关键词: 抵抗素;胰岛素;糖尿病
摘 要: 糖尿病是一种慢性疾病，可以导致心，脑，肾，眼和神经损害等合并症.Ⅱ型糖尿病的主要特征是胰岛素的抵抗现象，且与肥胖关系密切;但是肥胖引起胰岛素抵抗的机制一直不清楚.一种由脂肪细胞分泌的多肽类激素，被命名为抵抗素（resistin）.血中的抵抗素可被降糖药物罗格列酮下调，而在饮食性或遗传性肥胖则呈现升高.在肥胖鼠中抗抵抗素抗体可以改善血糖和胰岛素作用.在正常鼠中，重组抵抗素可以损害葡萄糖耐量和胰岛素活性.用抗体中和抵抗素可以促进脂肪细胞对葡萄糖的摄取，而抵抗素则可使之下降.抵抗素可以很好地解释胰岛素抵抗、肥胖与糖尿病之间的关系. 0 引言 Ⅱ型糖尿病是发病率最高的糖尿病类型.该型糖尿病与肥胖有密切的联系，超过80%的患者都有肥胖症与胰岛素抵抗现象.对于这种现象的机制与分子学基础目前仍不清楚，至今仍受到广泛的关注.近来Steppan［1］ 发现了一个新的激素，为这一现象的解释增添了新的内容，为其机制的探讨提供了新的线索.他们将这一激素命名为“resistin”，意即“for resistance to insulin”［2］ ，国内尚未有统一译名，暂且将其译为“抵抗素”.
抵抗素由脂肪细胞合成与分泌.它的发现至少部分地解释了肥胖与糖尿病之间的联系［1，3］ .Ⅱ型糖尿病的重要特征是胰岛素抵抗，胰岛素作用受损，葡萄糖不易为肌肉和脂肪摄取，并且肝糖的生成亦难以抑制.目前认为脂肪细胞与胰岛素抵抗关系密切，脂肪细胞合成与分泌的某些多肽类物质可能会影响胰岛素的生物活性.脂肪细胞分泌的多肽类物质已知的有瘦素（leptin），肿瘤坏死因子-α（TNF-α）和降脂素（adipsin）等，它们可能会影响到胰岛素在组织中的活性［4-9］ .其中瘦素曾经是最受注目的，因为它的缺乏可引起啮齿动物和人体的显著肥胖，它对胰岛素的作用也有很大的影响［7，10］ .因此，被认为是找到了人类肥胖的原因，但是在随后的研究中并没有出现期望的结果.与啮齿动物相反，在大多数肥胖人群中，瘦素却是高出于正常人群［11］ .所以，瘦素是如何影响人类肥胖与胰岛素抵抗的，其机制仍然不明白.抵抗素的发现洞开了该领域的一个新章.
1 抵抗素的克隆与鉴定
1.1 抵抗素cDNA结构和氨基酸序列 抵抗素cDNA序列及抵抗素的氨基酸顺序［1］ ，如图1所示:
图1 略
1.2 抵抗素相对分子质量及其mRNA Kim等［12］ 对抵抗素的Mr 及mRNA作了测定.抵抗素富含半胱氨酸，Mr 为1.25×104 .编码该种蛋白质的mRNA为0.8kb，见于不同鼠类的包括腹股沟和附睾的白色脂肪组织中，也可见于某些棕色脂肪组织中.在老鼠的脂肪组织中发现有2种特殊的mR-NA，其分子大小分别为1.4和0.8kb.序列分析显示有2个多核苷酸信号，近端的为AAATACA，远端的为AATAAA.该mRNA在3T3-L1细胞和前脂肪细胞分化至脂肪细胞期间，其含量明显增高.在链脲霉素所致的糖尿病患鼠脂肪中，mRNA水平是降低的，当用胰岛素处理后，可以升高23倍以上.在转染了表达载体的COS细胞的条件培养液中，3T3-L1细胞分化为脂肪细胞时，mRNA可被抑制80%.这种调节表达模式提示该因子为一脂肪传感器，它反映了动物的营养状况，同时它对于脂肪细胞的分化也有其抑制的效应，提示它有对脂肪形成的反馈调节的功能.
1.3 抵抗素在脂肪细胞的特异表达 Steppan等［1］ 研究了抵抗素基因在小鼠的表达，他们对小鼠的心脏，脑，垂体，脾，肺，肝，肾，睾丸，结肠，小肠，舌，白色脂肪和乳房进行了比较研究，发现mRNA明显地表达于小鼠的白色脂肪组织，而不表达于其他的小鼠组织.抵抗素在白色脂肪组织的表达强于棕色脂肪组织，在棕色脂肪组织的表达只能免强察觉.在乳房组织中的表达是低水平的，可能是由于乳房脂肪垫的缘故.
抵抗素mRNA的表达水平还因白色脂肪库的功能和性别不同而有差异，其中以女性性腺脂肪的表达水平最高.附睾的白色脂肪组织的免疫组化也显示抵抗素在脂肪细胞胞质中是丰富的.
1.4 抵抗素是一个家族 Steppan等［13］ 在啮齿动物和人体上鉴定了一个抵抗素样分子（resistin-like molecules，RELMs）的家族.其中的RELM-α为一种分泌蛋白，它也有其限制的组织分布，在脂肪组织中浓度最高.另一个成员是RELM-β，也是一种分泌蛋白，仅表达于鼠类和人类的胃肠道，特别是在结肠.RELM-β基因的表达在增生的上皮细胞中最高，在肿瘤细胞中也明显地增高，提示它对肠道细胞的增生有重要的作用.Resistin和RELMs都有共同的半胱氨酸结构和其它的系列特征.因此，RELMs和Resistin一起构成了一个具有相似分子结构和特征的家族［14］ .
Steppan等［13］ 检出的一个人类表达的序列标记，它与抵抗素有高度的相关，其氨基酸序列包括了一个氨基端的信号序列和严格保守的半胱氨酸残基序列，如图2.
图2 略
在RELMs家族中，包括最近发现的3种鼠类亚型，它们都有保守的半胱氨酸的独特模式（X11 -C-X8 -C-X-C-X3 -C-Xl0 -C-X-C-X-C-X9 -CC-X3-6 -END）.人抵抗素的同系物也见于转染后的293T细胞.应用RT-PCR分析表达了脂肪细胞的人抵抗素.
2 抵抗素与Ⅱ型糖尿病的关系
2.1 抵抗素与饮食和肥胖的关系 Steppan等［1］ 在正常的小鼠和大鼠血清中，用免疫反应方法检测到抵抗素的存在.鼠血清抵抗素水平在禁食后48h即有明显地下降，进食后又复上升.鼠附睾脂肪抵抗素基因和蛋白质的表达也呈现类似的禁食下调变化.给小鼠喂以含脂肪45%（按热卡计算）的高脂饮食，8wk后测定血清抵抗素水平，呈现明显地升高.血清抵抗素水平的升高在高脂餐后的第4wk即可观察到，此时的小鼠已有胰岛素抵抗和肥胖.血清抵抗素水平升高也见于ob/ob和db/db小鼠，这些小鼠都有遗传性的肥胖和糖尿病.Kim等［12］ 也发现抵抗素在脂肪组织中的表达与营养状况和激素调节关系紧密;mRNA水平于禁食时降低，在进食大量碳水化合物后可以升高25倍之多.
2.2 抵抗素对体内糖耐量的损害 为研究抵抗素在体内的功能，将有羧基端标记的重组抵抗素（抵抗素-F）表达于293T细胞，并用免疫转印技术加以纯化［1］ .该制剂（内毒素单位每毫升&<1）被用于体内研究.小鼠ip纯化的重组抵抗素-F16.5μg，15min后，血浆抵抗素水平即显示升高，30～60min达最高水平，4h后开始下降.在研究糖耐量情况时，给隔夜禁食后的C57BI/6J小鼠ip纯抵抗素-F16.5μg或相应的赋形剂，12h后重复注射.于第二次注射后2h作糖耐量试验，注射抵抗素-F，小鼠的峰值血糖较对照组高出28%（P=0.004）.同时，试验组的血浆胰岛素水平亦随血糖的升高而升高.虽然胰岛素水平的升高没有统计学的意义，但是提示了糖耐量的损害可能是由于胰岛素抵抗，而不是胰岛素的产生或分泌功能的衰竭.而后又给试验组小鼠注射胰岛素，其低血糖反应明显地受到抑制，与对照组比较，P=0.003，显示抵抗素-F产生的糖耐量损害作用是明显的［1］ .
2.3 抵抗素的抗胰岛素作用 用3T3-L1脂肪细胞作为研究胰岛素剌激的葡萄糖摄取的模型系统.3T3-L1脂肪细胞在培养基中，能分泌大量的抵抗素，提示3T3-L1脂肪细胞能通过自分泌或旁分泌机制对葡萄糖的摄取与转运进行调节.Steppan等［13］ 将从抗抵抗素抗血清中纯化的IgG用于3T3-L1脂肪细胞，并测定在基础情况下和胰岛素（5nmol・L-1 ）剌激下的3 H标记的去氧葡萄糖的摄取.结果显示在抗抵抗素IgG的作用下，葡萄糖的摄取显著地高于基础状况下的摄取率，超出值达42%（P&<0.04）;相反，对照IgG却无这样的作用.抵抗素抗血清的类似作用也见于不同的胰岛素浓度［（5～100）nmol・L-1 ］.与这些结果相一致的是用纯化的抵抗素-F作用于3T3-L1脂肪细胞能减少胰岛素剌激下的葡萄糖摄取，其值可达-37%（P&<0.02）.总之，这些资料提示抵抗素的功能是作为一种信号，以使胰岛素作用下的葡萄糖摄取减缓，从而减缓胰岛素的作用. 3 抵抗素与Ⅱ型糖尿病治疗
3.1 抵抗素是一TZD调节的蛋白质 抗糖尿病新药噻唑烷二酮类（TZDs）可以与核受体PPARγ结合并使之活化，从而提高机体组织对胰岛素的敏感性，降低血糖［15］ .然而TZDs对于血糖的下调作用除了PPARγ途径外，抵抗素可能是它的另一作用对象和途径.Steppan等［13］ 认为TZDs可以下调脂肪细胞导致胰岛素抵抗的基因，这也包括了抵抗素基因.抵抗素mRNA在3T3-L1脂肪细胞分化期间明显地被诱导，其情况类似于脂肪细胞其它特异的基因，如PPARγ.用North-ern分析法测定抵抗素与PPARγ基因表达，在脂肪细胞分化4d时，二者均可见其表达，此后迅速增强，至6～8d表达最强［1］ .然而当加入罗格列酮后，抵抗素基因的表达就明显地受到抑制.这与脂肪细胞另一种具特征性的PPARγ靶基因特异蛋白质aP2不一样，3T3-L1脂肪细胞在罗格列酮（1μmol・L-1 ）的作用下，aP2的表达增强;反之，抵抗素表达明显地受到抑制［1，13］ .同样，在有罗格列酮（1μmol・L-1 ）的培养基中，脂肪细胞分泌抵抗素也明显地受到抑制.其它的TZDs包括罗格列酮和吡格列酮，也能降调抵抗素［1］ .所以，抵抗素是一TZD调节的蛋白质，在TZD对2型糖尿病的治疗作用中，抵抗素是继PPARγ的另一重要途径.
3.2 抗抵抗素IgG的中和治疗作用 Steppan等［13］ 用抗抵抗素免疫球蛋白-γ（IgG）500μg3次・d-1 ，ip，投用于因过食导致肥胖、胰岛素抵抗和高血糖［（1.63±0.89）g・L-1 ］的小鼠，观察对血糖的影响;第1日用非特异性的兔IgG500μg，ip，血糖未降，第2日用抗抵抗素IgG500μg ip，血糖有显著地下降［（1.37±0.98）g・L-1 ，P=0.02］，此后，血糖缓慢恢复到IgG治前的水平.抵抗素的中和作用在这些因饮食导致胰岛素抵抗的小鼠中降低了血糖，改善了高血糖症.为研究这种效果的机制，于上述对照的或抗抵抗素IgG试验后，又进一步做了胰岛素耐量试验.结果显示用抗抵抗素IgG后，与对照IgG相比，胰岛素的敏感性有了明显改善（P=0.001）.这些资料提示:在饮食导致的肥胖中，抵抗素参与了2型糖尿病中胰岛素抵抗的形成，而其抗抵抗素抗血IgG则有其中和抵抗素，提高胰岛素敏感性和降低血糖的作用.
4 展望
尽管抵抗素的发现与研究取得了瞩目的成就但问题依然不少:①抵抗素既然能作用于脂肪组织，是否也能作 用于机体的另一些重要组织，如肌肉，肝脏和脑组织等;②抵抗素的信号传导机制是什么，受体性质如何;③机体内组织是否也会有抵抗素敏感性或抵抗素抵抗等影响胰岛素作用和血糖的现象存在;④人群的抵抗素合成能力或对抵抗素的反应能力是否有遗传性差异，与2型糖尿病的遗传性是否有关联;⑤抵抗素是如何介导胰岛素作用的;⑥抵抗素的临床应用，尤其是在诊断与治疗中的应用.弄清这些问题在理论上或实践上都有很大的意义.要解决这些问题还需做很多的努力，但它毕竟是一诱人的生物与医学领域.
参考文献
［1］Steppan CM，Bailey ST，Bhat S，Brown EJ，Banerjee RR，Wright CM，Patel HR，Ahima RS，Lazar MA.The hormone resistin links obesity to diabetes ［J］.Nature，2001;409（6818）:307-312.
［2］Berger A.Resistin:A new hormone that links obesity with type2diabetes ［J］.BMJ，2001;322（7280）:193.
［3］Flier JS.Diabetes.The missing link with obesity ［J］?Nature，2001;409（6818）:292-293.
［4］Hotamisligil GS.The role of TNFαand TNF receptors in obesi-ty and insulin resistance ［J］.J Int Med，1999;245:621-625.
［5］Spiegelman BM，Flier JS.Adipogenesis and obesity:Rounding out the big picture ［J］.Cell，1996;87:377-389.
［6］Mohamed AV，Pinkney IH，Coppack SW.Adipose tissue as an endocrine and paracrineorgan ［J］.Int J Obes Relat Metab Dis-ord，1998;22（1）:145-158.
［7］Friedman JM，Halaas JL.Leptin and the regulation of body weight in mammals ［J］.Nature，1998;395:763-770.
［8］Shimomura I，Hammer RE，Ikemoto S，Brown MS，Goldstein JL.Leptin reverses insulin resistance and diabetes mellitus in mice with congenital lipodystrophy ［J］.Nature，1999;401:73-76.
［9］Moller OE.Potential role of TNFa in the pathogenesis of insulin resistance and type2diabetes ［J］.Trends Endocrinol.Metab，2000;2:212-217.
［10］Ahima RS，Flier JS.Leptin ［J］.Annu Rev Physiol，2000;62:413-437.
［11］ Considine RV，Sinha MK，Heiman ML，Kriauciunas A，Stephens TW，Nyce MR，Ohannesian JP，Marco CC，McKee LJ，Bauer TL.Serum immunoreactive-leptin concentrations in normal-weight and obese humans ［J］.New Engl J Med，1996;334:292-295.
［12］Kim KH，Lee K，Moon YS，Sul HS.A cysteine-rich adipose tissue-specific secretory factor inhibits adipocyte differentiation ［J］.J Biol Chem，2001;276（14）:11252-11256.
［13］Steppan CM，Brown EJ，Wright CM，Bhat S，Banerjee RR，Dai CY，Enders GH，Silberg DG，Wen X，Wu GD，Lazar MA.A family of tissue-specific resistin-like molecules ［J］.Proc Natl Acad Sci USA，2001;98（2）:502-506.
［14］Holcomb IN，Kabakoff RC，Chan B，Baker TW，Gurney A，Henzel W，Nelson C，Lowman HB，Wright BD，Skelton NJ，Frantz GD，Tumas DB，Peale FV Jr，Shelton DL，Hebert CC.FIZZI.A novel cysteine-rich secretedprotein associated with pulmonary infiammation，defines a new gene family ［J］.EM-BO J，2000;19:4046-4055.
［15］Spicgelman BM.PPAR-gamma:adipogenic regulator and thia-zolidinedione receptor ［J］.Diabetes，1998;47:507-514.