RBP4与2型糖尿病研究进展

ＲＢＰ4与2型糖尿病研究进展摘要：视黄醇(维生素A)结合蛋白4(RBP4，retinal binding protein 4)是新近研究发现的一种脂肪因子，有研究显示它与胰岛素抵抗和2型糖尿病的发生有关，是肥胖和Ⅱ型糖尿病之间的联系因子。

关键词：RBP4；糖尿病；胰岛素抵抗近年来，2型糖尿病的发病率呈逐年上升趋势，对糖尿病发病机制的研究越来越受到人们的重视。

胰岛素抵抗是2型糖尿病发病机制的重要因素，而肥胖是导致胰岛素抵抗的重要环节。

近年来脂肪细胞的缺陷在胰岛素抵抗的机理中表现尤为活跃，脂肪组织不仅是能量储存器官，还是一个可以分泌产生多种激素和细胞因子的内分泌器官[1，2]。

脂肪组织分泌产生的生物活性分子，如瘦素、脂联素、抵抗素等，统称脂肪因子[3，5]。

它作为内源性信号分子作用于脂肪组织和能量代谢器官，从而控制机体内能量的合成和代谢活动的功能稳态[4，5]。

脂肪因子与肥胖和胰岛素抵抗，特别是与2型糖尿病的发病机制密切相关，因此，对其的研究已成为研究2型糖尿病发病机制的热点之一[6]。

RBP4视黄醇(维生素A)结合蛋白4(RBP4，retinal binding protein 4)是新近发现的一种脂肪因子，它与胰岛素抵抗和2型糖尿病的发生[7]密切相关。

1 RBP4的发现近年Beth Israel Deaconess医学中心的研究人员研究发现脂肪细胞中存在的一种蛋白是导致胰岛素抗性的一个新因子——它是肥胖和Ⅱ型糖尿病之间的联系因子。

2005年在由Qin Yang[7]博士和Timothy Graham博士领导的研究肥胖和2型糖尿病的脂肪组织GLUT4葡萄糖运载体表达时也偶然发现了此种蛋白，随后他们进行了全面的基因芯片分析，鉴定了这种新的蛋白-视黄醇(维生素A)结合蛋白4 。

研究显示脂肪组织的特殊葡萄糖转运蛋白4(GLUT4，glucose transporter 4)基因敲除小鼠其骨骼肌和肝表现明显的胰岛素抵抗，其血清RBP4水平明显升高。

不但肥胖和2型糖尿病小鼠的血清RBP4水平升高，临床肥胖和2型糖尿病患者血清RBP4水平也是升高的，同时发现胰岛素促敏剂罗格列酮可调控过度分泌的RBP4水平。

正常小鼠人类RBP4基因的转基因过度表达或注射重组RBP4可引起胰岛素抵抗。

相反，RBP4基因缺失可增强胰岛素敏感性。

人工合成的类维生素A芬维A胺可增加高脂饮食诱导的肥胖小鼠肾脏RBP4排泄，降低血清RBP4水平，改善胰岛素抵抗和糖耐量。

这些在人类和小鼠中的发现首次证明RBP4在胰岛素抗性发展中起到一个关键作用。

而胰岛素抗性是糖尿病的一个主要的风险因子。

在胰岛素抗性个体中，身体的肌肉、脂肪和肝细胞不能对这种激素作出适当的反应，从而导致葡萄糖和胰岛素在血液中积累并顺次导致糖尿病和心血管病的发生。

2 视黄醇结合蛋白4结构和功能血清RBP4属于视黄醇结合蛋白家族成员。

视黄醇结合蛋白家族分成五类：Ⅰ分泌型视黄醇结合蛋白；Ⅱ细胞内视黄醇结合蛋白；Ⅲ视黄酸的核受体；Ⅳ视觉组织特异性的细胞外视黄醇结合蛋白；Ⅴ视觉组织特异性的细胞内视黄醇结合蛋白[8]。

血清RBP4为分泌型的视黄醇结合蛋白。

主要由肝脏分泌，其次是脂肪组织[9]。

RBP4是一种单一肽链、疏水性的蛋白质，由181个氨基酸组成，分子量约21 ku。

RBP4首先以一个单链多肽前体合成，然后脱去前导肽变成成熟的分泌性蛋白，RBP4释放入血后与视黄醇(ROH) ，甲状腺素运载蛋白(TTR) 以1 ∶1 ∶1 的比例形成三元复合物，是体内运送视黄醇至其特定靶组织的运载蛋白。

其一级结构同源性低，但高级结构保守，有典型的Lipocalin 折叠，这样的分子结构保证了RBP4 具有两亲性：即内部是疏水性的，可通过疏水相互作用与视黄醇结合；开口端是亲水性的[10]。

到目前为止，RBP4已知的功能是运送维生素A到组织中。

但新近研究发现，这种丰富的转运蛋白可能还有其它功能，并且维生素A的代谢可能对胰岛素的功能有一些间接的影响。

Timothy E.Graham，M.D等研究结果显示：在肥胖、糖耐量减低或2 型糖尿病，以及有明显2 型糖尿病家族史的非肥胖、无糖尿病的研究对象中，血清RBP4 水平与胰岛素抵抗程度相关。

血清RBP4 水平升高与代谢综合征的组成要素相关，包括体质指数、腰-臀比值、血清甘油三酯水平和收缩压升高，以及高密度脂蛋白胆固醇水平降低。

运动训练仅与胰岛素抵抗状况得以改善者的血清RBP4 水平降低相关。

脂肪细胞中的CLUT4 蛋白与血清RBP4 水平负相关。

此结果提示RBP4 是一种脂肪细胞分泌的分子，其血清水平在发生真性糖尿病之前升高，它似乎可以识别胰岛素抵抗，并与有各种临床表现的研究对象的心血管危险因素相关[11，12]。

吴海娅[9]等对120例上海地区汉族人口研究发现肥胖患者血清RBP4水平显著升高，血清RBP4与WHR、TG、年龄呈正相关。

各研究均提示在肥胖或者患有Ⅱ型糖尿病病人中，血液中过量的RBP4与胰岛素抗性的严重性相对应，但其引起胰岛素抵抗的具体作用机制各不相同。

Ost A[13]等在对原始脂肪细胞进行RBP4及其抗体干预发现，RBP4可阻止胰岛素刺激的IRS1的307位的丝氨酸磷酸化，相对应地增加IRS1络氨酸磷酸化的半数有效浓度，阻止ERK1/2的磷酸化。

可知RBP4可能通过干预胰岛素受体的IRS1-Ras-MAPK信号传导通路，从而参与胰岛素抵抗。

此外，Yang[7]的研究提示RBP4可能直接诱导磷酸烯醇或丙酮酸激酶基因表达，增加肝糖输出，限制肌肉的糖摄取，从而导致全身性的胰岛素抵抗。

另有研究提示RBP4与内脏性肥胖密切相关，而内脏性肥胖是导致胰岛素抵抗的原因之一[14]。

Broch M [15]等通过研究推测，过度分泌RBP4可能直接影响胰岛细胞的分泌，防止甲状腺激素结合蛋白与其受体结合，这个机制可能与2型糖尿病相联系。

3 RBP4基因多态性与2 型糖尿病的研究RBP4基因位于10q23-24，此部位位于CYP2C基因簇中心，该区域与2 型糖尿病直接相关。

人RBP4 基因约10kb，含6 个外显子和5 个内含子，外显子较短，内含子大小变化很大。

基因的旁侧序列包括 3 个不同的控制元件，即：①一个非组织特异性增强子-能够在一些不同的细胞系中激活的启动子；②一个负性顺式激活元件-可能结合阻抑蛋白；③启动子元件。

这些控制元件如何相互作用，共同调节RBP4 基因表达仍不十分清楚，需进一步研究[16]。

RBP4前体mRNA由201个氨基酸组成，脱去前导肽变成成熟的分泌性蛋白。

2006年Munkhtulga L[17]等对281例糖尿病及511例健康的蒙古人进行病例对照研究，他们用19 对引物扩增了RBP4部分基因序列，利用DHPLC对扩增产物进行分析，鉴定出RBP4的4个SNP位点(-803，G>A，P=0.0054；+5169，C>T，P=0.0025；+6969，G>C，P=0.0015；+7542，T>del，P=0.0015)与2 型糖尿病发病率相联系。

同时Craiq RL[18]等人对191个有糖尿病家族史并患有糖尿病的高加索人进行研究，他们利用DHPLC 筛选了RBP4基因的6个外显子、5’端上游序列及3’端下游序列，鉴别出8个SNP位点，它们组成的单倍体与2型糖尿病密切相关。

研究还发现-804和+9476单核苷酸多态性与高家索人胰岛素分泌减少相关，+390单核苷酸多态性可减少胰岛素敏感性。

一项以中国人群为研究对象的报道显示，+5388 C>T，+8201 T>A和+8204 T>A位点组成的单体型在糖尿病组的频率明显高于正常对照组。

且+5388 C>T与血浆C-肽水平相关[19]。

各研究数据均提示非编码区SNP位点可增加糖尿病的易感性，与胰岛素抵抗、胰岛素分泌相关。

可知，RBP4已作为糖尿病的候选基因正渐渐受到人们的关注。

4 需要解决的问题和临床应用前景作为人体血清中存在的一种分泌蛋白，RBP-4在糖脂代谢中具有重要的生物活性。

但其具体的结构功能、作用机制尚不清楚，许多问题有待进一步的研究加以明确。

如RBP4的循环浓度是如何被调节的?RBP4通过什么途径导致了肥胖和胰岛素抵抗的下调?它是如何参与内脏性肥胖的形成?它与糖脂代谢参数之间的相互作用关系?在参与胰岛素抵抗作用时是否依赖视黄醇机制?与其它脂肪因子之间的相互作用关系?相信随着人们的关注和研究，我们对这些问题会更加清楚。

虽然到目前为止对RBP4研究刚刚起步，但它的临床应用前景不容忽视，RBP-4基因定位于密集LD区域，该区域的SNP与2 型糖尿病相关。

密集LD区域直到3’端下游的GPR120脂肪酸受体基因，其与配体结合增加了GLP-1从胃肠道的分泌。

GPR120是更进一步糖尿病遗传联合研究潜在的候选基因。

各研究显示RBP-4似乎可以识别胰岛素抵抗，其血清水平在发生真性糖尿病之前升高，并与有各种临床表现的研究对象的心血管危险因素相关。

这些结果为以检测血清RBP4 水平为糖尿病新的诊断方法提供了理论依据。

此外，研究发现胰岛素促敏剂罗格列酮可调控过度分泌的RBP4水平，人工合成的类维生素A芬维A胺可增加高脂饮食诱导的肥胖小鼠肾脏RBP4排泄，降低血清RBP4水平，改善胰岛素抵抗和糖耐量。

RBP4与合成型维甲酸类药物相互关系的建立，为胰岛素抵抗和2型糖尿病的药物干预提供了新靶标，为降低血清RBP4 水平为目标的抗糖尿病疗法提供了理论依据。

参考文献：[1] Kershaw EE，Flier JS.Adipose tissue as an endocrine organ J Clin[J].Endocrinol Metab，2004，89(6)：2548~2556.[2] Trayhum P，Wood IS.Adipokines：inflammation and the pleiotropic role of white adipose tissue[J].BrJNutr.2004，92：347~355.[3] 宁光，杨军，杨义生，等.脂肪细胞因子的临床和基础研究[J].国外医学内分泌分册，2005，25：158~160.[4] Trayhurn P.Endocrine and signalling role of adipose tissue：new perspectives on fat[J].Acta Physiol Scand，2005，184：285~293.[5] Amer P.Insulin resistance in type 2 diabetes——role of the adipokinesis [J].Curr Mol Med，2005，3：333~339.[6] L.Hutley，J.B.Prins.Fat as an endocrine organ：relationship to the metabolic syndrome [J] Am.J.Med.Sci，2005，330：280~289.[7] Qin Yang，Timothy E.Graham1，Nimesh Mody，et al.Serum retinol binding protein 4 contributes to insulin resistance in obesity and type 2 diabetes[J].Nature，2005，436(7049)：356~362.[8] Wang AH，Quigley GJ，Kolpak FJ，et al.Molecular structure of a left-handed double helical DNA fragment at atomic resolution[J].Nature，1979，282(5740)：680~686.[9] 吴海娅，贾伟平.肥胖及2型糖尿病患者血清视黄醇结合蛋白4水平的变化及其临床意义[J].中华内分泌代谢，2006，22(3)：290~293.[10] 王世春，徐琪寿.视黄醇结合蛋白研究[J].生命的化学，2000，20(4)：165~167.[11] Graham TE，et al.Retinol-binding protein 4 and insulin resistance in lean，obese，and diabetic subjects[J].N Engl J Med，2006，354(24)：2552~2563.[12] Takebayashi K，Suetsugu M，et al.Retinol binding protein-4 levels and clinical features of type 2 diabetes patients J Clin[J].Endocrinol Metab，2007，92(7)：2712~2719.[13] Ost A，Danielsson A，et al.Retinol-binding protein-4 attenuates insulin-induced phosphorylation of IRS1 and ERK1/2 in primary human adipocytes[J].FASEB J，2007，15.[14] Kloting N，Graham TE，et al.Serum retinol-binding protein is more highly expressed in visceral than in subcutaneous adipose tissue and is a marker of intra-abdominal fat mass[J].Cell Metab，2007，6(1)：79~87.[15] Broch M，Vendrell J，et al.Circulating retinol-binding protein-4，insulin sensitivity，insulin secretion，and insulin disposition index in obese and nonobese subjects[J].Diabetes Care，2007，30(7)：1802~1806.[16] Shi B，et al.Biochem Biophys Res Commun[J].1999，254(3) ：779~785.[17] Munkhtulga L，Nakayama K，et al.Identification of a regulatory SNP in there tinol binding protein 4 gene associated with type 2 diabetes in Mongolia[J].Hum Genet，2007，120(6)：879~88.[18] Craig RL，Chu WS et al.Retinol binding protein 4 as a candidate gene for type 2 diabetes and prediabetic intermediate traits[J].Mol Genet Metab，2007，90(3)：338~344.[19] Hu C，Jia W，Zhang R，et al.Effect of RBP4 gene variants on circulating RBP4 concentration and type 2 diabetes in a Chinese population[J].Diabetes Med，2008，25(1)：11~18.。