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编号:10502878
TNFα与2型糖尿病
http://www.100md.com 《重庆医学》 2000年第6期
     作者:任伟 张素华

    单位:重庆医科大学附一院内分泌科 400016

    关键词:

    重庆医学000674

    肿瘤坏死因子α有许多重要的生物学功能,近年来研究发现, 脂肪源性的TNFα与胰岛素抵抗的关系密切,可能也是2型糖尿病胰岛素抵抗的发病机制。本 文就TNFα与糖尿病的研究进展作一综述。

    1 TNFα及其作用

    人肿瘤坏死因子α(TNFα)是由233个氨基酸组成、分子量为26KD的蛋白质。在哺乳动物中, TNFα蛋白序列高度保守,人和小鼠的氨基酸序列有79%同源。TNFα主要来源于激活的单核 细胞、巨噬细胞。此外肥大细胞、嗜酸性细胞、嗜碱性细胞、NK细胞,B、T淋巴细胞也能产 生。TNFα具有许多重要的生物学功能,它有抗瘤、抑瘤作用,促进细胞生长、诱导细胞分 化、凋亡[1],可影响糖脂代谢,可诱导许多细胞因子的产生等等。近年来研究还 发现,由脂肪细胞分泌的TNFα(脂肪源性TNFα)与胰岛素抵抗(IR)的关系密切[2]
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    2 TNFα在2型糖尿病发病中的作用

    2型糖尿病(DM)的发病与IR和胰岛素(INS)分泌缺陷有关。IR的机制还不十分清楚。可能涉及 某些遗传背景,并受环境因素的调节。肥胖被认为是诱导IR的主要因素之一。近年来有人提 出TNFα表达增强是肥胖诱导IR的重要机制之一,这一机制可能也参与DM的发病[3]

    研究发现,TNFα在IR的肥胖鼠脂肪细胞中广泛存在着过度表达,而在注射谷氨酸钠引起的 无IR的肥胖鼠脂肪细胞中的表达却并不增高[1],提示TNFα并非由于高血糖或代 谢紊乱所致,而与IR有关。鼠及人注射TNFα后均可造成高INS血症而血糖可以正常[4 ]。对IR鼠,应用TNFα的受体与IgG的融合蛋白TNFαIgG作为TNFα的中和剂,可增加INS 受体的敏感性,而对非IR鼠则无明显影响[1]。说明TNFα对IR的产生确有重要影 响。
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    对其作用机制的研究发现,TNFα可降低肌肉细胞葡萄糖转运载体4(GLUT4)mRNA及其蛋白产 物的水平[5],可抑制胰岛素受体(INS-R)的自身磷酸化[6]。另外,INS 诱导的葡萄糖(GLU)摄取要通过诸如胰岛素受体底物1(IRS-1)、磷酸肌醇3激酶、二酯酰甘油 -蛋白激酶C等第二信使的活化而介导,研究发现TNFα对上述第二信使的活化过程均有抑制 作用[7]。通过上述机制降低依赖INS的葡萄糖摄取,引起IR。此外,TNFα可抑制 脂肪生成、刺激脂肪分解,使血游离脂肪酸(FFA)水平增高,从而干扰外周组织GLU的摄取 。TNFα可降低磺脲类受体的表达[8]、降低过氧化物酶增殖激活物受体γ(PPARγ2) 的表达[9],这些研究结果均提示TNFα在糖尿病发病机理中的可能作用[1 0]

    3 糖尿病患者外周血TNFα的改变及其影响因素

    众多研究提示肥胖者外周血TNFα水平显著高于正常人。在患有2型DM的患者其TNFα变化如 何呢?Winkler等[1]测定了59例2型DM、28例肥胖者、35例正常人的血清TNFα免疫 活性浓度以及生物活性,发现不仅肥胖者TNFα高于正常人,而且DM者TNFα浓度和生物活性 也显著高于正常人,并与其基础C肽水平正相关。Zinman等[12]对2型DM的高发人 群进行了TNFα浓度及其影响因素的流行病学调查,发现空腹TNFα水平与空腹INS(FINS)、 腰围、甘油三脂(TG)、收缩压(SBP)显著正相关。2型DM患者、糖耐量异常者TNFα水平较糖 耐量正常者更高。Nilsson等[13]发现新诊断的老年DM者TNFα高于正常对照,与 体重指数(BMI)、血糖、TG正相关,与高密度脂蛋白(HDL)负相关。另外有研究发现,肥胖的 DM者TNFα水平高于非肥胖的DM者,在四周的饮食和锻炼治疗之后,肥胖的DM者TNFα水平显 著下降,而非肥胖的DM者没有变化。这一结果提示TNFα在与肥胖有关的IR机理中可能发挥 重要作用[14]。Nishimura等[15]还发现DM肾病患者的外周血单个有 核细胞(PBMC)在脂多糖(LPS)刺激后的TNFα释放与DM患者的INS敏感性呈显著负相关关系, 提示源于PBMC的TNFα可能影响DN患者INS敏感性。上述的研究表明,2型DM患者循环TNFα水 平增高,且与糖代谢、血脂代谢、胰岛素代谢等关系密切。
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    4 TNFα受体与糖尿病

    TNF有两种类型的受体,即TNF-R1和TNF-R2,它们表达在几乎所有体细胞膜上,是 神经生长因子(NGF)/TNF受体超家族的成员。TNF-R1和TNF-R2细胞外部分有28%的 同源性而胞内部分没有同源性,这提示它们有不同的信号传递途径。它们各自的功能尚不十 分清楚,有研究提示TNF-R1能传递TNF所有已知的活动信号,包括凋亡、分化、增殖。TN F-R2传递代谢活动的信号[16]。在人的血清与尿中还发现了可溶性TNF受体, 可溶性TNF受体在低浓度时可增强TNF的作用,因为它们可稳定TNF并使之缓慢释放;在高浓 度时可增强TNF的作用,因为它们可稳定TNF并使之缓慢释放;在高浓度时因它们与膜受体竞 争TNF,并加快TNF从体内清除而减弱其作用[17]

    关于两种受体对能量代谢和糖代谢影响的研究并不多。最近的研究发现,肥胖女性脂肪组织 TNF-R2mRNA表达比正常人多2倍,循环中TNF-R2水平比正常人多6倍以上,而且脂肪组 织表达TNF-R2与BMI和INS水平显著正相关。而TNF-R1表达和蛋白质水平与正常人相同 [18]。
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    TNFα通常以极低浓度存在于外周血,测定其血浆水平并不容易。与之比较而言,其受体是 非常稳定的蛋白质,其外周血水平可较长时间持续增高,很容易测定。受体外周血水平的高 低代表了TNFα系统活性的强弱。Fernadez等[19]研究了TNF受体水平与IR间的关 系,发现TNF-R2水平与BMI、腰臀比正相关,与基础血糖水平、OGTT时曲线下血糖面积、曲 线下血糖与INS面积比正相关,与INS敏感性负相关。TNF-R1与上述诸因素无关。多元回 归分析显示腰臀比和TNF-R2水平是影响INS敏感性变化的主要原因。Hauner等[20 ]研究发现,肥胖者无论是否患有DM,其血浆两种TNF受体均显著高于正常人。TN-R2血 浆水平受到BMI和INS的显著影响。而INF-R1只受BMI影响。这些研究显示了INF的受体尤其 R2与IR的关系。

    5 TNFα基因变异与糖尿病

    人TNFα基因位于第6号染色体,关于TNFα基因变异与糖尿病关系的研究目前尚不多见。Day 等[21]研究发现TNFα基因启动子-238位多态性(C或者A)与DM的一级亲属的I R有关,带A等位基因者IR减低,他们认为该多态性可能保护易感个体将来不发生DM。另有研 究发现,TNFα基因启动子-308bp处存在GA的变异,这种多态性被称为TNF-2,与野 生型TNF-1对应。TNF-2对转录活性产生影响,可加快转录速度,与组织TNFα基因表达程 度相关[22]。Fernandez等[23]发现,带有TNF-2等位基因者基础血 浆INS水平、INS曲线下面积、体脂比例显著增高,INS敏感性显著下降,血清leptin浓度显 著增高,因而认为这种个体更易出现IR,该多态性可能加重在IR个体中常见的leptin水平的 变化。还有研究发现TNFα启动子基因变异与NIDDM无关[24],这提示TNFα基因 变异可能存在种族差异。
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