超重、肥胖、2型糖尿病患者血清Gal-3水平及利拉魯肽的干預(yù)作用

何婷 劉云濤 江攀 潘敬芳

(三峽大學(xué)附屬仁和醫(yī)院內(nèi)分泌科， 湖北 宜昌 443000)

半乳糖凝集素(Gal)-3是半乳糖結(jié)合凝集素家族中的一員，既往研究〔1，2〕發(fā)現(xiàn)，Gal-3 參與了胰島素抵抗(IR)、炎癥、糖脂代謝異常的發(fā)生。Gal-3具有多種生物活性，除了與糖脂代謝異常有關(guān)外，還與細(xì)胞的凋亡有關(guān)〔3〕。前期研究〔4〕發(fā)現(xiàn)Gal-3 在糖尿病及其大血管病變中發(fā)揮了重要作用。而胰高血糖素樣肽(GLP)-1類似物利拉魯肽作為新型降糖藥物在改善IR、糖脂代謝中發(fā)揮重要作用〔5〕，并且能促進(jìn)β細(xì)胞增殖和減少凋亡，改善胰島功能〔6〕。但是其確切機(jī)制尚未完全闡明。本研究通過觀察超重、肥胖、2型糖尿病(T2DM)患者血清Gal-3水平及利拉魯肽的影響作用，旨在研究Gal-3在肥胖、糖脂代謝異常中的作用，并探討利拉魯肽新的作用機(jī)制。

1 對象與方法

1.1研究對象 選擇2018年4月至2020年8月于三峽大學(xué)附屬仁和醫(yī)院內(nèi)分泌科門診及住院的T2DM患者111例。符合1999年世界衛(wèi)生組織(WHO)對T2DM診斷分型標(biāo)準(zhǔn)。超重、肥胖的納入標(biāo)準(zhǔn)為體重指數(shù)(BMI)≥24 kg/m2。排除標(biāo)準(zhǔn)：有甲狀腺髓樣癌既往史、胰腺炎病史患者；1型糖尿病(T1DM)及其他特殊類型糖尿病患者；合并糖尿病急性并發(fā)癥及嚴(yán)重慢性并發(fā)癥者；嚴(yán)重心腦血管疾病及肝腎功能異常病患者；對治療藥物過敏、存在藥物治療禁忌證或出現(xiàn)嚴(yán)重胃腸道反應(yīng)患者；合并影響糖脂代謝的其他內(nèi)分泌疾病患者；孕婦或哺乳期婦女；無法自行完成注射及依從性較差患者。其中體重正常的T2DM患者57例(T2DM 組)，平均年齡(50.44±8.88)歲；合并超重、肥胖的T2DM患者54例(T2DM+OWB 組)，平均年齡(50.48±7.97)歲；正常健康體檢者56例為對照(NC)組，口服葡萄糖耐量試驗(yàn)(OGTT)排除T2DM，平均年齡(50.04±6.96)歲；體檢中心體檢者選取糖耐量正常合并超重、肥胖者55例(OWB組)，平均年齡(48.95±6.84)歲。研究對象均簽署知情同意書。本研究經(jīng)倫理委員會批準(zhǔn)。

1.2研究方法 臨床指標(biāo)測定：測量體重、身高、血壓、腰圍(WC)。計(jì)算BMI 、穩(wěn)態(tài)模型胰島素抵抗指數(shù)(HOMA-IR)、胰島分泌指數(shù)(HOMA-β)。

相關(guān)生化指標(biāo)測定：受試者禁食、水8 h后于次日晨抽取空腹肘靜脈血檢測空腹血糖(FPG)、餐后2 h血糖(2 h PG)、空腹胰島素(FIns)、血脂、糖化血紅蛋白(HbA1c)。FPG、2 h PG、三酰甘油(TG)、總膽固醇(TC)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)采用美國雅培ARCHITECT C800全自動生化分析儀檢測。HbA1c采用ARKRAY HA-8160型全自動HbA1c分析儀檢測。FIns采用羅氏Cobase411電化學(xué)發(fā)光法全自動分析儀檢測。超氧化物歧化酶(SOD)測試盒由南京建成生物研究所提供，采用羥胺法測定。HOMA-IR=FPG×FIns/22.5。HOMA-β=(20×FIns)/(FPG-3.5)。白細(xì)胞介素 (IL)-6使用weiBioTek Cere酶標(biāo)儀酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn) (ELISA) 檢測。Gal-3采用ELISA檢測，采用武漢中美科技公司(USCN Science Co，Ltd)試劑盒，批內(nèi)精密度(CV)及批間CV<10%。藥物干預(yù)：將T2DM患者隨機(jī)分為基礎(chǔ)治療組〔Con組,年齡(50.55±8.27)歲)、利拉魯肽治療組〔L組,年齡(50.36±8.63)歲〕。Con組給予口服二甲雙胍(0.5 g，3次/d)聯(lián)合磺脲類藥物控制血糖。L組在口服二甲雙胍(0.5 g，3次/d)或聯(lián)合磺脲類藥物控制血糖的基礎(chǔ)上加利拉魯肽(丹麥諾和諾德公司，規(guī)格3 ml/1.8 mg)治療，起始劑量 0.6 mg，1次/d，皮下注射，1 w后無不適反應(yīng)加量至1.2 mg，兩組均維持治療12 w。將空腹血糖控制在4.4～7.0 mmol/L，餐后血糖控制在4.4～10.0 mmol/L。

1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS22.0軟件進(jìn)行t檢驗(yàn)、單因素方差分析、Pearson相關(guān)分析、多元線性回歸分析。

2 結(jié) 果

2.1各組生化指標(biāo)的比較 與NC組比較，OWB組、T2DM+OWB組、T2DM組血清IL-6、HOMA-IR、FIns、TG、Gal-3水平顯著上升，SOD水平顯著下降(P<0.05，P<0.01)；與NC組比較，T2DM+OWB組、T2DM組FPG、2 h PG、HbA1c、LDL-C水平顯著上升，HOMA-β、血清HDL-C水平顯著下降(P<0.01)；與NC組比較，OWB組、T2DM+OWB組WC、BMI水平上升(P<0.01)；與OWB組比較，T2DM+OWB組、T2DM組血清FPG、2 h PG、HbA1c、IL-6、HOMA-IR、LDL-C、Gal-3水平顯著升高，HOMA-β、HDL-C水平顯著下降(P<0.05，P<0.01)；與OWB組比較，T2DM+OWB組血清FIns、TG水平上升，SOD水平顯著下降(P<0.01)；與OWB組比較，T2DM組BMI、WC、血清FIns水平顯著下降(P<0.05，P<0.01)；與T2DM組比較，T2DM+OWB組BMI、TG、IL-6、FIns、HOMA-IR、Gal-3、WC水平顯著升高，HOMA-β、SOD水平顯著下降(P<0.01)。見表1。

表1 各組一般資料及生化指標(biāo)比較

2.2Gal-3與其他指標(biāo)的Pearson相關(guān)分析 血清Gal-3水平與BMI、WC、FIns、FPG、2 h PG、HbA1c、HOMA-IR、IL-6、TG呈正相關(guān)(r=0.250、0.154、0.200、0.516、0.533、0.615、0.396、0.437、0.428；P<0.05,P<0.001)，與HDL-C、HOMA-β、SOD呈負(fù)相關(guān)(r=-0.258、-0.519、-0.234，均P<0.001)。

2.3多元線性回歸分析 以Gal-3為因變量，以FPG、2 h PG、HbA1c、HOMA-IR、FIns、SOD、BMI、WC、IL-6為自變量，行多元逐步回歸分析結(jié)果顯示HbA1c、BMI、IL-6是Gal-3的獨(dú)立影響因素。回歸方程：y=0.051×BMI+0.228×HbA1c+0.149×IL-6-0.967。見表2。

表2 多元逐步回歸分析血清Gal-3的影響因素

2.4兩組治療前后一般指標(biāo)及生化指標(biāo)比較 與治療前比較，L組治療后血清 IL-6、HOMA-IR、FPG、2 h PG、FIns、Gal-3、TG、LDL-C、HbA1c水平下降；WC、BMI降低，血清SOD、HDL-C水平上升，HOMA-β升高，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05 或P<0.01)。L組治療后較Con組血清Gal-3、IL-6、FIns、LDL-C、TG、HOMA-IR水平下降；BMI、WC降低，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05 或P<0.01)，血清SOD、HDL-C水平上升，HOMA-β升高，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05 或P<0.01)。見表3。

表3 L組、Con組治療前后各指標(biāo)比較

3 討 論

研究發(fā)現(xiàn)，肥胖大鼠的脂肪組織及肥胖患者通過抽脂術(shù)取得的脂肪組織其Gal-3的表達(dá)均增加〔7〕。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，Gal-3能夠激活脂肪細(xì)胞過氧化物酶體增殖物激活受體(PPAR)γ，促進(jìn)脂肪細(xì)胞分化〔8〕。已有臨床研究發(fā)現(xiàn)肥胖的患者血清Gal-3水平增加，與BMI呈正相關(guān)〔9〕，這些提示Gal-3與肥胖關(guān)系密切，參與了肥胖的發(fā)生。而本研究也發(fā)現(xiàn)超重、肥胖患者血清Gal-3水平增高，與BMI相關(guān)，這與相關(guān)研究〔9〕結(jié)果一致。本研究進(jìn)一步證實(shí)Gal-3與肥胖關(guān)系密切。與野生型小鼠相比，Gal-3基因敲除型小鼠體重減輕，白色脂肪組織減少，并且高脂喂養(yǎng)的Gal-3基因敲除鼠較高脂喂養(yǎng)的野生型大鼠體重輕〔8〕。這些提示抑制Gal-3的表達(dá)可減輕體重。本研究發(fā)現(xiàn)，利拉魯肽治療組Gal-3水平更低，同時伴有BMI的下降，利拉魯肽可能通過降低Gal-3的水平影響了BMI。臨床研究發(fā)現(xiàn)，Gal-3與血脂關(guān)系密切〔10〕。而本研究也發(fā)現(xiàn)，Gal-3與TG、LDL-C正相關(guān)，與HDL-C負(fù)相關(guān)，這與Melin等〔10〕研究結(jié)果一致，這也說明Gal-3與血脂關(guān)系密切。可能高水平的Gal-3參與了脂代謝異常的發(fā)生。而實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)給予Gal-3抑制劑柑橘果膠 (MCP)能降低高脂喂養(yǎng)的肥胖大鼠的血脂水平〔11〕，提示降低Gal-3水平能改善脂代謝。本研究發(fā)現(xiàn)利拉魯肽能夠更顯著地降低Gal-3水平，同時改善脂代謝的作用較為明顯。本研究推測利拉魯肽降低血脂部分依賴于Gal-3水平的降低。Gal-3 可直接結(jié)合胰島素受體，抑制胰島素及其下游轉(zhuǎn)導(dǎo)信號通路，導(dǎo)致葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(GLUT)4對葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)作用降低，加重IR〔12〕。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，給予外源性的重組人Gal-3可以抑制胰島素受體底物磷酸化，從而抑制胰島素介導(dǎo)的葡萄糖的利用〔13〕，并且過表達(dá)的Gal-3可導(dǎo)致胰島β細(xì)胞的凋亡〔14〕。臨床研究發(fā)現(xiàn)，糖尿病患者Gal-3水平增高，與血糖、HOMA-IR、FIns具有相關(guān)性〔15〕。說明Gal-3參與了糖代謝異常的發(fā)生。而本研究也發(fā)現(xiàn)糖尿病患者Gal-3水平也增高，Gal-3和FPG、HOMA-IR、FIns正相關(guān)，并且HbA1C是Gal-3的獨(dú)立影響因素，這進(jìn)一步證實(shí)Gal-3參與了IR、糖代謝紊亂的發(fā)生。 已有研究發(fā)現(xiàn)，炎癥因子能增加Gal-3的表達(dá)〔16〕，同時還有研究發(fā)現(xiàn)Gal-3還能增加IL-6等炎癥因子的表達(dá)〔17〕。說明Gal-3與炎癥關(guān)系密切，炎癥與Gal-3能互相促進(jìn)，兩者之間形成了惡性循環(huán)。本研究發(fā)現(xiàn)IL-6與Gal-3具有相關(guān)性，這與相關(guān)研究結(jié)果一致〔9，18〕。本研究還發(fā)現(xiàn)IL-6是Gal-3的獨(dú)立影響因素，這進(jìn)一步證實(shí)Gal-3與炎癥關(guān)系密切。本研究發(fā)現(xiàn)超重、肥胖者較體重正常者Gal-3水平更高。而超重、肥胖時機(jī)體處于炎癥狀態(tài)，可能超重、肥胖者高水平的炎癥狀態(tài)是其Gal-3水平升高的原因之一。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，給予Gal-3抑制劑能夠降低IL-6、TNF-α等炎癥因子的水平〔19〕，提示抑制Gal-3能夠改善炎癥。已證實(shí)利拉魯肽能夠抑制炎癥〔20〕。而本研究發(fā)現(xiàn)，利拉魯肽治療組Gal-3的水平下降的更顯著，同時伴隨有IL-6的水平明顯降低，利拉魯肽抑制炎癥部分通過影響Gal-3完成。同時，炎癥貫穿了IR、2型糖尿病的發(fā)生、發(fā)展的始終〔21〕。本研究發(fā)現(xiàn)利拉魯肽治療組HOMA-IR下降更明顯，可能利拉魯肽通過抑制Gal-3影響了炎癥水平，從而發(fā)揮了改善IR、糖代謝的作用。

氧化應(yīng)激是IR、T2DM發(fā)生的重要促進(jìn)因素。而研究發(fā)現(xiàn)，Gal-3能夠促進(jìn)氧化應(yīng)激的發(fā)生，其機(jī)制與增加過氧化物還原酶4的表達(dá)有關(guān)〔22〕。本研究發(fā)現(xiàn)，Gal-3與SOD負(fù)相關(guān)，這也說明Gal-3與氧化應(yīng)激關(guān)系密切。Gal-3可能通過對氧化應(yīng)激的影響參與了IR、T2DM的發(fā)生。研究發(fā)現(xiàn)腎臟缺血再灌注損傷的Gal-3基因敲除鼠腎臟ROS表達(dá)較野生型降低〔23〕。Fulton等〔24〕研究發(fā)現(xiàn)給予Gal-3抑制劑可降低肺動脈高壓大鼠肺組織的活性氧水平。這些說明通過降低Gal-3的表達(dá)能夠抑制氧化應(yīng)激。利拉魯肽有抗氧化應(yīng)激的作用〔25〕。本研究發(fā)現(xiàn)，利拉魯肽降低Gal-3的水平同時伴有SOD水平顯著升高，推測利拉魯肽抗氧化應(yīng)激的作用部分依賴于降低Gal-3的水平。利拉魯肽可能通過降低Gal-3的水平改善氧化應(yīng)激，從而減輕了IR。

炎癥、氧化應(yīng)激同時可導(dǎo)致胰島β功能降低〔26〕。并且研究發(fā)現(xiàn)糖尿病大鼠胰島β細(xì)胞過表達(dá)Gal-3可導(dǎo)致β細(xì)胞凋亡〔14〕。在體內(nèi)和體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，Gal-3表達(dá)增加在心肌缺血再灌注損傷中發(fā)揮了重要作用〔27〕。這些說明Gal-3在細(xì)胞的凋亡、損傷中發(fā)揮了重要作用。而本研究發(fā)現(xiàn)，糖尿病患者Gal-3水平增加，HOMA-β下降，Gal-3與HOMA-β負(fù)相關(guān)，推測Gal-3可能參與了T2DM患HOMA-β下降。研究〔27〕發(fā)現(xiàn)給予Gal-3抑制劑后，心肌缺血再灌注損傷的心肌細(xì)胞半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶(Caspase)-3、促凋亡蛋白B淋巴瘤細(xì)胞相關(guān)x蛋白(Bax)等凋亡因子表達(dá)下降。有研究發(fā)現(xiàn)，Gal-3基因敲除鼠其胰島β細(xì)胞在葡萄糖刺激下所分泌的胰島素較野生型大鼠多，胰島細(xì)胞Bax，caspase-3等凋亡因子表達(dá)降低〔28〕。這些提示抑制Gal-3能夠減少細(xì)胞凋亡。利拉魯肽能夠減少胰島β細(xì)胞凋亡，改善胰島β細(xì)胞功能〔29〕。本研究發(fā)現(xiàn)利拉魯肽降低Gal-3后伴有胰島功能明顯改善。可能利拉魯肽改善胰島β細(xì)胞功能可能與降低Gal-3水平有關(guān)。

綜上所述，Gal-3與肥胖、糖脂代謝異常、炎癥、氧化應(yīng)激、HOMA-β關(guān)系密切。利拉魯肽能夠給減輕體重、改善脂代謝、減輕胰島素抵抗、改善胰島功能，其作用可能與降低Gal-3水平有關(guān)。深入研究Gal-3在肥胖、糖脂代謝異常、細(xì)胞損傷中的作用，對肥胖、糖尿病、血脂異常的防治提供了新的線索。