半乳凝素-3在糖尿病肝病中的作用及免疫学机制

要建超

(南阳医学高等专科学校基础医学部，河南　南阳　473061)



半乳凝素-3在糖尿病肝病中的作用及免疫学机制

要建超

(南阳医学高等专科学校基础医学部，河南南阳473061)

〔摘要〕目的探讨半乳凝素(Gal)-3在糖尿病肝病(DLD)中的作用及其免疫机制。方法选取2010年1月至2014年12月该校附属医院入院患者105例，其中无糖尿病肝外科患者15例作为对照组，仅有糖尿病患者30例为糖尿病组，仅有非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)患者30例为肝病组，DLD患者30例为并发症组。采用病理切片方式观察肝细胞形态学改变，检测空腹血糖(GLU)、糖化血红蛋白(HbA1c)、谷草转氨酶(AST)水平、血清Gal-3浓度及细胞因子浓度水平。结果并发症组及肝病组肝细胞出现弥散的大小不一的脂肪空泡；并发症组GLU、HbA1c及AST水平及Gal-3浓度与对照组比较有显著的升高(P<0.01)。并发症组的白细胞介素(IL)-2、肿瘤坏死因子(TNF)-α及干扰素(INF)-γ浓度升高，IL-4、IL-5及IL-10浓度降低，与对照组比较差异显著(P<0.01)。结论Gal-3参与了糖尿病性肝病的发生。

〔关键词〕糖尿病；肝损害；糖尿病性肝病；半乳凝素-3；免疫调节

第一作者：要建超(1974-)，男，讲师，主要从事常规病理、免疫组化病理及分子病理方面的研究。

糖尿病肝病(DLD)是糖尿病引起肝组织学和功能改变的病变。糖尿病患者微血管病变及微循环障碍，可引起肝细胞内二氧化碳蓄积、酸中毒、氧供减少、氧消耗增加〔1〕，使肝细胞磷酸化能力降低，活性增加，胆红素代谢紊乱，而发生肝损伤。糖尿病引起肝脏病变最常见的为非酒精性脂肪肝病(NAFLD)，但发生机制尚未明确。半乳凝素(Gal)-3〔2〕是一个可与细胞内糖蛋白、细胞表面分子和细胞外基质相互作用的细胞内和细胞外凝集素，其基因位于染色体1p13及14q21-22，由CRD与一个胶原蛋白重复结构域融合而成，与多种疾病密切相关〔3〕。本研究探讨Gal-3在DLD中的作用及其免疫机制。

1材料与方法

1.1一般资料收取2010年1月至2014年12月我校附属医院入院患者105例，年龄35~78〔平均(45.3±12.8)〕岁，男62例，女43例。其中无糖尿病肝外科患者15例(其中肝血管瘤8例，肝囊肿4例，肝外伤3例)作为对照组；仅有糖尿病患者30例为糖尿病组；仅有NAFLD患者30例为肝病组；DLD患者30例为并发症组。患者均签署知情同意书。

1.2诊断标准糖尿病诊断采用WHO1999年诊断标准〔4〕，NAFLD诊断标准采用2006年中华医学会关于NAFLD诊断标准中的影像学诊断标准〔5〕，DLD诊断标准〔6〕：①肝病的已确诊有糖尿病；②有肝功能异常或肝脏肿大，排除其他肝病及各种原因引起的肝病；③糖尿病病情得到控制时，肝功能恢复正常和(或)肝脏迅速缩小。

1.3组织形态学观察通过肝穿刺活检或外科手术收集各组患者肝脏样本进行常规固定包埋后进行苏木素-伊红(HE)染色，制备成病理切片，光学显微镜观察大体结构；

1.4检测指标患者入院后当天或次日清晨采集10 ml静脉血，其中1/3分离血清使用酶联免疫吸附(ELISA)(Sigma，USA)方法检测Gal-3水平；1/3血浆进行生化指标〔空腹血糖(GLU)、糖化血红蛋白(HbA1c)、谷草转氨酶(AST)〕的检测；剩下1/3提取血浆使用Luminex(Millipore，USA)检测白细胞介素(IL)-2、IL-4、IL-5、IL-10、肿瘤坏死因子(TNF)-α及γ-干扰素(IFN-γ)水平。

1.5统计学方法采用SPSS16.0软件进行t检验、方差分析。

2结果

2.1各组血生化指标检查结果糖尿病组与并发症组GLU和HbA1c水平较其余两组显著升高(P<0.01，P<0.05)，且并发症组GLU水平升高最明显，与糖尿病组比较有统计学差异(P<0.05)。肝病组及并发症组AST较其余两组显著升高(P<0.01)，且并发症组AST高于肝病组(P<0.05)。见表1。

表1　各组受试患者的一般临床资料±s)

与糖尿病组比较：1)P<0.05；与肝病组比较：2)P<0.05

2.2各组患者肝脏形态学的改变光镜下的肝病组及并发症组可见干细胞脂肪变性，胞质中出现弥散性分布的大小不等的脂肪空泡，局部有间质纤维增生；对照组及糖尿病组均未见有脂肪变性的发生。见图1。

2.3各组患者血清Gal-3浓度比较对照组、糖尿病组、肝病组及并发症组Gal-3浓度分别为(4.88±0.47)、(6.54±1.62)、(8.17±3.32)、(10.11±5.47)ng/ml。糖尿病组、肝病组及并发症组的Gal-3浓度较对照组均显著升高(P<0.01)，并发症组Gal-3浓度与糖尿病或肝病组比较均有统计学差异(P<0.05)。

2.4各组患者炎性因子血浆浓度糖尿病组、肝病组及并发症组的血浆IL-2、TNF-α及INF-γ浓度较对照组均显著升高(P<0.01)，其中并发症组升高最为明显，与糖尿病组或肝病组比较也有统计学差异(P<0.05)；糖尿病组、肝病组及并发症组的血浆IL-4、IL-5及IL-10浓度较对照组均降低(P<0.01)。见图2。

与对照组比较:1)P<0.01；与糖尿病或肝病组比较:2)P<0.01图2　各种炎性因子血浆浓度的变化

3讨论

生理情况下，肝脏可以通过灭活血糖素、生长激素等的血浆浓度，增强糖原合成酶、葡萄糖激酶而加速外周葡萄糖的合成及转化，从而抑制血糖的升高，因而肝脏在调节血糖中起着重要的作用。然而，糖尿病的肝损害是其发展到中晚期常见的慢性并发症，其主要是通过多种途径对肝脏进行破坏：(1)高血糖，糖尿病患者长期的血糖过高，导致肝糖原合成增多并储积于肝脏，从而导致干细胞代谢障碍、细胞肿胀；(2)胰岛素抵抗，在糖尿病病程中出现的胰岛素抵抗会造成肝细胞脂肪沉积继而发生脂肪样变，从而损害肝脏功能；(3)高脂血症，当糖尿病患者机体对糖利用发生障碍是，大量脂肪被调动起来，其中大部分以脂肪酸的形式进入到肝脏，当脂肪酸进入的量超出肝氧化及合成能力时，多余的脂肪在肝脏内沉积下来，最终造成肝细胞的脂肪样变，形成非酒精性脂肪肝。本研究结果均较单纯糖尿病患者高，同时其谷草转氨酶血清水平也较单纯。推测当糖尿病导致肝脏损害后，致使调节血糖功能下降，更进一步促使血糖升高，糖尿病的发展。

Gal-3是一种半乳糖苷结合蛋白，研究显示，Gal-3能表现出调节凋亡、免疫应答、介导炎症反应及降解晚期糖基终产物(AGEs)等生物学效应〔7〕。本研究结果提示AGEs在糖尿病、动脉粥样硬化发生中有着极强的促炎效应〔8〕，Gal-3为AGEs的受体之一，两者形成复合物而令AGEs降解而起到保护细胞作用。当糖尿病发展到中晚期时产生的AGEs相应也增加，并且超过了Gal-3增加的数量而导致不能完全形成AGEs-Gal-3复合物，游离状态的AGEs增加，诱发炎症反应的发生，最终导致肝功能损害，更进一步减弱AGEs的降解能力。有研究表明，Gal-3为巨噬细胞的表面标志之一，内脏脂肪的巨噬细胞参与了NAFLD及胰岛素抵抗的发生，因而提示Gal-3与DLD有相应的联系。而Nomoto等〔9〕采用Gal-3(-/-)小鼠，喂养6个月后能复制出类似于人类NAFLD的病理学特征动物模型也证实了上述观点。

本文IL-2、TNF-α及INF-γ为Th1细胞分泌的细胞因子，可介导细胞免疫、诱发炎症反应及抗肿瘤免疫的作用〔10〕；IL-4、IL-5及IL-10为Th2细胞分泌的细胞因子，主要介导体液免疫，抑制炎症及促肿瘤发生的作用〔11〕。生理状况下，Th1/Th2细胞有着相互抑制及转化从而维持着动态平衡状态。当DLD发生时，不能被及时降解的AGEs促使Th1/Th2平衡向Th1方向倾斜，Th1反应增强，促使炎症反应的发生及维持机体的炎症持续状态，加重DLD的肝损害。

4参考文献

1Yatsuji S，Hashimoto E.Natural history of Japanese patiemts with non-alcoholic fatty liver disease(NAFLD)，especially non-alcoholic steatohepatitis(NASH)patients with hepatocellular carcinoma(HCC)〔J〕.Nippon Rinsho，2010；64(6)：1173-9.

2Liu FT，Hsu DK.The role of galectin-3 in promotion of the inflammatory response〔J〕.Drug News Perspect，2007；20(7)：455-60.

3Yang RY，Rabinovich GA，Liu FT.Galectins：structure，function and therapeutic potentia〔J〕.Exp Rev Mol Med，2008；10(1)：e17.

4钱荣立.关于糖尿病的新诊断标准与分型〔J〕.中国糖尿病杂志，2000；8(1)：5-6.

5中华医学会肝脏病学分会脂肪肝和酒精性脂肪肝病学组.非酒精性脂肪肝病诊疗指南〔J〕.中华肝脏病杂志，2006；14(3)：161-3.

6胡绍文，郭瑞林，童光焕.实用糖尿病学〔M〕.北京：人民军医出版社，2003：377.

7张凯，张立婷，鲁明霞，等.病毒性肝病抗病毒治疗期间新发肝癌7例临床分析〔J〕.现代生物医学进展，2014；14(33)：6493-5.

8Iacobini C，Menini S，Oddi G，etal.Galectin-3/AGE-receptor 3 knockout mice show accelerated AGE-induced glomerular injury：evidence for a protective role of galectin-3 as an AGE receptor〔J〕.FASEB J，2004；18(14)：1773-5.

9Nomoto K，Tsuneyama K，Abdel-Aziz HO，etal.Disrupted galectin-3 causes non-alcoholic fatty liver disease in male mice〔J〕.J Pathol，2006；210(4)：469-77.

10Yamazaki K，Yano T，Kameyama T，etal.Clinical significance of serum TH1 /TH2 cytokines in patients with pulmonary adenocarcinoma〔J〕.Surgery，2002；131(1)：S236-41.

11Tai N，Yasuda H，Xiang Y，etal.IL-10-conditioned dendritic cells prevent autoimmune diabetes in NOD and humanized HLA-DQ8/RIP-B7.1 mice〔J〕.Clin Immunol，2011；139(3)：336-49.

〔2015-06-22修回〕

(编辑袁左鸣)

〔中图分类号〕R587

〔文献标识码〕A

〔文章编号〕1005-9202(2016)04-0886-02；doi：10.3969/j.issn.1005-9202.2016.04.054