RAGE基因多态性与2型糖尿病并发症的相关性研究进展

王艾云

天津市北辰区中医医院 (天津 300400)

持续高血糖诱发体内晚期糖基化终末产物(advanced glycation end products,AGEs)形成，同时激活其表面受体(receptor for advanced glycation end products,RAGE)，进而促进AGEs-RAGE通路的形成，造成体内AGEs堆积，对全身微血管造成不可逆损害，干扰相关脏器正常功能，最终影响糖尿病慢性并发症的进展[1-2]。众多研究表明，RAGE基因在2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)并发症的致病机制中，发挥着至关重要的作用[3-4]。近些年，已鉴定的十余种RAGE多态性基因中，关于-374T/A、1704G/T、2184A/G、Gly82Ser的相关研究较多。目前，对糖尿病并发症发生机制研究一直是研究者关注的热点与难点，RAGE基因多态性在单纯糖尿病及糖尿病慢性并发症的分布研究多有报道，而糖尿病并发症与RAGE基因多态性相关性研究报道的结果存在差异，且关于RAGE基因多态性的阐述尚不明确。文章针对RAGE基因多态性与2型糖尿病并发症的相关性进行如下综述。

1 RAGE

1.1 RAGE分子结构

RAGE是一种体内广泛存在的模式识别受体，属于免疫球蛋白超家族受体；其最初从牛肺组织分离，并发现能够特异性识别AGEs蛋白。研究显示，RAGE基因位于染色体6p21.3上，该基因包含外显子11个、内含子10个、5’侧域1个(长约1.7 kb)，原始翻译产物含氨基酸残基403个，位于氨基端的22个氨基酸残基为信号肽[5-6]。全长的RAGE包括胞外域、跨膜域和胞内域3个部分。胞外域由3个免疫球蛋白样区域构成，包括1个V型区和2个C型区，并与α-双螺旋结构的跨膜段及短小胞内段相连接；而胞内域自身含有胞内RAGE相关信号转导和细胞激活所必需的大量电荷，可特异性识别并结合多种细胞信号转导分子；RAGE胞外域的主要功能是与特异的配体相结合。

1.2 RAGE活性及其调控机制

RAGE被认为是主要的内在免疫应答成分，其分布较为广泛。RAGE在内皮细胞、平滑肌细胞、淋巴细胞、单核巨噬细胞、神经元和双极神经节细胞、视网膜莫氏细胞和小胶质细胞等多种细胞表面均存在RAGE的表达。在正常基础状态下，RAGE表达水平较低，其表达水平受细胞类型和细胞所处环境的影响而发生变化。研究表明，RAGE作为一种细胞信号转导受体，能够与S100蛋白家族、AGEs、B折叠样蛋白、神经轴突生长因子及淀粉样纤维等多种配体相互作用，诱发一系列的促炎、促凝血反应，参与体内糖尿病并发症、动脉粥样硬化、神经系统疾病和肿瘤等病理生理过程[7-8]。RAGE结合AGEs配体后，多种关键信号转导通路，如核因子κB (nuclear factor kappa b,NF-κB)等被激活，引发黏附分子及炎症介质表达，导致平滑肌细胞增生，进而促使氧化应激反应发生，产生可引起氧化损伤、血管收缩的自由基，从而促进糖尿病并发症的进展[9]。另外有学者发现RAGE可通过丝裂原活化蛋白激酶(mitogen activated protein kinase,MAPK)/磷脂酰肌醇激酶-3(phosphoinositide 3-kinase,PIK3 )/蛋白激酶B(protein kinase B,PKB/AKT)途径，促进细胞中结缔组织生长因子(connective tissue growth factor,CTGF)合成，引发阿尔茨海默病[10]。另有报道显示，RAGE基因表达受核因子及某些细胞外信号传导因子影响，可加速糖尿病并发症的疾病进程[11]。此外，AGEs生成也与炎症反应存在密切联系，炎症介质通过过氧化氢酶产生活性氧簇(reactive oxygen species,ROS)，并激活氧化应激产生更多AGEs，进一步诱导炎症反应，形成正反馈环，这种正反馈环能加重糖尿病的血管损伤。因此可知，RAGE发挥不同的生物学效应是通过与不同的配体结合，激活相对应的信号转导途径而实现的。

2 RAGE与2型糖尿病及其并发症

RAGE与2型糖尿病及其并发症存在密切关系[12]。而RAGE能与AGE相互结合形成AGE-RAGE系统，能增强氧化应激、激活NF-κB途径及Janus激酶信号转导途径等，刺激产生血管细胞黏附分子-1(VCAM-1)、白介素-6(IL-6)、单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、胰岛素样生长因子-1(IGF-1)、血管内皮生长因子(VEGF)、转化生长因子-β(TGT-β)等生长因子及细胞因子，在糖尿病慢性并发症的发生发展过程中发挥重要作用。有学者证实AGE蛋白水平的高低与糖尿病并发症的进展程度呈正相关，即AGE表达越高，糖尿病并发症形成越快、程度越重[13]。这与上述研究结果相似，通过构建糖尿病大鼠模型，结果发现糖尿病肾病大鼠循环及局部组织中AGEs水平增高，能促进RAGE表达，但敲除或缺失RAGE基因，对糖尿病慢性并发症进展具有延缓的作用。研究报道，在体内和体外试验中，通过使用外源性可溶性RAGE(即sRAGE)可捕获循环中的AGEs，并阻断AGEs与细胞RAGE结合；而另外应用抗RAGE抗体治疗，可使RAGE不能与配体相互结合，从而阻断RAGE介导的动脉粥样硬化、神经系统疾及肾脏病变等病理效应。由此可见AGEs对体内RAGE表达具有促进作用，而RAGE基因多态性对糖尿病并发症的影响有待进一步研究论证。

3 RAGE基因多态性与2型糖尿病并发症

3.1 RAGE基因启动子区的多态性

人类RAGE基因启动子区域的-374T/A和-429T/C(rs1800625)多态性相关报道较多。研究显示，RAGE基因启动子区的-374T/A和-429T/C多态性对RAGE基因的转录活性产生较大影响，且两者突变可提高转录活性2～3倍[14]。由此可知，-374T/A及-429T/C多态性可影响糖尿病血管病变疾病进程。另有研究表明，T2DM视网膜病变患者体内-429T/C多态性表达显著增高，进一步证实-374T/A及-429T/C位点为T2DM视网膜病变的危险因素。最近研究同样证实，在对1 252例糖尿病和947例非糖尿病共2 199例患者的RAGE基因6种变异进行了基因分型，结果表明，RAGE基因启动子区域(-429T/C)可以显著增加原发性高血压患者经历T2DM的风险，并促进糖尿病血管并发症的进展[15]。提示RAGE基因启动子区-374T/A和-429T/C多态性，将有助于T2DM血管并发症早期检测和风险评估。

在研究2型糖尿病引起的全身微血管病变中，通过对RAGE基因启动子区-374T/A多态性与T2DM肾病的一项meta分析表明，在正常对照组、T2DM临床肾病组、T2DM正常白蛋白尿组及T2DM微量白蛋白尿组中，RAGE基因-374T/A多态性的基因型(TT、TA、AA)频率及等位基因(T、A)频率分布无显著差异[16]。进一步证实上述结果，发现RAGE基因启动子区-374T/A基因型多态性与糖尿病肾病无关；而发现RAGE基因启动子区-429T/C基因型可能是T2DM患者糖尿病肾病的危险因素[17]。但一项关于高血压的研究结果显示，男性高血压患者T2DM肾小球滤过率降低与-374T/A等位基因有关，由此推测-374T/A等位基因为2型糖尿病肾病的独立危险因素[18]。以上结果提示，人RAGE基因启动子区域的-429T/C多态性与2型糖尿病全身微血管病变有着密切联系，并且是2型糖尿病血管及微血管并发症的危险因素，但-374T/A多态性在2型糖尿病并发症中的作用机制有待进一步证实。

3.2 RAGE基因外显子区多态性

Gly82Ser(rs2070600)多态性与2型糖尿病微血管并发症的相关性为外显子区研究最多的位点之一。RAGE基因G82S多态性与T2DM并发症的研究结论也不一致。而Tripathi等[19]将2型糖尿病患者与体检健康者比较发现，2型糖尿病患者RAGE基因Gly82Ser多态性与健康人群存在显著差异，与T2DM受试者的大血管和微血管并发症的发生显著相关。研究同样证实，在对758例T2DM患者，其中包括视网膜血管病变446例和312例患有T2DM且没有视网膜病变临床症状(DNR)的患者作为对照组，结果表明RAGE基因外显子区Gly82Ser基因多态性的基因型分布在观察组和对照组之间差异有统计学意义(P<0.05)，而等位基因频率的分布差异无统计学意义(P>0.05)。与非视网膜病变患者Gly82Ser多态性相比，糖尿病视网膜病变患者中纯合子GlySer82基因型的频率显著增高，差异有统计学意义(P<0.05)。另一研究报道与上述结果相悖，该研究结果显示，Gly82Ser多态性与T2DM视网膜病变、肾病无相关性。并且进一步按种族分层的亚组分析(亚洲和高加索人)也发现上述Gly82Ser多态性与T2DM风险之间无显著相关性[20]。

3.3 RAGE基因内含子区的多态性

研究发现，1704G/T(rs184003)及-2184A/G多态性对2型糖尿病患者的抗氧化应激反应影响较大[21]。学者对昆明地区汉族人群流行病学调查发现，2型糖尿病肾病患者的GT+TTT等位基因频率及基因型频率较单纯2型糖尿病患者明显增高，并推测RAGE基因-1704T阳性基因型与糖尿病肾病发生存在一定关系，是2型糖尿病肾病发生的可能遗传危险因素[22]。对斯洛文尼亚人的研究中，发现2型糖尿病合并冠心病与RAGE基因-429T/C多态性无相关性。对高加索人的研究进一步证实，T2DM合并糖尿病视网膜病变与RAGE基因-429T/C多态性无相关性[23]。与上述结果相似，研究报道在评估RAGE基因内含子区2184A/G多态性与中国汉族T2DM糖尿病视网膜病变(DR)易感性之间的关系，对658例无糖尿病视网膜病变患及28例糖尿病视网膜病变患者研究中，结果显示两组之间2184A/G多态性的等位基因(A和G)和基因型(AA，AG和GG)频率没有显著差异，2184A/G多态性与汉族T2DM患者的DR无关[24]。有关RAGE2184A/G多态性与糖尿病肾病易感性的关系国外研究结论并不一致[25]。RAGE基因外显子区多态性与T2DM并发症的研究有待深入研究。

4 小结

RAGE基因的转录、翻译及翻译后修饰对2型糖尿病并发症的疾病进展产生重要影响。目前有关RAGE基因多态性与2型糖尿病的研究结果不一，RAGE基因多态性在不同种族和人群中存在显著差异，这也许与种族、地区、文化及饮食习惯存在相关联系。虽然RAGE基因多态性在2型糖尿病并发症进展中的相关作用机制仍未明确，但这一研究已为2型糖尿病并发症的预防和治疗提供新的思路。

总之，对于RAGE基因多态性是否影响2型糖尿病并发症发生发展，仍有待于今后更多大样本、多种族人群的研究来进一步阐明。