖诱导的系膜细胞肥大、肾小管上皮细胞分化、脂质沉积、肾间质纤维化。其机制多考虑为PTEN通过负性调控PI3K信号通路参与早期DN的发生、发展。进一步在足细胞中的研究发现，PTEN的表达在高糖刺激后短暂性增高后又逐渐下降，提示早期PTEN反应性增高可能是对足细胞受外界刺激的保护作用，但是随着刺激时间延长，PI3K/Akt 通路不断激活，这种保护作用变得越来越弱[26]。Mahimainathan等[27]也发现系膜细胞中PTEN的蛋白表达在高糖刺激48 h后明显比正常对照组低，这说明可能长时间高糖刺激引起PI3K/Akt信号通路过度激活，超出了PTEN的抵抗能力而导致细胞损伤。此外，有发现miR-21通过靶向PTEN/PI3K信号传导通路调控DN小鼠肾小球增生并延缓蛋白尿的出现[8]。

5FABP4与PTEN

有研究显示，PTEN 与FABP4在分化的脂肪细胞中均有表达，且两者在脂质代谢和脂肪细胞分化调节过程中存在相互作用[28]。有学者通过免疫共沉淀和凝胶过滤法测出FABP4与PTEN在3T3-L1细胞中有结合体形成，结合体的KD值在2.8 μmol左右[28]。在肝细胞[29]和角质细胞[30]中PTEN缺失可诱导FABP4表达，提示PTEN在转录水平上对FABP4表达的调节有重要作用。有临床研究显示，T2DM病人及妊娠糖尿病病人外周血中FABP4与PTEN的浓度水平均呈正相关，从临床方面证实FABP4与PTEN之间有可能存在着相互联系[31-32]。此外，PI3K-Akt通路是胰岛素的主要信号通路，PTEN是该通路的一个重要负性调控因子，有研究显示，外源性FABP4可抑制胰岛素信号通路中的IRS1和Akt活性，而对该通路具有调节作用[33]，但FABP4与PTEN如何共同参与糖代谢的调节机制尚不清楚，还有待进一步研究探讨。

综上所述，FABP4和PTEN在2型糖尿病及糖尿病肾病发生中起重要作用，有望成为新的早期诊断指标及治疗靶点。

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(本文编辑郭怀印)

(收稿日期：2015-10-12)

中图分类号：R587.1R255.1

文献标识码：A

doi：10．3969/j．issn．1672-1349．2016．06．015

文章编号：1672-1349(2016)06-0606-04

通讯作者：皇甫建，E-mail：445051515@qq.com