血清可溶性CD146水平在早期糖尿病肾病诊断中的作用

刘波，杨生

（中国医科大学附属盛京医院 1. 实验研究中心动物实验室； 2. 内分泌科，沈阳 110004）

血清可溶性CD146水平在早期糖尿病肾病诊断中的作用

刘波1，杨生2

（中国医科大学附属盛京医院 1. 实验研究中心动物实验室； 2. 内分泌科，沈阳 110004）

目的探讨血清可溶性CD146（sCDl46）水平在早期糖尿病肾病（DN）诊断中的作用。方法选用SPF级SD雄性大鼠32只，随机分为2组：空白组（C组）和模型组（DN组），每组16只。造模开始至实验结束，每周1次测量大鼠体质量、血糖，收集24 h尿液测定尿白蛋白、尿α1徽球蛋白（AIM）、尿转铁蛋白（TRU）、尿糖定性、尿N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酸（NAG）等指标。分别于成模第1天、第3周 2个时间点，测定血肌酐（Scr）、血尿素氮（BUN）、sCD146水平，并计算大鼠肾质量/体质量比（RW/BW）。肾组织PAS染色观察肾皮质，计算肾小球系膜面积（MMA）。结果DN 组大鼠尿白蛋白、AIM、TRU、NAG指标明显高于C组（均P ＜ 0.01）。模型制备成功后第3周Scr、BUN指标DN组均高于C组，但差异均无统计学意义（P ＞ 0.05）。模型制备成功后第1天、第3周模型组血清sCD146水平均较C组增高（均P ＜ 0.05）。RW/BW以及肾组织PAS染色结果显示，DN组RW/BW以及MMA均高于C组（P ＜ 0.01）。结论与C组比较，DN组中血清sCD146水平较早较快增加，sCD146能够更敏感地反映肾脏损害程度，对监测DN的发生与发展有重要临床意义。

可溶性CD146； 早期糖尿病肾病； 肾脏损害

糖尿病肾病（diabetic nephropathy，DN）是糖尿病主要的微血管并发症，是引起终末期肾病最常见的原因之一，严重威胁人类健康［1］。目前尚缺乏可靠的反映早期糖尿病肾病发生发展的生物标志物。合理解释其致病机制以及寻求早期诊断生物标志物，较早地发现DN并及时治疗，对预防终末期肾病有重要临床价值［2］。

DN早期的病理特点是肾脏肥大，肾小球基底膜增厚和以肾小球系膜区为主的细胞外基质进行性积聚。其主要生理改变为高滤过率和微量蛋白尿，随着病情进展最终导致终末期肾病［3］。然而，研究［7］结果表明高血糖状态下氧化应激作用增强使得血管内皮细胞受损，产生大量循环内皮细胞。CD146属于免疫球蛋白（Igsf）家族成员，在内皮细胞、肾小管上皮细胞以及黑色素瘤等癌细胞中表达，参与并调控细胞之间黏连、聚集以及调控细胞迁移和增殖，被认为是内皮细胞活动和损伤的标志［4］。可溶性CDl46（soluble CD146，sCD146）为CD146溶解状态，当血管内皮细胞受到氧化应激以及内环境稳态改变时导致功能受损，从而激活CD146释放入血［5］。有研究［6］证实2型糖尿病患者血管内皮细胞受损伴有外周血CD146 mRNA表达增加。外周血sCDl46水平与肾功能水平及机体炎症状态密切相关，能较好地反映DN患者肾脏功能损伤、进展及严重程度［7-8］。

本研究采用腹腔注射链脲佐菌素（STZ）诱发大鼠早期DN的动物模型观察sCDl46在血清中的含量以及和相关肾脏指标之间的关系，旨在阐明其对早期DN诊断的指导意义。

1 材料与方法

1.1 动物及分组

选用32只SPF级雄性大鼠（中国医科大学附属盛京医院实验研究中心动物实验室提供），体质量（200±10） g。随机均分为空白组（C组）和模型组（DN组）。

1.2 动物模型制备

大鼠正常饮食饮水的条件下适应性饲养1周，造模前大鼠分组编号并称量体质量、测量随机血糖值。DN组造模前禁食12 h，次日按60 mg/kg腹腔注射STZ溶液［美国Sigma公司，0.1 mol/L无菌枸橼酸钠缓冲液（pH 4.2）配制］，C组仅注射等量的枸橼酸钠缓冲液。造模后所有大鼠自由饮食饮水。1周后模型组随机血糖＞26 mmol/L为糖尿病动物模型造模成功。

1.3 检测方法和指标

2组分别在模型制备成功后次日和第3周2个时间点各取材8只。采集腹主动脉血进行化学检验、取肾脏称重并保存在4%多聚甲醛内固定。

1.3.1 检测方法：随机血浆葡萄糖（fast plasma glucose，FPG）用葡萄糖氧化酶法（拜安捷2型血糖仪及配套血糖检测试碟）经鼠尾静脉采血检测。尿白蛋白、尿α1微球蛋白、尿转铁蛋白、尿糖定性、血肌酐、血尿素氮由中国医科大学附属盛京医院检验科检测并提供数据。尿N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酸（N-acetylamino-β-D-glucuronide，NAG）采用ELISA法测定（TSZ公司提供）。血清sCD146含量采用ELISA法测定（TSZ公司提供）。

1.3.2 PAS染色法检测：将置于4%多聚甲醛内固定的肾皮质组织常规组织脱水，浸蜡，组织包埋制成石蜡切片。 应用PAS染色试剂盒将切片行PAS染色。染色后肾组织切片置于光镜下（40倍），采用医用图像处理系统（TJTY-300） 摄入图像，检测皮质区的经肾门正切的5个肾小球，并计算肾小球系膜面积（mesangial membrane area，MMA）。

1.3.3 检测指标：从模型制备成功开始至实验结束，每周1次测量大鼠体质量及血糖。每周1次用代谢笼收集24 h尿液测定大鼠尿白蛋白、尿α1微球蛋白、尿转铁蛋白、尿糖定性、NAG指标。分别于模型制备成功后次日和第3周2个时间点2组各取8只大鼠，腹腔麻醉后经腹主动脉采血，收集血液标本并分离出血清，测定血肌酐、血尿素氮、sCD146指标。

1.4 统计学分析

所有数据用x-±s表示，应用SPSS 16.0统计软件进行统计分析，2组间指标比较采用t检验。采用Pearson法进行相关分析，P ＜ 0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 腹腔注射STZ诱发大鼠糖尿病模型鉴定

测量不同时间段大鼠随机血糖，4项尿检指标变化以及肾小球病理改变鉴定模型制备是否成功。模型建立成功第1天，DN组大鼠随机血糖均＞26 mmol/L，并始终保持至实验结束。DN组与C组比较差异均有统计学意义（P ＜ 0.01）。实验结束时DN组尿白蛋白、尿α1微球蛋白、尿转铁蛋白、NAG 4项指标均明显高于C组（均P ＜ 0.01）；DN组RW/BW以及MMA与C组比较均增大，其中RW/BW差异有统计学意义（P ＜ 0.01），表明DN模型制备成功，见表1、图1。

2.2 2组血清sCD146水平及与4项尿检指标的相关分析

模型制备成功后次日和第3周2个时间点，DN组与C组比较血清sCD146增高较快（均P ＜ 0.05），见表1。血清sCD146与尿白蛋白、尿α1徽球蛋白、尿转铁蛋白、NAG均呈正相关（r 分别为0.543、0.632、0.230、0.341，均P ＜ 0.05）。模型制备成功后第3周DN组血肌酐、血尿素氮指标均高于C组，但差异均无统计学意义（P ＞ 0.05），表明DN尚处于早期。见表2。

表1 2组Scr、BUN、RW/BW、MMA比较Tab.1 Comparison of Scr，BUN，RW/BW，and MMA between two groups

图1 2组肾小球基底膜及系膜形态 PAS染色 ×40Fig.1 The morphologies of the renal glomerular basal and mesangeal membranes in each group PAS staining ×40

表2 2组随机血糖、血清sCD146及尿检4项指标比较Tab.2 Comparison of fast plasma glucose level，serum sCD146 level，and 4 indexes of the urine test between the two groups

3 讨论

DN早期发病没有明显的症状和体征，早期生物检测标志物不典型，不敏感，容易错过疾病最佳治疗时期。因而，寻找可靠的早期生物标志物迫在眉睫。随着基因、核酸以及蛋白组学飞速进展，早期糖尿病肾病生物标志物已不仅包括尿白蛋白等指标［9］。CD146是一种内皮细胞黏连分子，在多种肿瘤细胞以及肾小管上皮细胞中表达，是内皮细胞活动损伤的标志物［10-11］。它通过调节细胞骨架［12］以及参与介导多条信号通路调节细胞的增殖以及迁移。除此之外，CD146还能通过肾脏早期发育中大量表达，肾脏发育成熟后停止表达的方式动态调节肾脏发育［13］。

实验［7，14］证明高糖状态能直接刺激肾小管细胞 CD146合成和表达增加，增加外周血sCDl46水平。其机制可能是由于细胞连接处受损导致CD146释放增加，进而引起外周血sCDl46水平增加。可能由于高糖环境下增强的氧化应激作用产生大量的葡萄糖氧化物和活性氧，进一步激活聚腺苷二磷酸-核糖聚合酶抑制糖酵解途径，从而影响细胞线粒体能量代谢［15］。

本研究发现糖尿病早期sCD146水平明显升高，随着糖尿病发展至DN期间其水平呈递增趋势，2组比较差异显著，表明血清中sCD146水平与DN的发展有关。本研究还发现，模型制备成功后次日DN组尿白蛋白尚未明显高于C组时，血清中sCD146就已升高，表明其比尿白蛋白更敏感，更有利于早期发现DN［16-17］。

本研究对DN组大鼠血清sCD146水平与尿白蛋白、尿α1微球蛋白、尿转铁蛋白和尿NAG 4项指标相关分析发现，血清sCD146水平与4项指标均呈正相关（均P ＜ 0.05）。尿白蛋白、尿转铁蛋白反映肾小球损害程度，尿α1微球蛋白，尿NAG是肾小管损害敏感性指标，因此血清sCD146水平不仅反映肾小球受损的程度，也与糖尿病肾小管病变有关。

综上所述，血清sCD146的水平在一定程度上能反映肾脏损害程度，对DN的早期诊断和监测具有临床指导意义。

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（编辑 武玉欣）

Diagnostic Significance of Serum Soluble CD146 Level in Early-stage Diabetic Nephropathy

LIU Bo1，YANG Sheng2
（1. Animal Laboratory of Experimental Research Center，Shengjing Hospital，China Medical University，Shenyang 110004，China； 2. Department of Endocrinology，Shengjing Hospital，China Medical University，Shenyang 110004，China）

ObjectiveTo investigate serum soluble CD146 （sCDl46） level in early-stage diabetic nephropathy.MethodsThirty-two SPF-class SD rats were randomly divided into 2 groups as follows：a control group （C group，n = 16） and a model group （DN group，n = 16）.Serum creatinine （Scr），blood urea nitrogen （BUN），sCDl46 level，and renal weight-to-body weight ratio （RW/BW） were estimated at the first day （D1） and third week （W3） after modelling. Periodic acid-Schiff staining was used for observing the renal cortex and calculating the renal glomerular mesangial membrane area （MMA）.ResultsThe serum sCD146 level was significantly higher in the DN group at D1 and W3 （P ＜ 0.05） compared with that in the C group. RW/BW and MMA were significantly higher in the DN group than in the C group （P ＜0.01）.ConclusionSerum sCD146 level reacts to increases much sooner and faster in the DN model，which could be used as a sensitive diagnostic index to reflect the severity of early renal damage.

soluble CD146； early-stage diabetic nephropathy； renal damage

R765.2

A

0258-4646（2017）11-1005-04

10.12007/j.issn.0258-4646.2017.11.010

沈阳市科学技术计划（F13-316-1-32）

刘波（1986-），男，助理实验师，本科.

杨生，E-mail：yangsheng1966@163.com

2017-04-14

网络出版时间：