RAGE基因多態(tài)性與2型糖尿病并發(fā)癥的相關性研究進展

王艾云

天津市北辰區(qū)中醫(yī)醫(yī)院 (天津 300400)

持續(xù)高血糖誘發(fā)體內(nèi)晚期糖基化終末產(chǎn)物(advanced glycation end products,AGEs)形成，同時激活其表面受體(receptor for advanced glycation end products,RAGE)，進而促進AGEs-RAGE通路的形成，造成體內(nèi)AGEs堆積，對全身微血管造成不可逆損害，干擾相關臟器正常功能，最終影響糖尿病慢性并發(fā)癥的進展[1-2]。眾多研究表明，RAGE基因在2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)并發(fā)癥的致病機制中，發(fā)揮著至關重要的作用[3-4]。近些年，已鑒定的十余種RAGE多態(tài)性基因中，關于-374T/A、1704G/T、2184A/G、Gly82Ser的相關研究較多。目前，對糖尿病并發(fā)癥發(fā)生機制研究一直是研究者關注的熱點與難點，RAGE基因多態(tài)性在單純糖尿病及糖尿病慢性并發(fā)癥的分布研究多有報道，而糖尿病并發(fā)癥與RAGE基因多態(tài)性相關性研究報道的結(jié)果存在差異，且關于RAGE基因多態(tài)性的闡述尚不明確。文章針對RAGE基因多態(tài)性與2型糖尿病并發(fā)癥的相關性進行如下綜述。

1 RAGE

1.1 RAGE分子結(jié)構(gòu)

RAGE是一種體內(nèi)廣泛存在的模式識別受體，屬于免疫球蛋白超家族受體；其最初從牛肺組織分離，并發(fā)現(xiàn)能夠特異性識別AGEs蛋白。研究顯示，RAGE基因位于染色體6p21.3上，該基因包含外顯子11個、內(nèi)含子10個、5’側(cè)域1個(長約1.7 kb)，原始翻譯產(chǎn)物含氨基酸殘基403個，位于氨基端的22個氨基酸殘基為信號肽[5-6]。全長的RAGE包括胞外域、跨膜域和胞內(nèi)域3個部分。胞外域由3個免疫球蛋白樣區(qū)域構(gòu)成，包括1個V型區(qū)和2個C型區(qū)，并與α-雙螺旋結(jié)構(gòu)的跨膜段及短小胞內(nèi)段相連接；而胞內(nèi)域自身含有胞內(nèi)RAGE相關信號轉(zhuǎn)導和細胞激活所必需的大量電荷，可特異性識別并結(jié)合多種細胞信號轉(zhuǎn)導分子；RAGE胞外域的主要功能是與特異的配體相結(jié)合。

1.2 RAGE活性及其調(diào)控機制

RAGE被認為是主要的內(nèi)在免疫應答成分，其分布較為廣泛。RAGE在內(nèi)皮細胞、平滑肌細胞、淋巴細胞、單核巨噬細胞、神經(jīng)元和雙極神經(jīng)節(jié)細胞、視網(wǎng)膜莫氏細胞和小膠質(zhì)細胞等多種細胞表面均存在RAGE的表達。在正常基礎狀態(tài)下，RAGE表達水平較低，其表達水平受細胞類型和細胞所處環(huán)境的影響而發(fā)生變化。研究表明，RAGE作為一種細胞信號轉(zhuǎn)導受體，能夠與S100蛋白家族、AGEs、B折疊樣蛋白、神經(jīng)軸突生長因子及淀粉樣纖維等多種配體相互作用，誘發(fā)一系列的促炎、促凝血反應，參與體內(nèi)糖尿病并發(fā)癥、動脈粥樣硬化、神經(jīng)系統(tǒng)疾病和腫瘤等病理生理過程[7-8]。RAGE結(jié)合AGEs配體后，多種關鍵信號轉(zhuǎn)導通路，如核因子κB (nuclear factor kappa b,NF-κB)等被激活，引發(fā)黏附分子及炎癥介質(zhì)表達，導致平滑肌細胞增生，進而促使氧化應激反應發(fā)生，產(chǎn)生可引起氧化損傷、血管收縮的自由基，從而促進糖尿病并發(fā)癥的進展[9]。另外有學者發(fā)現(xiàn)RAGE可通過絲裂原活化蛋白激酶(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)途徑，促進細胞中結(jié)締組織生長因子(connective tissue growth factor,CTGF)合成，引發(fā)阿爾茨海默病[10]。另有報道顯示，RAGE基因表達受核因子及某些細胞外信號傳導因子影響，可加速糖尿病并發(fā)癥的疾病進程[11]。此外，AGEs生成也與炎癥反應存在密切聯(lián)系，炎癥介質(zhì)通過過氧化氫酶產(chǎn)生活性氧簇(reactive oxygen species,ROS)，并激活氧化應激產(chǎn)生更多AGEs，進一步誘導炎癥反應，形成正反饋環(huán)，這種正反饋環(huán)能加重糖尿病的血管損傷。因此可知，RAGE發(fā)揮不同的生物學效應是通過與不同的配體結(jié)合，激活相對應的信號轉(zhuǎn)導途徑而實現(xiàn)的。

2 RAGE與2型糖尿病及其并發(fā)癥

RAGE與2型糖尿病及其并發(fā)癥存在密切關系[12]。而RAGE能與AGE相互結(jié)合形成AGE-RAGE系統(tǒng)，能增強氧化應激、激活NF-κB途徑及Janus激酶信號轉(zhuǎn)導途徑等，刺激產(chǎn)生血管細胞黏附分子-1(VCAM-1)、白介素-6(IL-6)、單核細胞趨化蛋白-1(MCP-1)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、胰島素樣生長因子-1(IGF-1)、血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)、轉(zhuǎn)化生長因子-β(TGT-β)等生長因子及細胞因子，在糖尿病慢性并發(fā)癥的發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮重要作用。有學者證實AGE蛋白水平的高低與糖尿病并發(fā)癥的進展程度呈正相關，即AGE表達越高，糖尿病并發(fā)癥形成越快、程度越重[13]。這與上述研究結(jié)果相似，通過構(gòu)建糖尿病大鼠模型，結(jié)果發(fā)現(xiàn)糖尿病腎病大鼠循環(huán)及局部組織中AGEs水平增高，能促進RAGE表達，但敲除或缺失RAGE基因，對糖尿病慢性并發(fā)癥進展具有延緩的作用。研究報道，在體內(nèi)和體外試驗中，通過使用外源性可溶性RAGE(即sRAGE)可捕獲循環(huán)中的AGEs，并阻斷AGEs與細胞RAGE結(jié)合；而另外應用抗RAGE抗體治療，可使RAGE不能與配體相互結(jié)合，從而阻斷RAGE介導的動脈粥樣硬化、神經(jīng)系統(tǒng)疾及腎臟病變等病理效應。由此可見AGEs對體內(nèi)RAGE表達具有促進作用，而RAGE基因多態(tài)性對糖尿病并發(fā)癥的影響有待進一步研究論證。

3 RAGE基因多態(tài)性與2型糖尿病并發(fā)癥

3.1 RAGE基因啟動子區(qū)的多態(tài)性

人類RAGE基因啟動子區(qū)域的-374T/A和-429T/C(rs1800625)多態(tài)性相關報道較多。研究顯示，RAGE基因啟動子區(qū)的-374T/A和-429T/C多態(tài)性對RAGE基因的轉(zhuǎn)錄活性產(chǎn)生較大影響，且兩者突變可提高轉(zhuǎn)錄活性2～3倍[14]。由此可知，-374T/A及-429T/C多態(tài)性可影響糖尿病血管病變疾病進程。另有研究表明，T2DM視網(wǎng)膜病變患者體內(nèi)-429T/C多態(tài)性表達顯著增高，進一步證實-374T/A及-429T/C位點為T2DM視網(wǎng)膜病變的危險因素。最近研究同樣證實，在對1 252例糖尿病和947例非糖尿病共2 199例患者的RAGE基因6種變異進行了基因分型，結(jié)果表明，RAGE基因啟動子區(qū)域(-429T/C)可以顯著增加原發(fā)性高血壓患者經(jīng)歷T2DM的風險，并促進糖尿病血管并發(fā)癥的進展[15]。提示RAGE基因啟動子區(qū)-374T/A和-429T/C多態(tài)性，將有助于T2DM血管并發(fā)癥早期檢測和風險評估。

在研究2型糖尿病引起的全身微血管病變中，通過對RAGE基因啟動子區(qū)-374T/A多態(tài)性與T2DM腎病的一項meta分析表明，在正常對照組、T2DM臨床腎病組、T2DM正常白蛋白尿組及T2DM微量白蛋白尿組中，RAGE基因-374T/A多態(tài)性的基因型(TT、TA、AA)頻率及等位基因(T、A)頻率分布無顯著差異[16]。進一步證實上述結(jié)果，發(fā)現(xiàn)RAGE基因啟動子區(qū)-374T/A基因型多態(tài)性與糖尿病腎病無關；而發(fā)現(xiàn)RAGE基因啟動子區(qū)-429T/C基因型可能是T2DM患者糖尿病腎病的危險因素[17]。但一項關于高血壓的研究結(jié)果顯示，男性高血壓患者T2DM腎小球濾過率降低與-374T/A等位基因有關，由此推測-374T/A等位基因為2型糖尿病腎病的獨立危險因素[18]。以上結(jié)果提示，人RAGE基因啟動子區(qū)域的-429T/C多態(tài)性與2型糖尿病全身微血管病變有著密切聯(lián)系，并且是2型糖尿病血管及微血管并發(fā)癥的危險因素，但-374T/A多態(tài)性在2型糖尿病并發(fā)癥中的作用機制有待進一步證實。

3.2 RAGE基因外顯子區(qū)多態(tài)性

Gly82Ser(rs2070600)多態(tài)性與2型糖尿病微血管并發(fā)癥的相關性為外顯子區(qū)研究最多的位點之一。RAGE基因G82S多態(tài)性與T2DM并發(fā)癥的研究結(jié)論也不一致。而Tripathi等[19]將2型糖尿病患者與體檢健康者比較發(fā)現(xiàn)，2型糖尿病患者RAGE基因Gly82Ser多態(tài)性與健康人群存在顯著差異，與T2DM受試者的大血管和微血管并發(fā)癥的發(fā)生顯著相關。研究同樣證實，在對758例T2DM患者，其中包括視網(wǎng)膜血管病變446例和312例患有T2DM且沒有視網(wǎng)膜病變臨床癥狀(DNR)的患者作為對照組，結(jié)果表明RAGE基因外顯子區(qū)Gly82Ser基因多態(tài)性的基因型分布在觀察組和對照組之間差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，而等位基因頻率的分布差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。與非視網(wǎng)膜病變患者Gly82Ser多態(tài)性相比，糖尿病視網(wǎng)膜病變患者中純合子GlySer82基因型的頻率顯著增高，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。另一研究報道與上述結(jié)果相悖，該研究結(jié)果顯示，Gly82Ser多態(tài)性與T2DM視網(wǎng)膜病變、腎病無相關性。并且進一步按種族分層的亞組分析(亞洲和高加索人)也發(fā)現(xiàn)上述Gly82Ser多態(tài)性與T2DM風險之間無顯著相關性[20]。

3.3 RAGE基因內(nèi)含子區(qū)的多態(tài)性

研究發(fā)現(xiàn)，1704G/T(rs184003)及-2184A/G多態(tài)性對2型糖尿病患者的抗氧化應激反應影響較大[21]。學者對昆明地區(qū)漢族人群流行病學調(diào)查發(fā)現(xiàn)，2型糖尿病腎病患者的GT+TTT等位基因頻率及基因型頻率較單純2型糖尿病患者明顯增高，并推測RAGE基因-1704T陽性基因型與糖尿病腎病發(fā)生存在一定關系，是2型糖尿病腎病發(fā)生的可能遺傳危險因素[22]。對斯洛文尼亞人的研究中，發(fā)現(xiàn)2型糖尿病合并冠心病與RAGE基因-429T/C多態(tài)性無相關性。對高加索人的研究進一步證實，T2DM合并糖尿病視網(wǎng)膜病變與RAGE基因-429T/C多態(tài)性無相關性[23]。與上述結(jié)果相似，研究報道在評估RAGE基因內(nèi)含子區(qū)2184A/G多態(tài)性與中國漢族T2DM糖尿病視網(wǎng)膜病變(DR)易感性之間的關系，對658例無糖尿病視網(wǎng)膜病變患及28例糖尿病視網(wǎng)膜病變患者研究中，結(jié)果顯示兩組之間2184A/G多態(tài)性的等位基因(A和G)和基因型(AA，AG和GG)頻率沒有顯著差異，2184A/G多態(tài)性與漢族T2DM患者的DR無關[24]。有關RAGE2184A/G多態(tài)性與糖尿病腎病易感性的關系國外研究結(jié)論并不一致[25]。RAGE基因外顯子區(qū)多態(tài)性與T2DM并發(fā)癥的研究有待深入研究。

4 小結(jié)

RAGE基因的轉(zhuǎn)錄、翻譯及翻譯后修飾對2型糖尿病并發(fā)癥的疾病進展產(chǎn)生重要影響。目前有關RAGE基因多態(tài)性與2型糖尿病的研究結(jié)果不一，RAGE基因多態(tài)性在不同種族和人群中存在顯著差異，這也許與種族、地區(qū)、文化及飲食習慣存在相關聯(lián)系。雖然RAGE基因多態(tài)性在2型糖尿病并發(fā)癥進展中的相關作用機制仍未明確，但這一研究已為2型糖尿病并發(fā)癥的預防和治療提供新的思路。

總之，對于RAGE基因多態(tài)性是否影響2型糖尿病并發(fā)癥發(fā)生發(fā)展，仍有待于今后更多大樣本、多種族人群的研究來進一步闡明。