单核细胞瘦素受体表达与代谢综合征的关系

作者：蒋浩,王志浩,王桢,杜鹃,钟明,黎莉　　作者单位：山东大学齐鲁医院心内科，教育部和卫生部心血管重构和功能研究重点实验室，山东 济南

　　【摘要】目的 探讨代谢综合征(MS)患者外周血单个核细胞(PBMC)瘦素受体(Leptin receptor，LepR)表达与代谢综合征(MS)的关系及在靶器官损害中的作用。方法 正常对照组49例，MS组48例， 记录并检测临床和生化指标。采用实时荧光定量PCR检测受试者PBMC LepR mRNA表达。采用高频超声检测受试者颈动脉脉内膜中层厚度(IMT)、测量并计算颈动脉压力弹性系数(Ep)和颈动脉僵硬度(β)。结果 两组年龄性别匹配。与对照组比较，MS患者PBMC LepR表达显著下调(0.92±0.33 vs 0.74±0.48, P=0.037);多元线性回归结果，高密度脂蛋白(HDL)减低、增龄和体重指数(BMI)增大是LepR表达下调的独立危险因素。与对照组比较，MS患者IMT增厚〔(0.53±0.13)mm vs (0.79±0.18)mm, P=0.000〕;多元线性回归结果， LepR表达下调和低密度脂蛋白(LDL)升高是IMT增厚的独立危险因素。结论 单核细胞LepR表达下调与MS发生和发展密切相关，是MS患者早期动脉粥样硬化病变的重要参与因素。
　　【关键词】 代谢综合征;瘦素受体;颈动脉
　　Relationship between the ex[x]pression of leptin receptor in monocytes and me[x]tabolic syndrome

　　JIANG Hao, WANG ZhiHao, WANG Zhen, et al.

　　Key Laboratory of Cardiovascular Remodeling and Function Research, Chinese Ministry of Education and Chinese Ministry of Public Health; Department of Cardiology, Qilu Hospital of Shandong University, Ji′nan 250012, China

　　【Abstract】 ob[x]jective To investigate the ex[x]pression of leptin receptor (LepR) on monocytes in me[x]tabolic syndrome (MS) and its role in the targetorgan damage. Methods LepR ex[x]pression on peripheral blood mononuclear cells (PBMC) was respectively determined by realtime quantitative PCR in 48 controls and 49 MS patients. All subjects underwent carotid ultrasonography measuring intimamedia thickness (IMT), pressurestrain elastic modulus (Ep) and stiffness (β). Results Compared with age and sexmatched controls, ex[x]pression of LepR on PBMC was significantly reduced in MS patients (0.92±0.33 vs 0.74±0.48, P=0.037); Multivariate linear regression analysis showed that the lowered HDL, aging and increased BMI were independent risk factors for reduced LepR. Furthermore, significantly incremental IMT was found in MS patients when compared with controls 〔(0.53±0.13)mm vs (0.79±0.18)mm, P=0.000〕, which was demonstrated by multivariate linear regression analysis to be consequent upon reduced LepR and increased LDL.Conclusions Downregulation of LepR on monocytes is close associated with initiation and development of MS. Moreover, it participates in atherogenic process in MS.

　　【Key words】 me[x]tabolic syndrome; Leptin receptor; Carotid artery

　　瘦素(leptin)是一种由脂肪组织分泌的一种多肽激素,进入血液循环后与定位于中枢和外周多种组织的瘦素受体(LepR)结合参与糖、脂肪及能量代谢的调节。瘦素的正常生理功能主要是通过LepR介导的，瘦素水平的上升直接造成了LepR水平的反馈性下调或是受体后信号转导受阻，称之为瘦素抵抗(Leptin resistance)。因此，LepR表达量的改变，可以反映瘦素抵抗〔1〕。晚近研究发现瘦素抵抗与肥胖、糖尿病密切相关〔2〕。因此推测在代谢综合征(MS)患者中，可能存在瘦素抵抗。为了探讨这一问题，我们检测了MS患者外周血单核细胞(PBMC)LepR mRNA表达，并以颈动脉超声改变作为靶器官损害的指标〔3〕，旨在证实瘦素抵抗与MS的关系,并初步探讨其在MS靶器官损害中的作用。
　　1 对象与方法
　　1.1 对象 根据2005年IDF发布的MS全球诊断标准〔4〕，选取住院及门诊MS患者48例，年龄(53.50±9.73)岁，男23例，女25例。选取正常对照组49例(来自我院健康查体志愿者)，年龄(50.86±9.24)岁，男14例，女35例。所有研究对象均知情同意。
　　1.2 方法

　　1.2.1 PBMC LepR mRNA表达测定

　　1.2.1.1 标本采集 所有患者及正常对照组均于晨8～9时空腹采取肘静脉血5 ml，立即注入含有3.2%枸橼酸钠的无菌离心管, 所有采血过程严格无菌操作。
　　1.2.1.2 主要试剂 淋巴细胞分离液购自上海志壮生物科技有限公司，Trizol购自Invitrogen公司, RNA 逆转录试剂盒购自Sigma公司，SYBR GreenⅠ实时定量PCR试剂盒购自TaKaRa大连宝生物工程有限公司，引物由济南博尚生物技术有限公司合成。
　　1.2.1.3 实验方法 采用淋巴细胞分离液密度梯度离心法分离PBMCs。取新鲜抗凝血5 ml用Hanks液按1∶1稀释，以2∶1的比例沿试管壁缓慢加入淋巴细胞分离液上，2 500 r/min离心25 min后，吸取液体中间的白细胞层即单个核细胞。将细胞浓度调至3×106个/ml，用于提取细胞RNA。采用Trizol试剂，按照试剂说明书操作，由PBMC中提取总RNA，经紫外分光光度计检测RNA纯度和浓度(A260/A280>1.8)。采用实时荧光定量PCR检测PBMC中LepR mRNA表达水平。以2 μg总RNA为模板，逆转录合成cDNA。取逆转录产物2 μl进行实时荧光定量PCR循环(反应体系：cDNA 2 μl，SYBR GREEN ⅠqPCR 混合液10 μl，目的基因上下游引物各0.6 μl，后加水至25 μl)。LepR引物序列如下：上游5′CACCACACCTTCCGTTCTCAGA3′,下游5′GTGTGAGCAACTGTCCTGGAGG3′;GAPDH：上游5′ACAGGGTGGTGGACCTCATGGT3′,下游5′TGATGGTACACAAGGCAGGGCT3′。采用Livak〔5〕报道的方法对 mRNA表达进行相对定量分析。
　　1.2.2 颈动脉超声检测 采用GE Vivid 7型彩色多普勒超声仪，探头频率5～10 MHz，测量颈动脉舒张期(Dd)、收缩期内径Ds和颈动脉内膜中层厚度(IMT)。测量并计算颈动脉压力弹性系数(pressurestrain elastic modulus, Ep)和颈动脉僵硬度(β)〔6〕。
　　1.3 统计学方法 采用SPSS13.0软件包进行。正态分布计量资料用表示，两组间参数比较采用两组独立样本资料的t检验;计数资料比较采用χ2检验。参数间行Pearson线性相关及多元线性逐步回归分析确定参数之间的变化依存关系。
　　2 结 果
　　2.1 两组临床指标结果 与对照组比较，MS组血压、体重指数(BMI)、腰臀比(WHR)、甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白(LDL)、血糖、胰岛素、胰岛素敏感指数(HOMAIR)显著增高，高密度脂蛋白(HDL)显著减低(P<0.001)，见表1。
　　2.2 两组颈动脉超声结果 与对照组比较，MS组颈动脉内径扩大，IMT增厚，弹性减低，僵硬度增大(P<0.05， P<0.001)，见表2。
　　2.3 两组PBMC LepR mRNA表达 与对照组比较，MS组PBMC LepR mRNA表达显著下调(0.92±0.33 vs 0.74±0.48,P=0.037)。表1 两组临床指标比较与对照组比较：1) P< 0.001表2 两组颈动脉超声指标比较 与对照组比较：1) P<0.05，2) P<0.001

　　2.4 MS患者临床指标与LepR 表达关的结果 直线相关分析结果显示，MS各组分中年龄(r=-0.226，P=0.026)、收缩压(r=-0.285，P=0.005)、舒张压(r=-0.295，P=0.003)、BMI(r=-0.245，P=0.018)、TG(r=-0.228，P=0.030)、HDL(r=0.265，P=0.011)、胰岛素(r=-0.251，P=0.020)、HOMAIR(r=-0.241，P=0.026)与PBMC LepR mRNA表达显著相关。多元线性回归结果显示，HDL降低(β=0.243，P=0.025)、增龄(β=-0.206，P=0.046)和BMI增大(β=-0.251，P=0.021)是LepR表达下调的独立危险因素。
　　2.5 MS患者LepR 表达与颈动脉超声指标关系的结果 直线相关分析结果显示，颈动脉IMT与LepR 表达负相关(r=-0.29,P=0.006)，Ep与LepR 表达负相关(r=-0.31,P=0.003)，β与LepR 表达负相关(r=-0.27，P=0.011)。多元线性回归结果显示，LDL增高和LepR表达下调是颈动脉IMT的独立危险因素(LDL：β=0.27，P=0.011;LepR：β=-0.29，P=0.004)。多元线性回归结果显示，LepR表达下调不是颈动脉弹性和僵硬度的独立危险因素。
　　3 讨 论
　　本研究发现：① MS患者PBMCs LepR表达下调，提示MS患者存在瘦素抵抗;② HDL降低、增龄和BMI增大是LepR表达下调的独立危险因素;③ MS患者颈动脉IMT增厚， LepR表达下调和LDL升高是IMT增厚的独立危险因素，提示瘦素抵抗可能是MS患者早期动脉粥样硬化病变的重要危险因素。
　　瘦素与LepR结合参与糖、脂肪及能量代谢的调节,促使机体减少摄食,增加能量释放,抑制脂肪细胞的合成,进而使体重减轻。因此,生理水平的瘦素是参与食欲及能量代谢调节的重要因子之一。瘦素抵抗是指机体组织对瘦素的调节作用不敏感或无反应，可导致能量代谢调节失衡。研究表明〔7〕，机体能量代谢调节失衡是多种代谢异常疾病的重要因素。LepR是腹型肥胖、高血压、糖代谢和血脂紊乱以及高血压等在个体聚集的征候群，是典型的代谢紊乱性疾病。本研究结果证实，LepR患者PBMC LepR表达下调，提示LepR患者存在瘦素抵抗。进一步分析发现，LepR各组分均可能导致LepR表达下调，其中HDL降低、增龄和BMI增大是LepR表达下调的独立危险因素，提示BMI增大、HDL降低和增龄是导致瘦素抵抗的独立危险因素。胰岛素抵抗是MS的重要特征，Zimmet等〔8〕的研究表明，空腹血胰岛素可独立于BMI和WHR决定瘦素水平。本研究结果发现，MS患者空腹血胰岛素和胰岛素抵抗指数与LepR表达下调显著负相关，从受体水平进一步揭示瘦素抵抗和胰岛素抵抗之间的密切关系。这些结果提示，MS核心组分——肥胖和胰岛素抵抗均与瘦素抵抗相关联，提示瘦素抵抗可能在MS发生和发展中起重要作用。
　　MS的各个组分均是动脉粥样硬化的危险因素，临床流行病学研究结果表明，MS患者具有很高的心血管事件发生率。瘦素抵抗虽然参与了MS发生和发展过程，但是瘦素抵抗是否参与MS动脉粥样硬化病变形成目前尚不清楚。基于已有的关于瘦素抵抗与心血管疾病的研究报道〔9〕，本研究采用高分辨率外周血管超声技术，检测了MS患者的颈动脉。结果发现，MS患者颈动脉的结构和功能发生了显著改变，表现为IMT增厚、内径扩大、僵硬度增大和弹性减低。相关分析发现LepR表达下调与反应颈动脉的结构和功能改变的各个指标密切相关;多因素分析结果显示，LepR表达下调和LDL升高是颈动脉IMT增厚的独立危险因素。IMT增厚作为反映早期动脉粥样硬化的指标，已经成为评价亚临床器官损害的指标〔10〕。由此推论，瘦素抵抗参与了MS患者动脉粥样硬化病变的发生和发展过程。其机制可能与瘦素水平、受体水平及受体后信号传导的障碍促进了血管、内分泌及代谢等多方面的病理改变有关〔11〕。
　　综上所述，瘦素抵抗与MS发生和发展密切相关，是MS靶器官损害的重要参与因素。阐明瘦素受体及其信号传导机制将为MS及其靶器官损害的防治提供新思路。
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　　11 Jiang L，Liu Y, Yu XX, et al. Tyrosinedependent and independent actions of leptin receptor in control of energy balance and glucose homeostasis〔J〕. PNAS, 2008; 105:1861924.