刘珊 曹卫广 王战建

·论著·

血清PEDF和TGF-β1在糖尿病肾病早期诊断中的意义

刘珊 曹卫广 王战建

目的观察色素上皮衍生因子(PEDF)和转化生长因子(TGF-β1)在2型糖尿病肾病患者血清中的表达水平，研究PEDF和 TGF-β1在糖尿病肾病(DN)发生发展中的作用，为早期诊断糖尿病肾病提供更敏感的临床检测指标。方法研究对象共150例，分为健康对照组、2型糖尿病组，糖尿病肾病Ⅲ期、Ⅳ期、Ⅴ期患者，分别检测血清PEDF及TGF-β1，静脉血糖(FPG)，空腹血糖(FPG)、三酰甘油(TG)、总胆固醇(TC)、血肌酐(sCr)、尿素氮(BUN)、24 h尿量、24 h尿白蛋白、尿肌酐，并计算尿白蛋白排泄率(UAER)。结果健康对照组、糖尿病组、糖尿病肾病Ⅲ期组、Ⅳ期组、Ⅴ期组患者血清中PEDF水平、TGF-β1水平依次增高，且组间差异有统计学意义(P<0.05)。结论2型糖尿病肾病患者血清PEDF 和TGF-β1水平显著升高，并且随着病情的进展逐渐增高，两者联合检测为糖尿病肾病的早期诊断和评价治疗效果提供更加敏感、准确、可靠的指标。

色素上皮衍生因子；转化生长因子；糖尿病肾病；2型糖尿病

糖尿病肾病是糖尿病最常见和严重的微血管并发症之一，也是糖尿病患者终末期肾病和死亡的主要原因[1，2]，给家庭和社会带来了沉重的负担，糖尿病肾病起病隐匿，早期无明显临床症状，而一旦发展至临床蛋白尿期，肾小球滤过率进行性下降，其病理损害将不可逆转，因此早期诊断糖尿病具有重要的临床意义。最近动物研究发现的PEDF是早期发生糖尿病肾病的关键因子[2]。该因子在正常大鼠肾脏表达明显高于糖尿病大鼠，并可抑制肾小球系膜细胞分泌转化生长因子TGF-β1[3]，因此可能在糖尿病肾病的发生发展中起保护作用。本次研究通过观察为色素上皮衍生因子(PEDF)和转化生长因子(TGF-β1)在2型糖尿病患者血清中的表达水平及其随病情进展的变化，探讨二者糖尿病肾病发生发展的作用，为糖尿病肾病的早期诊断和治疗提供更加敏感而准确的指标。

1 资料与方法

1.1 一般资料 本研究纳入了2009年12月至2012年12月就诊于石家庄市第二医院内分泌科的120例糖尿病患者，采用1999年WHO糖尿病诊断标准，分为糖尿病正常蛋白尿组、糖尿病肾病Ⅲ期组(30 例，20 μg/min200 μg/min，sCr、BUN正常)、Ⅴ期组(30例，sCr>137 μmol/L、BUN>7.0 mmol/L)，同时选取来自该院体检中心30例健康人(男15 例，女15例)，排除1型糖尿病、妊娠期糖尿病及其他特殊类型糖尿病。排除甲状腺功能异常，肾上腺疾病，严重的肝肾功能障碍者，有胰腺疾病史，严重的全身性疾病、系统性疾病、恶性肿瘤及各种其他肾脏疾病。长期使用糖皮质激素治疗、细胞毒性药物治疗、免疫抑制剂治疗者。

1.2 生化指标测定 采集空腹静脉血样4 ml，离心后分离上层血清保存于-60℃冰箱内待用，血清PDEF及TGF-β1采用ELISA法测定(试剂盒购于美国R&D公司)，应用葡萄糖氧化酶法测定空腹血浆葡萄糖，酶学法测定总胆固醇、三酰甘油(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL)，糖化血红蛋白(HbA1c)采用高压液相色谱法。

1.3 统计学分析 应用SPSS 18.0统计软件,检验各组变量正态分布情况,对于正态分布计量资料采用单因素方差分析的方法进行分析，P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 2组生化指标比较 与正常对照组相比，FPG、HbA1c、TC、TG、LDL-C、HDL在健康对照组、T2DM正常白蛋白尿组、糖尿病肾病Ⅲ期组、Ⅳ期组、Ⅴ期组呈递增趋势，其他各组比较差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 5组FPG、HbA1c、TC、TG、LDL-C、HDL比较

指标对照组DM组DNⅢ期组DNⅣ期组DNⅤ期组FPG(mmol/L)5.0±0.87.2±1.1*7.8±1.2*#8.2±1.1*#△9.0±0.7*#△☆HbA1c(%)5.5±1.37.0±1.4*7.8±0.9*#8.7±0.9*#△9.0±0.5*#△☆TG(mmol/L)1.2±0.52.5±0.8*3.0±1.1*#4.6±1.3*#△4.0±10.7*#△☆TC(mmol/L)4.6±0.64.6±1.0*5.2±1.1*#5.9±1.1*#△6.2±1.3*#△☆LDL(mmol/L)2.5±0.63.0±0.5*3.6±0.4*#4.1±0.6*#△5.5±1.0*#△☆HDL(mmol/L)1.51±0.202.22±0.31*2.61±0.19*#3.51±1.01*#△4.03±0.54*#△☆

注：与对照组比较，*P<0.05；与DM组比较，#P<0.05；与DNⅢ期组比较，△P<0.05；与DNⅣ期组比较，☆P<0.05

2.2 5组人群血清中PEDF水平的比较 糖尿病组具有更高的PEDF水平，并且不同时期糖尿病肾病患者PEDF水平逐渐升高，从健康对照组、T2DM正常白蛋白尿组、糖尿病肾病Ⅲ期组、Ⅳ期组、Ⅴ期组各组血清中PEDF水平依次增高，差异均有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表2 5组血清中PEDF表达水平比较

项目对照组DM组DNⅢ期组DNⅣ期组DNⅤ组血清PEDF水平(μg/ml)4.4±1.06.7±1.1*8.0±1.2*#11.3±0.8*#△12.5±0.8*#△☆

注：与对照组比较，*P<0.05；与DM组比较，#P<0.05；与DNⅢ期组比较，△P<0.05；与DNⅣ期组比较，☆P<0.05

2.3 5组血清TGF-β1水平比较 糖尿病组具有更高的TGF-β1水平，并且不同时期糖尿病肾病患者TGF-β1水平逐渐升高，从对照组、DM组、DNⅢ期组、Ⅳ期组、Ⅴ期组各组血清中TGF-β1水平水平依次增高(P<0.05)。见表3。

表3 5组人群血清中TGF-β1水平的比较

项目对照组DM组DNⅢ期组DNⅣ期组DNⅤ期组血清TGF-β1水平(μg/L)29.6±2.576.8±3.1*114.8±3.1*#135.8±5.9*#△218.5±6.4*#△☆

注：与对照组比较，*P<0.05；与DM组比较，#P<0.05；与DNⅢ期组比较，△P<0.05；与DNⅣ期组比较，☆P<0.05

3 讨论

糖尿病肾病其早期表现为肾小球基底膜增厚、胞外基质(extracellular matrix,ECM)堆积为病理特征，导致肾小球的高滤过和蛋白尿，是引起终末期肾衰(end-stage renal diseases，ESAD)的重要原因。良好控制血糖、血压、血脂尚不能阻止DN的发生和进展，其机制尚不明了。转化生长因子(transforming growth factor,TGF)-β1和血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)是DN早期发生的关键致病因子，PEDF通过抑制TGF-β1 和VEGF在肾脏的表达，以及抗氧化应激作用来保护肾脏。

PEDF属丝氨酸蛋白酶抑制剂家族，是一种抗血管生成及抗氧化应激的多功能蛋白质[4]，与人体内多个脏器功能有关。 Wang等[3]发现，PEDF在DM大鼠肾脏的皮质和髓质中的表达都显著下降，肾小球系膜细胞培养显示PEDF可显著下调TGF-β1的表达，血清中PEDF水平在DM大鼠和正常大鼠也有差别，可见其是一种与DN发生密切相关的因子。PEDF可能通过以下方式来发挥其肾脏保护作用：(1)通过下调RAGE的表达来减少AGEs对肾小管的损伤[5]；(2)直接抑制VEGF在肾脏的表达，抑制新生血管生成，降低肾小球毛细血管通透性，减少蛋白尿排出；(3)通过激活PPAR-γ通路抑制阻断高糖诱导的足细胞凋亡[6]； (4)在肾小球系膜细胞，PEDF通过阻断JAK-STAT信号转导通路来减少TGF-β1 和纤维粘连蛋白合成，发挥其抗纤维化作用[7]。

TGF-β1是体内重要的促纤维化生长因子，在肾脏，TGF-β1可明显增加肾小球系膜细胞数量，增加胞外基质堆积，促进肾小球纤维化，还可以促进肾小管内皮纤维化,导致肾小球滤过率进行性下降，最终导致患者的肾功能衰竭。TGF-β1与PEDF密切相关，相互作用，在糖尿病肾病发生发展中起到重要作用。

PEDF由体内多个脏器合成，包括肝脏、肺、脑、肾，脂肪组织[8,9]，随着DN的发展，血清PEDF水平也随之不断变化，并且与患者血糖及血脂水平相互关联。本研究观察到从健康对照组、TZDM正常白蛋白尿组、DNⅢ期组、DNⅣ期组、DNⅤ期组中PEDF的血清水平依次增加， TGF-β1水平亦不断升高。循环中PEDF的一个主要来源是肝脏，另一个来源是脂肪细胞。DM患者由于糖脂代谢紊乱，机体长期处在一种慢性低度炎症状态环境中，氧化应激反应随着DN的进展而逐渐增强，PEDF能够抑制CRP生成，以其独特的抗氧化作用来保护肾脏。PEDF还可以抑制VEGF、TGF-β1和FGF介导的内皮细胞迁移，从而保护肾脏血管。Wang等[10]通过动物研究研究发现PEDF可以降低大鼠肾脏前炎性因子ICAM-1，MCP-1，TNF-α的表达，还通过细胞培养研究发现PEDF可减少NF-κB和HIF-1(hypoxia-inducible factor-1)的表达，后两者是炎性反应的关键转录因子。糖尿病肾病患者随着病情的进展，血清PEDF水平不断升高，可能是机体在慢性低度炎症状态环境中的一种代偿性保护性反应。

综上所述，PEDF和TGF-β1在2型糖尿病肾病的发生发展中起着重要作用，两者之间相互制约，两者之间的平衡影响着糖尿病肾病的进展及转归，血清PEDF和TGF-β1联合检测可能提高DN早期诊断的敏感性和特异性，检测方法简单，便于临床推广。

1 Mima A,Matsubara T,Arai H,et al.Angiotensin II-dependent Src and Smad1 signaling pathway is crucial for the development of diabetic nephropathy.Lab Invest,2006,86:927-939.

2 Russo LM,del Re E,Brown D,et al.Evidence for a role of transforming growth factor (TGF)-beta 1 in the induction of postglomerular albuminuria in diabetic nephropathy:amelioration by soluble TGF-beta type II receptor.Diabetes,2007,56:380-388.

3 Wang JJ,Zhang SX,Liu K,et al.Decresed expression of pigment epithelium-derived factor is involved in the pathogenesis of diabetic nephropathy.Diabetes，2005,54:243-250.

4 Awad AS,Gao T,Gvritishvili A，et al.Protective role of small pigment epithelium-derived factor peptide in diabetic renal injury.Am J physiol，2013，305:F891-900.

5 Maeda S,Matsui T,Takeuehi M.Pigment epithelium-derived factor (PEDF) inhibits proximal tubular cell injury in early diabetic nephropathy by suppressing advanced glycation end products (AGEs)-receptor (RAGE) axis.Diabetes Care，2000，23：S69-S72.

6 Ishibashi Y，Mtsui T，Ohta K，et al.PEDF inhibits AGE-induced podocyte apoptosis via PPAR-gamma activation.Microvasc Res.2013，87:100.

7 Mao T，Chen H,Hong L，et al.Pigment epithelium-derived factor inhibits high glucose-induced JAK/STAT signalling pathway activation in human glomerular mesangial cells.Saudi med 2013，34:793-800.

8 Tombran-Tink J,Barnstable CJ.PEDF:a multifaceted neurotrophic factor.Nat Rev Neurosci，2003，4:628-636.

9 Yamagishi S,Adachi H,Abe A,et al.Elevated serum levels of pigment epithelium-derived factor (PEDF) in the metabolic syndrome.J Clin Endocrinol Metab.2006，91:2447-2450.

10 Wang JJ,Zhang SX,Mott R,et al.Anti-inflammatory effects of pigment epithelium-derived factor in diabetic nephropathy.American Journal of Physiology,2008,294:1166-1173.

Thesignificanceofpigmentepithelium-derivedfactorandTGF-β1inearlydiagnosisofdiabeticnephropathy

LIUShan*,CAOWeiguang,WANGZhanjian.*DepartmentofEndocrinology,TheSecondHospitalofShijiazhuangCity,Shijiazhuang050051,China

ObjectiveTo observe the expression levels of pigment epithelium-derived factor (PEDF) and transforming growth factor (TGF-β1) in patients with diabetic nephropathy (DN),and to investigate the role of PEDF and TGF-β1 in the pathogenesis and development of diabetic nephropathy so as to provide more susceptive clinical detection index for early diagnosis of diabetic nephropathy.MethodsOne hundred and twenty patients with DN were divided into type 2 diabetes group,DN Ⅲ stage group,DN Ⅳ stage group,DN Ⅴ stage group,with 30 patients in each group,and the other 30 healthy subjects were enrolled as control group.The serum levels of PEDF and TGF-β1,FPG,FPG,TG,TC,sCr,BUN,24h urine volume,24h urinary albumin,urine creatinine were detected by ELISA,and UAER was calculated.ResultsThe serum levels of PEDF and TGF-β1 in control group,type 2 diabetes group,DN Ⅲ stage group,DN Ⅳ stage group,DN Ⅴ stage group were increased in turn,moreover,there were significant differences among groups (P<0.05).ConclusionThe serum levels of PEDF and TGF-β1 are obviously increased in patients with DN in early stage,moreover,which increase with the progress of pathogenetic condition.The combined detection of PEDF and TGF-β1 provides more susceptive,accurate,reliable indexes for early diagnosis of diabetic nephropathy.

pigment epithelium-derived factor；transforming growth factor；diabetic nephropathy；type 2 diabetes mellitus

10.3969/j.issn.1002-7386.2014.12.008

项目来源:河北省科学技术研究与发展支撑计划(编号：12277795)

050051 河北省石家庄市第二医院内分泌科(刘珊)；河北省优抚医院老年科(曹卫广)；河北医科大学第三医院内分泌科(王战建)

R 587.1

A

1002-7386(2014)12-1783-03

2013-12-16)