2型糖尿病患者外周血中SDF1水平和内皮祖细胞CXCR4表达率的变化

　　　　　　作者：韦玉和， 罗春媛 周斌 冯小芬

【摘要】 目的： 探讨2型糖尿病(T2DM)患者外周血中基质细胞衍生因子1(SDF1)水平和内皮祖细胞(EPCs)表面SDF1受体CXCR4表达率的变化及意义。方法： 测定104例T2DM患者和26例健康对照者外周血中SDF1水平、EPCs数量和CXCR4表达率。糖尿病患者分单纯糖尿病组、血管病变组。结果： SDF1水平和EPCs数量对照组、单纯糖尿病组、血管病变组依次下降(P&<0.05 或&<0.01);CXCR4表达率单纯糖尿病组较对照组、血管病变组升高(P&<0.05或&<0.01)，血管病变组较对照组降低(P&<0.05);SDF1水平与EPCs数量成正相关(r=0.241，P&<0.05)。结论： T2DM患者外周血中SDF1/CXCR4轴与EPCs的数量及功能密切相关，参与血管病变的发生与发展。

【关键词】 2型糖尿病; 基质细胞衍生因子1; CXCR4; 内皮祖细胞

　　[Abstract] Objective: To study the changes of Serum level of Stromal cellderived factor1(SDF1) and expression of CXCR4 dwelling on the membrance of endothelial progenitor cells(EPCs)from peripheral blood in patients with type 2 diabetes mellitus(T2DM).Methods： To study the changes of Serum level of Stromal cellderived factor1(SDF1) and expression of CXCR4 dwelling on the membrance of endothelial progenitor cells(EPCs)from peripheral blood in patients with type 2 diabetes mellitus(T2DM). Results： The Serum level of SDF1 and the number of EPCs were decreased by degrees from the control to simple diabetic， or vascular complication groups(P&<0.05 or 0.01). Compared with the control and vascular complication group， the positive rate of CXCR4 in the simple diabetic group was increased(P&<0.05 or 0.01)， which in the vascular complication group was lower than in the control group(P&<0.05). There was a significantly positive correlation between the level of SDF1 and the number of EPCs(r=0.241，P&<0.05). Conclusion： SDF1 and its receptors of CXCR4 in peripheral blood was closely related to the number and function of EPCs， and participated in the occurrence and development of vascular complications in patients with T2DM.

　　[Key words] type 2 diabetes mellitus;stromal cellderived factor1;CXCR4;endothelial progenitor cells

　　基质细胞衍生因子1(stromal cellderived factor1，SDF1)及其特异性受体CXCR4组成的SDF1/CXCR4轴在成熟或不成熟的造血祖细胞的动员、迁移及归巢过程中起重要作用[1]。2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus， T2DM)患者内皮祖细胞(endothelial progenitor cells，EPCs)的数量及功能均有改变[2]，内皮功能受损，将促进血管并发症的发生与发展。为此我们研究T2DM患者外周血中SDF1水平、EPCs数量及其表面CXCR4表达率的变化及意义。

　　1 对象与方法

　　1.1 病 例

　　T2DM(WHO1999年诊断标准)患者104例，为2008年10月至2009年2月我院内分泌科住院或门诊患者，年龄35～80岁。同期我院体检中心健康者26人作为对照组，其年龄、性别与糖尿病组相匹配，均除外高血压、糖尿病、高血脂。所有对象均除外血液疾病、手术、感染、外伤等情况和近期服用可能影响EPCs数量及功能的雌激素、他汀类药物等中西药物史。

　　糖尿病患者按有无血管并发症分为单纯糖尿病组、血管病变组。血管并发症诊断标准：①冠心病：无或有心绞痛症状，经冠状动脉造影肯定为冠心病;或原有明确心肌梗死者。②脑血管病：为脑梗死患者，排除脑出血和蛛网膜下腔出血者，均为本次或既往有CT或MRI证实者。③周围血管病：超声测动脉内膜中层厚度≥1.0 mm、硬化、斑块及狭窄或踝肱比(ABI)&<0.9。④糖尿病肾病：包括微量蛋白尿期和临床糖尿病肾病期患者，排除尿毒症期患者。⑤糖尿病视网膜病变：采用眼底镜检查，包括背景期和增殖期糖尿病视网膜病变。

　　1.2 实验室检查与方法

　　测定所有观察对象的空腹血糖、早餐后2小时血糖、HbA1c、肾功能、血脂，外周血中白细胞数和单核细胞数。

　　1.2.1 取样 采集空腹血2 ml，肝素抗凝，存于4℃冰箱内，4 h内进行流式细胞检测，取离心后血清冻存于-80℃冰箱内待测。

　　1.2.2 流式细胞检测 我院中心实验室BD公司FACSCalibur 型流式细胞仪用CellQuest软件进行检测，样品按需标记PerCPCD34(BD公司)、FITCCD45(BD公司)、PECD133(Ebioscience公司)、PECXCR4(BD公司)共4种细胞表面标记物的荧光单抗，同时标记同色的荧光对照，以去除荧光非特异性结合。所有数据均用设门法分析所得，获取1.0×105个以上有核细胞，CD34 和CD133双阳性细胞为EPCs，用其占有核细胞的比率(千分比)表示;CD34， CD133，CXCR4三阳性为表达CXCR4的EPCs，用其与EPCs的百分比表示。

　　1.2.3 酶联免疫吸附法检测 取冻存血清1次性酶免法检测SDF1α，用SDF1α浓度反映SDF1水平，试剂盒由R&&D公司提供，操作过程严格按照试剂说明书进行。

　　1.3 统计学处理

　　计量资料以±s表示，计数资料用χ2检验，计量资料用t检验或方差分析，单因素相关性分析。

　　2 结 果

　　2.1 研究对象的基本特征比较

　　各组间性别、年龄、吸烟率、体质量指数、外周血白细胞数和单个核细胞数比较，差异无统计学意义(P&>0.05);血管病变组病程、血压、餐后2小时血糖、HbA1c、肌酐、低密度脂蛋白胆固醇较单纯糖尿病组增高(P&<0.05 或&<0.01)。见表1。

　　2.2 各组间SDF1水平、CXCR4表达率、EPCs数量比较

　　SDF1水平：对照组、单纯糖尿病组、血管病变组依次下降(P&<0.05或&<0.01)。CXCR4表达率：单纯糖尿病组较对照组和血管病变组升高(P&<0.05或&<0.01)，血管病变组较对照组降低(P&<0.05)。 EPCs数量：对照组、单纯糖尿病组、血管病变组依次下降(P&<0.05 或&<0.01)。见表1。

　　2.3 参数间相关性分析

　　T2DM患者SDF1与HbA1c、病程、低密度脂蛋白胆固醇负相关(r=-0.387，-0.213，-0.237，P&<0.05 或&<0.01);EPCs与HbA1c、病程、收缩期血压负相关(r=-0.352，-0.198，-0.244， P&<0.05 或&<0.01);SDF1与EPCs成正相关(r=0.241，P&<0.05);CXCR4与各项参数无明显相关性。

　　3 讨 论

　　SDF1属于内分泌型CXC趋化蛋白超家族，包括两种同分异构体， SDF1α和SDF1β。CXCR4是目前已知SDF1唯一的受体，CD34阳性的造血干/祖细胞和EPCs表面高度表达，SDF1通过与CXCR4结合，促进EPCs沿SDF1的浓度梯度发生迁移、增殖、归巢并抑制EPCs的凋亡[1]。SDF1在动脉粥样硬化斑块中高表达，且CXCR4在动脉粥样硬化形成有关的主要细胞如内皮细胞、单核细胞、平滑肌细胞等均有表达，SDF1/CXCR4在黏附、俘获、趋化炎症细胞进入血管壁起着重要作用。高浓度的SDF1可明显抑制介导白细胞至粥样斑块的重要因子白介素8和单核细胞趋化因子1的蛋白和mRNA的表达，具有潜在的抗炎和稳定斑块的作用[3]。表1 三组间各项观察参数比较

　　本研究提示T2DM患者外周血中SDF1浓度与EPCs数量成正相关，可见较高SDF1水平对维持外周血中有足够多数量EPCs特别重要。结果还显示单纯糖尿病患者外周血中SDF1水平已下降，血管病变组下降更明显。SDF1水平下降则外周血中EPCs数量下降，血管修复能力受损。同时外周血中SDF1水平下降，提高了血管壁与血中SDF1的浓度梯度，使更多的炎症细胞迁移至该组织，促进动脉粥样硬化进展。

　　SDF1也参与糖尿病微血管病变。Butler等[4]报道SDF1参与糖尿病视网膜新生血管的形成，玻璃体中的SDF1浓度与增殖型视网膜病变患者眼部病变的严重程度成正比，同时通过动物模型实验表明采取玻璃体腔内注射外源性的SDF1能明显地促进视网膜新生血管生成。

　　糖尿病患者血中基质金属蛋白酶升高且与HbA1c和血管病变相关[5]，而基质金属蛋白酶是SDF1最主要的灭活因子。因此，外周血中SDF1下降，可能是其灭活能力增强所致。T2DM患者SDF1与HbA1c、低密度脂蛋白负相关，提示改善血糖、血脂状况可能升高外周血中SDF1水平，进而改善内皮功能。

　　本研究发现单纯糖尿病患者外周血中EPCs细胞CXCR4表达上调，此变化可加强SDF1对EPCs的作用，有利于EPCs的动员、迁移，而不利于已动员出的EPCs再回到骨髓中，可部分缓解内皮功能的损害。CXCR4的上调可能为多种因素造成，CXCR4优先表达于原始干细胞并随细胞的分化而下调，Fadini等[6]研究证实T2DM患者外周血中EPCs减少并非骨髓动员减少，而是EPCs生存期缩短，使趋于原始的比例可能是相对上升的;糖尿病患者体内氧化产物增多、血管内皮生长因子升高等可诱导CXCR4的表达[7];SDF1的下降，也可使其配体CXCR4相对上调。血管病变组CXCR4表达下降与赵湜等[8]报道糖尿病周围血管病患者EPCs表达CXCR4减低结果一致，血管病变者体内炎性因子水平上升可能是CXCR4表达下降的原因，如肿瘤坏死因子可下降CXCR4的表达[9]。EPCs表达CXCR4下调使EPCs功能受抑，血管修复能力下降。

　　总之， SDF1/CXCR4轴与EPCs的数量及功能密切相关，调节EPCs发挥其生物学作用的微环境，通过影响血管损伤修复和新生而参与 T2DM患者血管病变的发生与发展。EPCs的动员、迁移、归巢过程十分复杂，SDF1/CXCR4只是其中环节之一，尚有待深入研究。

参考文献

　　[1] Isabelle P， David J， Shahin R. The SDF1/CXCR4 signaling pathway: a molecular hub modulating neoangiogenesis[J]. Trends Immunol，2007，28(7):299-307.

　　[2] Tepper OM，Galiano RD，Capla JM，et al. Human endothelial progenitor cells from typeⅡdiabetics exhibit impaired proliferation， adhesion，and incorporation into vascular structures[J]. Circulation，2002， 106(22): 2781-2786.

　　[3] Poznansky MC，Olszak IT，Foxall R，et al.Active movement of T cells away from a chemokine[J]. Nat Med， 2000，6(5):543-548.

　　[4] Butler JM， Guthrie SM， Koc M， et al. SDF1 is both necessary and sufficient to promote proliferative retinopathy[J]. J Clin Invest， 2005，115(1):86-93.

　　[5] Dandona P，Aljada A，Mohanty P，et al.Insulin suppresses plasma concentration of vascular endothelial growth factor and matrix metalloproteinase9[J]. Diabetes Care，2003，26(12):3310-3314.

　　[6] Fadini GP，Miorin M，Facco M，et al.Circulating endothelial progenitor cells are reduced in peripheral vascular complications of type 2 diabetes mellitus[J].J Am Coll Cardiol，2005，45(9):1449-1457.

　　[7] Kollet O， Petit I， Kahn J， et al. Human CD34/CXCR4 sorted cells harbor intracellular CXCR4，which can be functionally expressed and provide NOD/SCID repopulation[J].Blood，2002，100(8):2778-2786.

　　[8] 赵 湜， 王红祥，李宾公，等.糖尿病周围血管病血管内皮祖细胞数量和功能的改变及其机制探讨[J].中国糖尿病杂志，2007，15(1):42-43.

　　[9] Bruhl H， Cohen CD， Linder S， et al. Posttranslational and cell typespecific regulation of CXCR4 expression by cytokines[J]. Eur J Immunol， 2003， 33(11):3028-3037.