P选择素与糖尿病肾病
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王 辉综述，甘 华审校
[中图分类号] R587 [文献标识码]A [文章编号]1673-7210（2007）06（c）-013-03
P选择素(P-selectin,Ps)是细胞黏附分子选择素家族的重要成员，其介导的细胞黏附在机体炎症反应和血栓形成的初期起着主导作用，被认为是血小板活化的金标准[1]，还是内皮细胞活化的重要标志，与心脑血管疾病和肾脏病关系密切。糖尿病肾病（DN）是糖尿病微血管病变的一个表现，发病机制复杂，血小板活化与内皮细胞损伤是两个重要环节，黏附分子的作用倍受关注。本文对P选择素与DN关系作一综述。
1 P选择素的分子结构
Ps（CD62P）在选择素家族中分子量最大，分子量约为140 kD，长度约为40 nm，又名血小板激活依赖性颗粒外膜蛋白(platelet activation dependent granule external membrane protein,PADGEM)和颗粒膜蛋白140（granule membrane protein 140,GMP-140），是一种富含半胱氨酸，高度糖化的整合蛋白。人的Ps基因定位于1 q21~24。Ps最早于1984年在活化的血小板上发现，后来发现其亦可在活化的内皮细胞表达。它贮存于静息的血小板α颗粒、内皮细胞的棒状（ weibel-palade）小体内,在凝血酶、组胺、肿瘤坏死因子、氧自由基、补体、高血糖、ADP等刺激下，发生脱颗粒反应，颗粒膜与细胞膜融合，使Ps表达到细胞膜上。Ps是一种跨膜糖蛋白，由789个氨基酸残基组成，分为5个结构域：N末端730个氨基酸构成胞外区（包括1个凝集素样区，1个表皮生长因子样区和9个被称为补体调节蛋白的较短重复序列，还存在9个潜在的N-糖基化位点），C末端24个氨基酸组成跨膜区，此外35个氨基酸组成胞浆短尾。因为Ps mRNA存在不同的剪切方式，所以Ps存在三种不同的分子形式，其中两种含有跨膜区域，仅结合区域中重复序列数目不同，另一种形式缺乏跨膜区，Hydrophobicity杂交证实后者为可溶性蛋白，然而，可溶性Ps是Ps的分泌形式，还是从细胞膜上脱落下来的蛋白还不十分清楚。
2 P选择素的配体及其生物作用
Ps识别的配体有多种，包括P选择素糖蛋白配体1（P-selectin glycoprotein ligand-1，PSGL-1）、CD24、唾液酸化的路易斯寡糖(sialyl Lewis X，sLe X)，它们是一类具有特异性糖基结构的糖蛋白、糖脂，主要存在于中性粒细胞、单核巨噬细胞、树图状细胞及淋巴细胞表面，也有少数存在于肿瘤细胞上，是Ca2+依赖性的，它介导白细胞和内皮细胞、血小板的黏附反应及在血管内皮上的滚动。同时，PSGL-1可以转导细胞外信号，促进白细胞活化并使其稳定黏附。
Ps表达于血小板和内皮细胞上，与中性粒细胞、单核细胞上的配体结合，介导白细胞在内皮上黏附、滚动、聚集及活化并释放炎症递质，参与炎症过程。Ps与其配体介导的白细胞与血管内皮初始黏附可引起细胞内Ca2+增加，胞浆蛋白激酶（如MAPK）磷酸化及β2整合素等黏附分子表达与活化，由此促进白细胞牢固黏附、活化和迁移，其还可刺激氧自由基、单核细胞趋化因子（MCP-1）、血小板活化因子（PAF）及TNF-α等炎症介质的合成和释放，促进细胞吞噬功能，产生或加重炎症反应。炎症反应包括三个阶段：①白细胞在内皮细胞上的锚定和滚动；②白细胞和内皮细胞的牢固黏附；③白细胞穿过血管内皮细胞渗入到组织造成组织损伤。Ps即参与了该炎症反应的早期阶段。已证实缺乏P、E选择素的小鼠受到创伤或感染时，早期可出现白细胞游走迟缓现象。Ps 不仅是启动炎症反应的关键因素，同时也是慢性炎症时维持炎症状态的重要机制，与被认为是炎症的动脉粥样硬化和糖尿病关系密切[2]。有研究表明：动脉粥样硬化斑块局部内皮细胞Ps表达明显升高，Ps缺陷的老鼠与对照组比较，可以看到血管内皮上几乎没有白细胞滚动以及形成脂质条纹的几率明显减少，另外， ox-LDL引起内皮损伤、Ps表达升高，高血压患者血中可溶性Ps较正常人高，说明Ps与这些动脉粥样斑块形成的危险因素也有关。Ps还参与了淋巴细胞的再循环，促进淋巴细胞归巢；有些肿瘤细胞表达其受体因而可以引起炎症细胞聚集肿瘤局部，其杀伤肿瘤细胞作用。Ps还可作为血小板活化的金标准，Ps在活化血小板上的表达不仅仅是协助白细胞和内皮细胞的黏附，其对血小板间相互聚集的作用也是很重要的。Merten等发现运用单克隆抗体抑制Ps能使95％~100％的血小板解聚。Ps上述生物学功能与其分子中不同结构域尤其功能表位有关,国内学者Zhou等[3]进一步揭示了其分子构效关系以及选择素依赖的细胞黏附与信号传导机制及其生理、病理意义。
3 P选择素与糖尿病
糖尿病发病机制复杂，近年免疫、炎症学说倍受关注[4]，认为内皮损伤和血小板活化与糖尿病发生、发展密切相关。选择素（包括P、E、L选择素）在其中的作用举足轻重，参与了糖尿病及其并发症的发生、发展。
糖尿病患者体内的高糖、炎症因子与氧自由基均是内皮损伤和血小板活化的因素。Puente等[5]研究发现，在25 mmol/L高糖环境下培养的人脐静脉内皮细胞（HUVEC），Ps水平升高，认为高糖可以促进Ps的表达，而加入1 mmol/L的胰岛素能明显抑制 Ps的表达和其介导的白细胞黏附。Booth等[6]通过体内实验研究发现，高糖能显著增加大鼠肠系膜毛细血管后微静脉内皮细胞Ps和ICAM-1的表达，而抑制PKC活性能减少高糖状态下肠系膜微血管内皮细胞Ps和ICAM-1的表达，并使血管内皮细胞产生一氧化氮 （NO）增多，认为在活体组织中，高糖激活了PKC途径，通过增加氧化应激，减少NO释放，促进黏附分子介导的白细胞－内皮细胞的黏附、炎症反应。近年，一些日本学者也证实ACEI、ARB和H2受体拮抗剂西咪替丁能通过促进内皮细胞NO的增加来抑制高糖环境下HUVEC的Ps、Es和ICAM的表达[7，8]。此外，肿瘤坏死因子α（TNF-α）、转化生长因子β(TGF-β)、胰岛素样生长因子－1（IGF-1）等均可上调Ps表达。Bischoff等研究表明，TNF-α可使牛毛细血管内皮细胞Ps mRNA上调3~5倍，Ps的表达也增多。Wager等发现TGF-β可上调CD4+T细胞上Ps的配体及其mRNA的水平，并使Ps上滚动的白细胞数明显增多。
糖尿病的大血管并发症,如动脉粥样硬化、冠心病、脑梗死等，是糖尿病患者致死致残的主要原因。近年来的研究发现糖尿病大血管并发症患者的血循环中的血小板源性微粒子的水平明显增高，其中包括Ps，这表明Ps与糖尿病大血管并发症之间存在某种联系，Ps水平的升高可能是糖尿病患者大血管病变的早期标志[9]。糖尿病患者体内Ps高度表达，介导内皮细胞与单核细胞、中性粒细胞及血小板黏附、活化等级联反应过程，单核细胞滞留于内皮下吞噬脂质形成泡沫细胞，血小板聚集黏附，最终导致动脉粥样硬化的发生和血管、脏器的缺血、硬化。研究发现动脉硬化斑块的活动性病变中Ps高度表达，而正常内皮细胞与非活动性斑块中，Ps表达极低。在普通的糖尿病患者，血中Ps浓度较正常人群高，当糖尿病合并冠状动脉病变时，血中Ps的表达率增高更，与无冠心病的糖尿病患者之间有显著性差异。在糖尿病合并脑血管并发症时，P选择素在血浆中的表达也是增加的。Wang等[10]发现2型糖尿病合并脑血管并发症者与2型糖尿病无血管并发症者、正常对照组相比，血小板P-选择素的表达增加均有显著意义。
糖尿病微血管病变发生隐匿，危害严重，黏附分子与微血管病变关系密切。Yngen等[11]证明在糖尿病合并微血管并发症时，P选择素的表达是显著增加的。Ps介导的微血管内皮损伤和血小板功能亢进可致微循环障碍、小血管闭塞、缺血缺氧，进一步引发器官病变。在自发性2型糖尿病大鼠模型的视网膜血管内皮细胞上Ps表达显著增加[12]。Limb等认为糖尿病患者视网膜血管内皮细胞高表达的Ps可导致白细胞、血小板与内皮细胞黏附，造成内皮损伤、微血管闭塞、缺血，最终导致VEGF等生长因子分泌紊乱，促进血管翳生成，是视网膜病变的重要机制。神经缺血、缺氧,导致了糖尿病周围神经病变。Jude等研究发现,与没有周围神经病变的糖尿病患者相比，有周围神经病变的糖尿病组患者血清中的P选择素水平明显增高，并与神经传导速度下降明显相关，表明Ps参与了糖尿病神经病变的发生发展。
4 P选择素与糖尿病肾病
糖尿病肾病是糖尿病的主要微血管并发症之一，是导致终末期肾衰竭的首要致病原因。DN的主要病理变化是肾脏高灌注、高滤过，肾小球基底膜（GBM）增厚和以肾小球系膜区为主的细胞外基质（ECM）积聚，导致弥漫性或结节性肾小球硬化，单核巨噬细胞在肾小球的广泛浸润是DN的组织学特点[13]。Ps介导的内皮损伤和血小板聚集参与了DN的发生、发展。
高血糖、终末糖基化产物以及DM肾脏所分泌的各种细胞因子，均可调节黏附分子的合成,参与肾小球硬化机制。一方面，高糖刺激血小板膜上高表达Ps，促使血小板聚集活化，介导血小板与内皮细胞、白细胞的黏附及微血管内血栓形成[14]。另一方面，高糖刺激肾小球内皮细胞高度表达Ps，含Ps配体的白细胞（中性粒细胞、单核细胞）通过受体－配体结合方式黏附于血管内皮细胞，介导白细胞在血管内皮上的锚定和滚动，引起血管内皮的损伤，白细胞从内皮细胞间隙渗出，炎症细胞在肾小球、间质中大量浸润，导致炎症损伤。渗入到内皮下的单核细胞，转变为巨噬细胞，后者吞噬脂质而形成泡沫细胞，参与动脉粥样硬化斑块形成，最终使肾小球发生不可逆的硬化。近年来NF-κB与肾脏疾病的关系也备受关注。作为一种重要的转录因子,NF-κB广泛存在于内皮细胞、肾小球系膜细胞和肾小管上皮细胞[15]。高糖使NF-κB活性增加,从而对P-选择素等黏附分子的基因表达起直接调控作用。此外,终末糖基化产物可直接作用于单核-巨噬细胞,使之与内皮细胞黏附,还能直接上调Ps表达而促进炎症黏附过程。人肾小管上皮细胞可表达天然Ps,受到某些炎症因子如LPS、TNF等刺激后高度表达,进而介导中性粒细胞、单核-巨噬细胞与肾小球细胞的黏附级联反应，参与肾小管-间质损伤,造成肾间质纤维化而肾功能丢失。Omoto等的研究证明，糖尿病肾病组与无糖尿病并发症组相比，Ps表达是明显增加的。王红漫等[16]也通过临床实验表明：在糖尿病肾病患者血循环中Ps的水平较正常对照组要高，有显著性差异。Hirata等发现,在DN患者肾脏中, Ps沿肾小球、间质毛细血管分布,与其他肾病如微小病变、IgA肾病及狼疮性肾炎等相比，组织表达显著增加。肾小球和肾间质中Ps高度表达，与肾小球硬化、间质纤维化均有密切关系。
综上所述，Ps介导的内皮损伤和血小板聚集是DN发生、发展的重要机制，针对Ps这一靶目标调控内皮细胞与单核细胞-巨噬细胞、中性粒细胞及血小板黏附、活化等级联反应有望成为延缓DN进展的重要途径，但其中的信号转导途径以及具体分子机制有待进一步深入研究。
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（收稿日期：2007-03-26）
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