武汉大学学报(医学版)   2016, Vol. 37Issue (1): 101-104   DOI: 10.14188/j.1671-8852.2016.01.022.
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引用本文 

刘丹霞, 陈建锋, 宋敏, 孙艳霞, 文艳, 张美春. 髓过氧化物酶介导2型糖尿病患者低密度脂蛋白氨甲酰化修饰[J]. 武汉大学学报(医学版), 2016, 37(1): 101-104. DOI: 10.14188/j.1671-8852.2016.01.022.
LIU Danxia, CHENG Jianfeng, SONG Min, XUN Yanxia, WEN Yan, ZHANG Meichun. Carbamylation of LDL and the Role of MPO in Type 2 Diabetes Mellitus Without Renal Impairment[J]. Medical Journal of Wuhan University, 2016, 37(1): 101-104. DOI: 10.14188/j.1671-8852.2016.01.022.

作者简介

刘丹霞,女,1982-,医学硕士,主治医师,主要从事糖尿病研究

通讯作者

张美春,男,1969-,医学博士,副主任医师,主要从事冠心病、糖尿病研究

文章历史

收稿日期:2015-07-09
髓过氧化物酶介导2型糖尿病患者低密度脂蛋白氨甲酰化修饰
刘丹霞 , 陈建锋 , 宋敏 , 孙艳霞 , 文艳 , 张美春     
武警湖北省总队医院心血管、内分泌内科 湖北 武汉 430061
[摘要] 目的: 观测2型糖尿病(T2DM)患者血浆氨甲酰化低密度脂蛋白(cLDL)水平以及髓过氧化物酶(MPO)的参与作用。 方法: 随机入选健康体检者165名(NC),新诊断的T2DM患者190例,选取其中80例T2DM患者给予噻唑烷二酮类(吡格列酮+二甲双胍)或磺脲类(格列美脲+二甲双胍)药物治疗药物治疗6个月,采用ELISA检测各组受试者血浆cLDL及MPO水平,用于观测MPO水平变化对LDL氨甲酰化的影响。 结果: T2DM组血浆cLDL (P<0.05)及MPO (P<0.01)均高于NC组,且T2DM组cLDL与MPO显著相关(r=0.45, P<0.05),MPO为cLDL独立影响因素(P<0.01)。吡格列酮可显著降低患者血浆MPO (P<0.05)及cLDL (P<0.01),且cLDL的降低(11.5%)与血浆MPO的下降(13.4%)呈正相关(r=0.43, P<0.01),而格列美脲对血浆cLDL及MPO均无明显作用。 结论: MPO介导无肾功能不全T2DM患者LDL非尿素依赖性的氨甲酰化修饰。
关键词氨甲酰化    单胺氧化酶    低密度脂蛋白    2型糖尿病    尿素    
Carbamylation of LDL and the Role of MPO in Type 2 Diabetes Mellitus Without Renal Impairment
LIU Danxia, CHENG Jianfeng, SONG Min, XUN Yanxia, WEN Yan, ZHANG Meichun     
Dept. of Cardiology and Endocrinology, Hubei Armed Police Corps Hospital, Wuhan 430061, China
[Abstract] Objective: To investigate whether the carbamylation of low density lipoprotein (LDL) increased in patients with type 2 diabetes mellitus (T2DM) without renal impairment, and the role of myeloperoxidase (MPO). Methods: Carbamylated LDL (cLDL) and MPO were measured by ELISA in a cross-sectional study included a total of 190 T2DM patients and 165 non-diabetic healthy controls (NC). The impact of lowering MPO on plasma cLDL was determined by assaying cLDL and MPO in patients in treatment of piglitazone (n=28) or sulfonylurea (n=35) for subjects. Results: Both plasma cLDL (P < 0.05) and MPO levels (P < 0.01) were higher in T2DM than in controls. Plasma cLDL correlated with MPO (r=0.45, P < 0.05) in subjects with diabetes and MPO was a significant determinant of plasma cLDL (P < 0.01). Pioglitazone significantly lowered MPO (P < 0.05) and cLDL (P < 0.01), whereas no change was observed in the sulfonylurea group despite a similar reduction in HbA1c. The magnitude of reduction in plasma cLDL (11.5%) correlated with changes in MPO (13.4%), but not with HbA1c in the rosiglitazone group, suggesting that lowering MPO reduced plasma cLDL. Conclusion: Plasma cLDL increases in patients with T2DM in the absence of renal impairment. And carbamylation of LDL is majorly mediated by MPO and not by urea.
Key words: Carbamylation    Myeloperoxidase    Low Density Lipoprotein    Type 2 Diabetes Mellitus    Urea    

低密度脂蛋白LDL (low-density lipoprotein, LDL)颗粒中载脂蛋白B (apolipoproteinB, apoB)分子中的赖氨酸或末端氨基酸可被异氰酸氨甲酰化修饰, 经修饰的LDL即氨甲酰化LDL (carbamylated LDL, cLDL)可出现在人血清中[1]。新近研究发现髓过氧化物酶(myeloperoxidase, MPO)可通过终末肾病蛋白质氨甲酰化以外的机制催化脂蛋白氨甲酰化,且外周循环LDL的氨甲酰化修饰推动早期动脉粥样斑块形成[2]。已有研究报道在2型糖尿病(Type 2 diabetes mellitus, T2DM)患者血浆MPO水平增高[3],本文采用病例对照研究,检测受试者血浆cLDL及MPO水平,旨在探讨T2DM无肾功能不全患者血浆MPO水平的变化是否影响LDL的氨甲酰化。

1 对象与方法 1.1 对象

选取2013年1月至2014年12月于本院内分泌科住院无肾功能不全初发T2DM患者(T2DM组)190例,其中男110,女80例; 年龄30-60岁,平均年龄(53.6±6.5)岁; 另选取同期体检中心健康体检者165名为正常对照(NC组),其中男90名,女75名; 年龄30-60(51.3±7.8)岁。选取其中80例T2DM患者给予噻唑烷二酮类(吡格列酮+二甲双胍)或磺脲类(格列美脲+二甲双胍)药物治疗药物治疗6个月,血糖控制良好63例(吡格列酮治疗组28例和格列美脲治疗组35例)。

研究对象均符合1999年WHO糖尿病诊断标准,空腹血糖≥7.0 mmol/L,葡萄糖负荷后2 h血糖≥11.1 mmol/L。排除标准:肝肾功能损害,吸烟(避免吸烟对cLDL的影响),降脂治疗,急性病期,心血管疾病、T1DM及其他特殊类型糖尿病患者。另随机选取T2DM患者HbA1c (glycated haemoglobin)≥7.5%,给予30 mg/d吡格列酮或2 mg/d格列美脲+二甲双胍治疗6个月(伴随他汀类降脂治疗),4周后空腹血糖>8.0 mmol/L者则加大剂量。排除标准:HbA1c>10.0%,BP (Blood pressure)>160/90 mmHg,肝肾功能损伤。

1.2 方法

常规采集病史,行体格检查和实验室检测。内容包括姓名、性别、年龄、文化程度、工作情况、家庭史、遗传史及疾病史等。测量身高、体重及血压等指标。

1.2.1 标本采集处理

受试者空腹10 h,于清晨采外周静脉血10 ml,分为肝素抗凝及非抗凝标本。静置30 min后以3 000 r/min离心15 min,分离血浆或血清,-20 ℃冰箱保存待测。

1.2.2 生化检测

空腹血糖(fasting plasma glucose, FPG)、糖化血红蛋白(hemoglobin A1c, HbA1c)、血脂、肝肾功能及血清高敏C反应蛋白(high sensitive C-reactive protein, hs-CRP)于武警湖北省总队医院检验科检测。尿素(mmol/L)=2.144×尿素氮(mmol/L); 根据Cockcroft和Gault公式[4]计算内生肌酐清除率。

1.2.3 血浆MPO及cLDL检测

采用双抗体夹心酶联免疫吸附测定法(enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA)检测MPO及cLDL含量,450 nm波长测量其吸光度(OD值)。标准浓度为横坐标,OD值为纵坐标绘制各自标准曲线,并参照标准曲线方程,据样本OD值计算其相应浓度。

1.3 统计学处理

采用SPSS 19.0进行统计学分析。正态分布计量分析数据以x±s表示; 计数资料用检验,计量资料两组间比较采用独立样本t检验或配对样本t检验(药物治疗前后比较),相关性检验采用Pearson相关分析,采用多元线性回归分析血浆cLDL表达水平的影响因素,以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果 2.1 NC组与T2DM组间比较 2.1.1 两组受试者基本临床特征

表 1

表 1 NC组与T2DM组基本临床特征的比较

NC组与T2DM组平均年龄及性别构成比无显著差异,且两组受试者血浆尿素(urea),血清肌酐(serum creatinine, Scr)及内生肌酐清除率(creatinine clearance rate, Ccr)皆在正常范围内,两组间差异均无统计学意义。腰围(waist circumference, CM)、体重指数(body mass index, BMI)、收缩压(systolic blood pressure, SBP)以及舒张压(diastolic blood pressure, DBP)在T2DM组患者较NC组增高(P<0.05)。T2DM组患者FBG及HbA1c较NC组显著升高(P<0.01),且伴随血浆甘油三酯(triglyceride, TG)的增高(P<0.01)及高密度脂蛋白(high density lipoprotein-cholesterol, HDL-C)的降低(P<0.05)。尽管两组受试者血浆总胆固醇(total cholesterol, TG)及低密度脂蛋白(low density lipoprotein-cholesterol, LDL-C)水平均无明显差异,T2DM组患者血浆cLDL水平却明显高于NC组(P<0.05),且校正年龄、性别、BMI及HbA1c后仍存在显著差异(P<0.05)。此外,血浆MPO及HsCRP在T2DM组患者较NC组显著升高(P<0.01)(表 1)。

2.1.2 cLDL单因素相关性分析及线性回归分析

单因素logistic回归分析显示,在T2DM组患者与血浆cLDL水平显著相关的因素分别为血浆LDL-C (r=0.37, P<0.01)、MPO水平(r=0.45, P<0.01),与年龄、BMI、血浆urea、Ccr、HsCRP及HbA1c无关; 而在NC组血浆MPO水平与血浆cLDL水平无相关性,血浆cLDL水平仅与血浆LDL-C水平相关(r=0.49, P<0.01)。多元线性回归分析显示,在T2DM患者血浆MPO水平是血浆cLDL水平的独立影响因素(P<0.01)。

2.2 T2DM患者吡格列酮或格列美脲治疗前后比较 2.2.1 两组患者治疗前后基本特征

给予T2DM治疗组患者吡格列酮+二甲双胍或格列美脲+二甲双胍药物治疗6个月后,吡格列酮治疗组和格列美脲治疗组T2DM患者血浆FBG及HbA1c较治疗前基础值均显著降低(P<0.01)。较治疗前,血浆MPO的显著下降(P<0.05)仅见于吡格列酮治疗组患者,且伴随血浆cLDL的降低(P<0.01)。而血浆HsCRP在两个治疗组治疗前后均无明显变化(表 2)。

表 2 T2DM患者吡格列酮或格列美脲治疗前后比较(x±s)
2.2.2 cLDL相关性及线性回归分析

虽然治疗后吡格列酮治疗组患者血浆cLDL水平较格列美脲治疗组无明显差异,但其血浆cLDL水平较治疗前基础值的下降幅度明显高于格列美脲治疗组(11.5% vs 3%,P<0.05)(表 2)。吡格列酮治疗组血浆cLDL较基础值的下降(11.5%)与血浆MPO较基础值的下降(13.4%)呈正相关(r=0.43, P<0.01),而与血浆HbA1c的降低(30.0%)无相关性。结果表明T2DM患者吡格列酮治疗后血浆cLDL水平的下降仅与降低的MPO水平相关,与血糖水平的改善无关。

3 讨论

大量研究证明高胆固醇血症是AS重要的危险因素。而经修饰的LDL在动脉粥样硬化的发病机制中起到十分重要的作用,LDL的氧化修饰是迄今为止LDL促AS病变修饰中研究最为透彻的一种修饰方式[5]。巨噬细胞吞噬大量脂质形成胞体增大的泡沫细胞,而氧化LDL摄取促进泡沫细胞内的脂质蓄积,这一过程是AS早期病变的关键。其他类型修饰的LDL如糖氧化修饰LDL (glycoxidized LDL, Gly-ox-LDL)在致AS病变中的重要作用也逐渐为人们所认识,且已有研究指出LDL在体的氨甲酰化修饰。人体血浆中的尿素可自发地经非酶促反应转化为异氰酸。异氰酸可氨甲酰化蛋白质、氨基酸和其他一些分子, 从而改变这些物质的结构及其体内功能。氨甲酰化是在N端残基和赖氨酸ε氨基基团上发生的自发性非酶修饰。在尿毒症患者,由于肾滤过和排泄功能的下降,血尿素浓度增高, 其衍生而来的异氰酸水平上升, 最终可致cLDL水平在血浆内升高,促进动脉粥样硬化形成1。近年来有学者指出cLDL不仅见于尿毒症血液透析患者,亦可于正常个体内检测到,且在健康受试者cLDL是LDL最常见的亚基[6]。这些研究表明LDL氨甲酰化修饰亦可发生在非尿毒症患者。

MPO是由中性粒细胞、单核细胞和某些组织的巨噬细胞分泌的含血红素辅基的血红素蛋白酶,是中性粒细胞的功能标志和激活标志。MPO的主要功能是在吞噬细胞内杀灭微生物,利用过氧化氢和氯离子产生次氯酸盐,并形成具有氧化能力的自由基。且MPO可释放到细胞外,破坏多种靶物质,对机体产生和调节炎症反应等多方面发挥作用[7]。当前研究发现MPO有促进AS病变形成的作用,MPO通过产生自由基和多种反应性物质,促进斑块形成和不稳定性增加,加速AS进展,进而引起多种并发症如急性冠脉综合征[8]。研究发现,MPO缺陷的个体罹患心血管疾病的危险性明显下降[9, 10]

本研究发现肾功能正常T2DM患者(血尿素浓度无增高)血浆LDL的氨甲酰化较健康对照显著增高,与血浆MPO的增高存在相关性,且多元线性回归分析显示MPO为血浆cLDL水平的独立影响因素。噻唑烷二酮类药物治疗6月在良好控制T2DM患者血糖的同时降低了血浆MPO水平,血浆cLDL水平也随之下降,与血浆MPO水平的变化成正相关。当前的研究结果表明MPO可介导T2DM患者LDL非尿素依赖性的氨甲酰化修饰,为MPO促进糖尿病人血浆脂蛋白的氨甲酰化提供了最为直接的临床依据。

参考文献
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