基于HGF及LH探讨糖尿病及糖尿病视网膜病变的发病机制研究

发布时间：2020-06-26 09:57

【摘要】：2型糖尿病(Type 2 diabetes mellitus,T2DM)作为全球性的公共卫生疾病,发病率呈逐年上升趋势,其所带来的微血管及大血管并发症,是导致患者致残、致死的主要原因,对人类的健康及生活质量造成严重的威胁。因此,研究2型糖尿病的发病机制及其并发症的危险因素显得尤为重要。胰岛素抵抗(Insulin Resistance,IR)是2型糖尿病的重要病理生理机制。肝脏胰岛素抵抗在全身胰岛素抵抗中起着非常重要的作用。既往研究已阐明HGF/c-Met信号通路通过调控糖代谢关键基因如PEPCK和G6PASE,抑制糖异生降低血糖水平改善胰岛素抵抗。在前期研究中,我们利用胰岛素抵抗模型小鼠,给予外源性肝细胞生长因子(hepatocyte growth factor,HGF)后,观察到HGF可以显著降低小鼠空腹血糖及空腹胰岛素水平,又可减轻肝脏脂质含量及改善肝功能,提示HGF/c-Met信号通路参与调节脂质代谢,然而HGF是通过何种机制参与脂代谢需进一步明确。因此,本研究中我们进行了后续的分子机制方面研究,在基因和蛋白水平上证实HGF/c-Met信号通路可通过调控脂代谢相关基因FXR-SHP/SREBP-1c及FXR/PPARα改善脂代谢,从而缓解肝脏胰岛素抵抗。在糖尿病并发症方面,我们发现在男性2型糖尿病患者中,糖尿病视网膜病变(diabetic retinopathy,DR)除了与糖尿病的病程(diabetes duration)、血压(blood pressure,BP)、空腹血糖(fasting glucose)、糖化血红蛋白(Hb A1c)、体重指数(Body Mass Index,BMI)、尿微量白蛋白与肌酐的比值(ACR)有关以外,还与性激素相关,尤其是黄体生成素(LH)。我们首次发现LH是糖尿病视网膜病变的独立危险因素。在分层分析中我们发现随着LH的升高DR发病率呈上升趋势。因此,在本研究中我们明确了HGF/c-Met信号通路调节脂代谢的相关机制和糖尿病视网膜病变的危险因素。HGF/c-Met信号通路通过调控脂代谢相关基因FXR-SHP/SREBP-1c及FXR/PPARα来抑制脂质的生成,促进脂肪酸的分解,降低血脂改善肝功能,从而缓解肝脏胰岛素抵抗。在糖尿病视网膜并发症方面,我们观察到在男性糖尿病患者中随着血清LH的升高,糖尿病视网膜患病率呈上升趋势。回归分析发现LH是男性糖尿病视网膜病变的独立危险因素,其可能成为糖尿病视网膜病变的预测因素及新的治疗靶点。目的2型糖尿病常伴有脂肪肝。肝脏内的脂质累积被认为是胰岛素抵抗的风险因素之一。肝细胞生长因子(HGF)被常用于治疗肝功能障碍,既往研究已阐明HGF/c-Met信号通路通过调控糖代谢关键基因如PEPCK和G6PASE抑制糖异生降低血糖水平改善胰岛素抵抗。然而,HGF对肝脏脂质代谢的作用和机制尚不完全清楚。方法在我们前期的研究基础上,采用C57BL/6小鼠及Hep G2细胞,分别诱导成胰岛素抵抗模型小鼠及建立Hep G2细胞胰岛素抵抗模型,通过QPCR及Western Blot两种实验方法,对比HGF治疗前后小鼠肝脏中SREBP1-c及其靶基因FAS、PPAR-α的m RNA及蛋白表达情况,为进一步明确调控SREBP1-c/FAS及PPAR-α的上游核受体,我们选取了SREBP1-c/FAS及PPAR-α的上游FXR核受体(farnesoid X receptor),对比FXR及其靶基因SHP的m RNA及蛋白水平在HGF治疗前后的变化,以明确HGF参与肝脏脂质代谢的可能机制。结果HGF治疗后小鼠肝脏中SREBP1-c及其靶基因FAS的m RNA表达量明显低于未治疗组。Western Blot同样证实SREBP1-c及其靶基因FAS的蛋白水平有同样的趋势,结果均有统计学意义。HGF治疗后小鼠肝脏中PPAR-α的m RNA表达量明显高于未治疗组,在蛋白水平也观察到类似的结果,均有统计学差异。另外,我们的研究还发现,HGF可明显升高肝脏中FXR及SHP的m RNA及蛋白的表达,可能通过调控肝脏中FXR-SHP/SREBP-1c-FAS及FXR/PPARα来抑制脂质的生成、促进脂肪酸的分解,从而调节高脂血症、改善肝功能、缓解胰岛素抵抗。结论HGF治疗可通过调节脂质代谢改善肝脏胰岛素抵抗和脂肪变性。目的糖尿病视网膜病变(DR)是糖尿病的常见微血管并发症,它是中年和老年人视力丧失的主要原因。既往研究已经证实多种危险因素与糖尿病视网膜病变发生相关,黄体生成素(LH)被发现存在于人眼中,且它的受体(LHR)在全身多种脏器包括视网膜中均有表达。因此,本研究在于探讨血液中的黄体生成素与男性糖尿病视网膜病变的关系。方法收集2016年01月至2018年01月住院的男性2型糖尿病患者724例,对其临床资料进行回顾性分析。采用国际上通用的《糖尿病视网膜病变的国际临床分级标准》,通过免散瞳眼底照相检查,将724例患者分为伴糖尿病视网膜病变组(DR组)与不伴糖尿病视网膜病变组(非DR组),分层分析中进一步将DR组分为轻度非增殖型糖尿病视网膜病变(Mild NPDR)、中度非增殖型糖尿病视网膜病变(Moderate NPDR)及重度非增殖型糖尿病视网膜病变(VTDR),同时对LH水平采用三分位法进行比较,分为低三分位组(Tertile1,T1)、中三分位组(Tertile2,T2)及高三分位组(Tertile3,T3),通过比较临床资料来观察各组LH与DR的关系。结果本研究共纳入724名男性2型糖尿病患者,根据免散瞳眼底照相将受试者分为DR组与非DR组,DR组平均年龄54.3±10.3岁,非DR组平均年龄51.3±11.7岁。与非DR组相比,DR组LH水平更高(P0.05)。在分层分析中我们发现黄体生成素在Moderate NPDR组及VTDR组出现不同程度的下降,但并未发现有统计学差异。在三分位法比较中发现随着黄体生成素水平的升高,三组DR患病率都呈现出上升的趋势。进一步二元logistic回归分析显示,黄体生成素也是糖尿病视网膜病变的独立危险因素。结论本研究证实血清中的LH水平的升高与男性2糖尿病视网膜病变的发生发展及严重程度显著相关,为男性糖尿病视网膜病变患者提供新的治疗靶点。
【学位授予单位】：南京医科大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R587.2;R774.1
【图文】：

序列,生理功能,生物活性,激酶结构域

图 1 HGF 的基本生理功能过与 c-Met 受体结合介导其潜在的生物活性（如增殖/存活et 原癌基因编码[33]。c-Met 受体是由α链（50kDa）和β链（，它们通过二硫键连接在一起。α链高度糖基化并暴露在细跨膜蛋白，含有激酶结构域，包括酪氨酸自身磷酸化位点]。与受体酪氨酸激酶（RTK）的任何其他成员相比，c-M体结构和激酶结构域的序列方面与 INSR 的关系更密切[6，c-Met 活化和随后的信号转导依赖于三磷酸腺苷（ATP）和促进催化结构域的受体二聚化和反式磷酸化。此外，HGF细胞内部分信号磷酸化，例如：PI3K（p85 亚基）、Gap、Ras酸激酶、Grb-2、Gab-1、IRS-1、IRS-2[52，63]。例如，F中的 c-Met 活化后可诱导 c-Met-INSR 复合物的形成，其刺

葡萄糖代谢,肝细胞,交互作用,脂质

图 2 肝细胞中 c-Met/INSR 的交互作用中调节葡萄糖代谢的作用明 HGF 对葡萄糖转运和代谢具有调节作用。在小 GLUT-2 和葡萄糖激酶的转录，导致细胞中葡萄糖，在成年鼠β细胞中消除 HGF/c-Met 信号传导可导致降低和葡萄糖刺激的胰岛素分泌受损[33]。HGF 还糖协同转运蛋白和 GLUT-5 的功能[34]。此外，胞膜，并通过 3T3-L1 脂肪细胞中 PI3K 的活化增加HGF 能刺激肝葡萄糖摄取并抑制肝葡萄糖合成[3GF 治疗后可明显降低高脂喂养小鼠的空腹血糖、空同时可以升高胰岛素敏感性指数。我们进一步的机-SHP 信号通路参与调节脂质生成，促进脂质

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