糖尿病視網膜病變（DR）是糖尿病引起的常見的典型微血管病變并發癥之一，是嚴重且常見的致盲性眼部并發癥。DR的具體發病機制目前尚未完全明確，其發生發展過程中涉及多種因素。脂聯素（APN）是由脂肪細胞分泌的一種內源性細胞因子, 在視網膜全層均有表達，特別是在外層（視桿細胞及視錐細胞層）表達更加明顯，其與特異性受體結合參與調節脂肪酸氧化和糖代謝等過程。近年許多研究發現APN可以參與調節機體血糖、抑制新生血管生成、減輕炎癥反應、舒張血管及改善血管內皮功能等。然而，有關APN在DR發生發展中的具體機制尚無定論，其在DR中的水平變化及具體作用機制的進一步研究可能有助于識別DR的特征性代謝變化，從而為DR的診斷提供新的生物標志物，同時有助于推進DR的治療的革新。
引用本文： 吳賢俊, 周瓊. 脂聯素在糖尿病視網膜病變發病機制中作用的研究進展. 中華眼底病雜志, 2023, 39(8): 708-713. doi: 10.3760/cma.j.cn511434-20211101-00615 復制
糖尿病視網膜病變（DR）是糖尿病的常見并發癥，是勞動年齡人口致盲的主要原因[1]。DR的診斷主要依賴于多模式影像檢查，治療上主要是玻璃體腔注藥、視網膜激光光凝及玻璃體切割手術，而大多數時候多模式影像檢查時發現DR患者已出現相應的眼底改變，同時隨著DR患者的增加，探究新的DR治療方式也迫在眉睫。脂聯素（APN）是由脂肪細胞分泌的一種內源性細胞因子，可以特異性結合受體，在DR的發病機制中發揮作用，如參與胰島素增敏、抑制葡萄產生、增加葡萄糖攝取、調控炎癥反應、增加血流速度、改善血管內皮功能等，在DR的發生發展中起著舉足輕重的作用且與DR的嚴重程度相關；此外，DR患者APN水平的改變早于眼底病變[2-3]。現就APN在DR的發病機制中的作用作一綜述，以期為APN作為DR診斷的生物標志物和探究DR潛在的治療方式提供參考。
1 APN生化特征及功能
APN是由脂肪組織分泌的一種含有244個氨基酸的內源性生物活性多肽，可以特異性結合受體，進而調節脂肪酸氧化和糖代謝等過程，具有保護血管內皮、抑制新生血管形成、抗炎等作用[4-5]。
APN功能多種多樣，涉及許多信號通路，如在肌肉組織中，APN可通過一磷酸腺苷激酶（AMPK）途徑和過氧化物酶體增生物激活受體（PPAR）α實現胰島素增敏功能[6-7]；在肝臟中，APN通過AMPK激活葡萄糖轉運并抑制糖異生，還可通過PPARα途徑激活脂肪酸氧化并減輕炎癥反應[8]。
2 APN與DR的關系
APN在組織中主要與特異性受體結合發揮作用，而大鼠視網膜全層及視網膜血管上均有其受體表達[9]。既往有研究表明，血液循環中APN水平與早產兒視網膜病變、DR、老年性黃斑變性等視網膜疾病的進展相關[10-12]。研究發現，DR患者血清APN水平低于對照組，且隨病情進展而下降[13-14]。此外，APN可通過多種細胞信號途徑抑制許多增生性視網膜病變新生血管的形成[9]，如APN可以抑制氧誘導視網膜病變小鼠模型的視網膜新生血管形成，調節腫瘤壞死因子（TNF）-α表達來抑制由缺血導致的病理性視網膜新生血管形成；而當APN表達缺陷時，實驗小鼠會表現出內皮依賴性的血管舒張受損，這表明APN對血管內皮細胞有一定的保護作用[15-17]。APN還可通過激活視網膜內皮細胞中的特異性受體結合從而使視網膜小動脈舒張，這有利于改善視網膜的血流灌注，改善視網膜氧供[18]。APN降低會加速視網膜毛細血管內皮細胞的損傷，從而引起血視網膜屏障功能障礙，促使DR發生與進展。
然而，有研究表明，DR患者血清APN水平較高，且增生型DR（PDR）患者的總APN水平和高分子多聚體APN水平顯著升高，房水中血管內皮生長因子（VEGF）和APN水平升高[19-21]。有學者認為，DR的發生及進展中伴隨著不同程度的神經微血管損傷，高水平APN是對內皮損傷的反應[22]；而APN在組織損傷和修復中發揮作用，可能參與了DR引起的內皮功能障礙的局部修復反應[22-23]，從而使得APN代償性的上調[6, 24]。在血管內皮屏障受損時，APN會在血管壁中積累，減輕內皮細胞的炎癥反應，抑制巨噬細胞向泡沫細胞轉化和血管平滑肌增生[25]。
造成這種APN水平差異的原因可能與以下幾個因素有關：（1）DR出現內皮細胞損傷，從而引起了APN的代償性升高[6, 24]；（2）PDR患者的血視網膜屏障通透性增加[26]，使得局部APN水平升高；（3）APN水平可能與視網膜血流量、視網膜血管直徑及視網膜血管血流流速相關[12]。
3 APN在DR發生發展中可能的作用機制
3.1 APN參與血糖調控
APN具有胰島素增敏，從而降低胰島素抵抗的重要作用[27]。APN可增加胰島素抑制葡萄糖產生的能力，也可降低肝糖異生，從而導致肝葡萄糖輸出量的減少，而肝臟葡萄糖輸出量決定血糖水平，從而導致血糖水降低[28-29]。APN可通過誘導銜接因子蛋白含pH域蛋白1（APPL1）依賴的肝激酶基因B1（LKB1）從細胞核易位到細胞質，APN與APPL1及LKB1結合后，使得AMPK磷酸化，從而激活APMK通路；另外，APN還可激活磷脂酶C產生三磷酸肌醇（iP3），iP3與細胞質中的內質網受體結合后，刺激內質網釋放Ca2+，Ca2+與鈣調蛋白依賴性蛋白激酶激酶β后激活AMPK通路[30-31]。AMPK激活后通過磷酸化控制葡萄糖轉運體（GLUT）4易位和細胞膜上TBC（Tre-2/Bub2/Cdc16是真核生物中普遍存在的一種由200個氨基酸殘基組成的保守性蛋白質結構域，含有該結構域的蛋白質被稱為TBC蛋白）結構域家族成員1的數量和GLUT1易位和細胞膜上硫氧還蛋白相互作用蛋白的數量促進葡萄糖攝取[32-33]。Xin等[34]研究表明，APN還能刺激APPL1和Rab5（APPL1下游的一個小三磷酸鳥苷激酶）和p38MAPK之間的相互作用，導致葡萄糖攝取的增加。此外，APN還可降低肝臟中糖異生過程中所需要的酶，如磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶和葡萄糖-6-磷酸酶的表達，從而使內源性葡萄糖產量減少[29]。Maeda等[27]研究表明，APN/Acrp30缺乏小鼠表現出嚴重的飲食誘導的胰島素抵抗，肌肉中胰島素受體底物1相關的磷脂酰肌醇3激酶活性降低，從而引起血糖調控失衡，致使血糖升高。高血糖具有代謝效應，可導致視網膜微血管損傷，且糖代謝的晚期糖基化終末產物異常積累可導致周細胞死亡和血管通透性增加，引起血視網膜受損[35-36]。
3.2 APN參與新生血管形成調控
DR的進展過程中涉及到新生血管的形成，而脂肪細胞釋放的脂肪因子在全身穩態中發揮了重要作用，并在血管生成中發揮了重要作用[37]。作為脂肪細胞分泌的細胞因子之一的APN可通過改善胰島素抵抗從而避免血管并發癥，從而對DR具有保護作用[38]。Brakenhielm等[39]發現，APN是一種直接的內源性血管生成抑制劑，對血管生成的起負調控作用，且還能抑制VEGF或成纖維細胞生長因子（FGF）-2誘導的人真皮微血管內皮細胞、牛毛細血管內皮細胞和豬主動脈內皮細胞的增生。Palanisamy等[40]也發現，異源表達的APN可抑制人臍靜脈內皮細胞、人視網膜微血管內皮細胞和人脈絡膜內皮細胞的血管化過程；此外，他們還發現重組APN抑制了PDR患者玻璃體和VEGF誘導的人臍靜脈內皮細胞、人視網膜微血管內皮細胞血管化過程。Li等[41]研究表明，APN通過促進磷脂酰肌醇-3-激酶（PI3K）/蛋白激酶B/哺乳動物雷帕霉素靶蛋白信號通路抑制自噬來抑制高糖誘導的恒河猴脈絡膜視網膜內皮細胞的遷移和血管形成過程。另外，APN可以通過抑制核因子-κB和早期生長反應蛋白1的激活來減弱脂多糖刺激巨噬細胞，使得TNF-α產生減少，或者促進巨噬細胞清除早期凋亡細胞，下調TNF-α水平，從而防止缺血誘導的病理性視網膜新生血管形成[42-45]。既往有學者認為，DR進展中的新生血管形成的部分原因可能是由于正常血管生長延遲導致的[46-47]。Fu等[46]發現，重組小鼠APN或AdipoR1激動劑可激活APN通路，從而逆轉了高血糖相關的光感受器代謝抑制，解除了光感受器代謝紊亂對正常血管生長的抑制，從而預防了病理性新生血管的形成；他們還發現FGF-21可抑制缺氧誘導的小鼠病理性視網膜新生血管生長，但當APN缺乏時，FGF-21對抗新生血管生長的保護作用消失。這提示，APN在FGF-21抑制病理性新生血管生長的過程中起著舉足輕重的作用，低水平的APN可能會促進人類新生血管性眼病的發展[47]。
DR的晚期新生血管可逐漸纖維化，從而導致更為嚴重的并發癥，而已有研究報道APN具有抗纖維化作用[48]。DR與糖尿病腎病均為糖尿病的微血管并發癥，兩者的發病時間及病理過程均有相似之處，晚期均伴有纖維化過程，且目前已有研究證實APN可抑制糖尿病腎病的纖維化過程，減少了糖尿病引起的腎小球硬化[49-50]。但是，APN相互作用的時空調控可能決定了其促纖維化或抗纖維化活性，許多關鍵因素如組織或細胞類型、疾病和其相關的細胞微環境，都可能影響APN在纖維化中的作用[51]。
3.3 APN參與炎癥反應調控
越來越多的證據表明，炎癥是DR發展的關鍵因素。研究表明，APN具有一系列的抗炎特性[52-53]。如APN可降低TNF-α的表達，下調血管細胞粘附分子-1、E選擇素等在內皮細胞表面的表達，抑制血管平滑肌細胞的增生，調控內皮細胞的炎癥反應；此外，APN還可誘導白細胞介素（IL）-10的表達和分泌，而IL-10在DR的發展過程中起到了保護作用[54-55]。Wang等[56]研究表明，IL-10基因轉染的內皮祖細胞改善了內皮祖細胞介導的視網膜血管修復，隨后抑制了非PDR的進展。APN在減輕慢性炎癥反應過程中同樣發揮著重要的作用，但是APN的這種抗炎特性在FGF-21基因敲除的小鼠中并未觀察到[57]。在非酒精性脂肪性肝炎小鼠模型中，長效FGF-21可部分通過FGF-21/APN/IL-17A通路減輕炎癥反應[58]。Li等[59]發現，FGF-21可上調皮下脂肪中的APN，這與皮下脂肪細胞中M2巨噬細胞極化的增加和隨后的抗炎變化相一致。以上研究表明，APN具有介導FGF-21來抑制炎癥反應的作用。而Fu等[60]在研究1型糖尿病小鼠時發現，FGF-21可抑制IL-1b的促炎性表達，減少光感受器來源的炎癥，從而逆轉了糖尿病誘導的視網膜神經元損傷。
3.4 APN通過一氧化氮（NO）參與血管保護
糖尿病患者內皮細胞源性血管活性物質生成失衡可造成微血管損傷和調節異常，是DR發生及發展的重要因素。血漿APN濃度下降與微血管疾病內皮功能障礙相關，提示APN可能在血管疾病的發病機制中發揮保護作用[61-62]，而APN的內皮保護功能至少部分是通過增加NO的能力介導的[63]。NO是非常重要的血管擴張劑，對眼部血管具有保護的作用，可減少細胞凋亡維持內皮細胞屏障的完整性[64-65]。Cheng等[63]發現，APN可通過與其受體結合，通過依賴PI3K的AMPK/內皮型NO合酶（eNOS）途徑誘導eNOS磷酸化，刺激內皮細胞NO產生，舒張血管，改善血管內皮功能。APN還可通過AMPK途徑活化eNOS，從而使內皮細胞合成釋放NO，NO再通過激活鳥苷環化酶，從而引起視網膜小動脈的內皮依賴性擴張，改善視網膜血流速度及舒張血管而增加視網膜血流[18]。研究表明，糖尿病患者血清APN水平下降，且糖尿病患者出現了內皮依賴性的血管舒張功能明顯受損，導致這種血管舒張功能障礙的原因之一是低水平的APN使得其刺激內皮細胞釋放NO的能力減弱[64, 66]。Patel等[67]對DR小鼠的視網膜切片進行了NO生成的影像學分析，其發現DR小鼠的NO產生減少，且NO的減少伴隨著視網膜血管中O2－的形成增加和白細胞附著增加，而血管中O2－的形成增加和白細胞附著增加會進一步導致血管內皮細胞的損傷，從而引起視網膜血管的功能障礙。因此，有學者認為早期DR的發病機制可能與NO的產生減少有關[68-69]。Chakravarthy等[68]發現，高糖狀態可抑制視網膜血管內皮細胞eNOS的表達和NO的產生減少。Kim等[69]在體外培養視網膜周細胞時發現，高糖環境下，視網膜周細胞產生的NO減少，而這與DR患者APN濃度下降，微血管內皮功能障礙相符合。
4 APN基因多態性與DR的關系
APN基因的單核苷酸多態性已被證明與2型糖尿病相關[70-73]。APN基因所在的染色體3q27恰好是也糖尿病易感性位點[5]。Li等[74]發現，APN基因C-11377G（rs266729）多態性與胰島素治療之間的相互作用，以及糖尿病家族史與胰島素治療之間的相互作用，可能與DR易感性有關。Zietz等[75]也證明，APN基因多態性與2型糖尿病引起的DR相關。但是，也有些學者如Choe等[76]發現，APN基因多態性位點rs2241766和rs1501299與DR的發生及發展的相關性不明顯。目前關于APN基因多態性與DR的發生及發展之間的關系尚未有明確的定論，還需要大量的研究來證明。
5 總結與展望
APN具有胰島素增敏、調控機體血糖水平、保護血管內皮細胞、抑制新生血管形成、抑制炎癥反應、抗纖維化等作用，而DR的發生發展過程中與高血糖水平、炎癥反應、新生血管的形成密切相關，目前研究已表明DR患者體內APN水平的異常。DR發生及發展機制過于復雜，涉及多因素綜合作用，故目前關于APN在DR發生發展中的機制尚無明確定論，且目前APN的諸多生理功能研究多為體外細胞研究，缺乏足夠多、足夠大樣本的體內研究來相互佐證APN在DR中的具體作用機制，且目前關于APN在DR病理生理學中的作用仍存在爭議。此外APN在血液中以不同的形式存在，包括低三聚體、六聚體以及包含12～18個單體的多聚體，未來在進行體內研究的同時還需要考慮不同形式APN的作用是否存在差異。APN在DR中水平變化及具體作用機制的研究有助于識別DR的特征性代謝變化，從而對DR的診斷提供新的生物標志物，有助于推進DR治療的革新，隨著APN作用機制的進一步闡明，APN有望成為DR的預防、診斷及治療中的一個關鍵突破點。
糖尿病視網膜病變（DR）是糖尿病的常見并發癥，是勞動年齡人口致盲的主要原因[1]。DR的診斷主要依賴于多模式影像檢查，治療上主要是玻璃體腔注藥、視網膜激光光凝及玻璃體切割手術，而大多數時候多模式影像檢查時發現DR患者已出現相應的眼底改變，同時隨著DR患者的增加，探究新的DR治療方式也迫在眉睫。脂聯素（APN）是由脂肪細胞分泌的一種內源性細胞因子，可以特異性結合受體，在DR的發病機制中發揮作用，如參與胰島素增敏、抑制葡萄產生、增加葡萄糖攝取、調控炎癥反應、增加血流速度、改善血管內皮功能等，在DR的發生發展中起著舉足輕重的作用且與DR的嚴重程度相關；此外，DR患者APN水平的改變早于眼底病變[2-3]。現就APN在DR的發病機制中的作用作一綜述，以期為APN作為DR診斷的生物標志物和探究DR潛在的治療方式提供參考。
1 APN生化特征及功能
APN是由脂肪組織分泌的一種含有244個氨基酸的內源性生物活性多肽，可以特異性結合受體，進而調節脂肪酸氧化和糖代謝等過程，具有保護血管內皮、抑制新生血管形成、抗炎等作用[4-5]。
APN功能多種多樣，涉及許多信號通路，如在肌肉組織中，APN可通過一磷酸腺苷激酶（AMPK）途徑和過氧化物酶體增生物激活受體（PPAR）α實現胰島素增敏功能[6-7]；在肝臟中，APN通過AMPK激活葡萄糖轉運并抑制糖異生，還可通過PPARα途徑激活脂肪酸氧化并減輕炎癥反應[8]。
2 APN與DR的關系
APN在組織中主要與特異性受體結合發揮作用，而大鼠視網膜全層及視網膜血管上均有其受體表達[9]。既往有研究表明，血液循環中APN水平與早產兒視網膜病變、DR、老年性黃斑變性等視網膜疾病的進展相關[10-12]。研究發現，DR患者血清APN水平低于對照組，且隨病情進展而下降[13-14]。此外，APN可通過多種細胞信號途徑抑制許多增生性視網膜病變新生血管的形成[9]，如APN可以抑制氧誘導視網膜病變小鼠模型的視網膜新生血管形成，調節腫瘤壞死因子（TNF）-α表達來抑制由缺血導致的病理性視網膜新生血管形成；而當APN表達缺陷時，實驗小鼠會表現出內皮依賴性的血管舒張受損，這表明APN對血管內皮細胞有一定的保護作用[15-17]。APN還可通過激活視網膜內皮細胞中的特異性受體結合從而使視網膜小動脈舒張，這有利于改善視網膜的血流灌注，改善視網膜氧供[18]。APN降低會加速視網膜毛細血管內皮細胞的損傷，從而引起血視網膜屏障功能障礙，促使DR發生與進展。
然而，有研究表明，DR患者血清APN水平較高，且增生型DR（PDR）患者的總APN水平和高分子多聚體APN水平顯著升高，房水中血管內皮生長因子（VEGF）和APN水平升高[19-21]。有學者認為，DR的發生及進展中伴隨著不同程度的神經微血管損傷，高水平APN是對內皮損傷的反應[22]；而APN在組織損傷和修復中發揮作用，可能參與了DR引起的內皮功能障礙的局部修復反應[22-23]，從而使得APN代償性的上調[6, 24]。在血管內皮屏障受損時，APN會在血管壁中積累，減輕內皮細胞的炎癥反應，抑制巨噬細胞向泡沫細胞轉化和血管平滑肌增生[25]。
造成這種APN水平差異的原因可能與以下幾個因素有關：（1）DR出現內皮細胞損傷，從而引起了APN的代償性升高[6, 24]；（2）PDR患者的血視網膜屏障通透性增加[26]，使得局部APN水平升高；（3）APN水平可能與視網膜血流量、視網膜血管直徑及視網膜血管血流流速相關[12]。
3 APN在DR發生發展中可能的作用機制
3.1 APN參與血糖調控
APN具有胰島素增敏，從而降低胰島素抵抗的重要作用[27]。APN可增加胰島素抑制葡萄糖產生的能力，也可降低肝糖異生，從而導致肝葡萄糖輸出量的減少，而肝臟葡萄糖輸出量決定血糖水平，從而導致血糖水降低[28-29]。APN可通過誘導銜接因子蛋白含pH域蛋白1（APPL1）依賴的肝激酶基因B1（LKB1）從細胞核易位到細胞質，APN與APPL1及LKB1結合后，使得AMPK磷酸化，從而激活APMK通路；另外，APN還可激活磷脂酶C產生三磷酸肌醇（iP3），iP3與細胞質中的內質網受體結合后，刺激內質網釋放Ca2+，Ca2+與鈣調蛋白依賴性蛋白激酶激酶β后激活AMPK通路[30-31]。AMPK激活后通過磷酸化控制葡萄糖轉運體（GLUT）4易位和細胞膜上TBC（Tre-2/Bub2/Cdc16是真核生物中普遍存在的一種由200個氨基酸殘基組成的保守性蛋白質結構域，含有該結構域的蛋白質被稱為TBC蛋白）結構域家族成員1的數量和GLUT1易位和細胞膜上硫氧還蛋白相互作用蛋白的數量促進葡萄糖攝取[32-33]。Xin等[34]研究表明，APN還能刺激APPL1和Rab5（APPL1下游的一個小三磷酸鳥苷激酶）和p38MAPK之間的相互作用，導致葡萄糖攝取的增加。此外，APN還可降低肝臟中糖異生過程中所需要的酶，如磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶和葡萄糖-6-磷酸酶的表達，從而使內源性葡萄糖產量減少[29]。Maeda等[27]研究表明，APN/Acrp30缺乏小鼠表現出嚴重的飲食誘導的胰島素抵抗，肌肉中胰島素受體底物1相關的磷脂酰肌醇3激酶活性降低，從而引起血糖調控失衡，致使血糖升高。高血糖具有代謝效應，可導致視網膜微血管損傷，且糖代謝的晚期糖基化終末產物異常積累可導致周細胞死亡和血管通透性增加，引起血視網膜受損[35-36]。
3.2 APN參與新生血管形成調控
DR的進展過程中涉及到新生血管的形成，而脂肪細胞釋放的脂肪因子在全身穩態中發揮了重要作用，并在血管生成中發揮了重要作用[37]。作為脂肪細胞分泌的細胞因子之一的APN可通過改善胰島素抵抗從而避免血管并發癥，從而對DR具有保護作用[38]。Brakenhielm等[39]發現，APN是一種直接的內源性血管生成抑制劑，對血管生成的起負調控作用，且還能抑制VEGF或成纖維細胞生長因子（FGF）-2誘導的人真皮微血管內皮細胞、牛毛細血管內皮細胞和豬主動脈內皮細胞的增生。Palanisamy等[40]也發現，異源表達的APN可抑制人臍靜脈內皮細胞、人視網膜微血管內皮細胞和人脈絡膜內皮細胞的血管化過程；此外，他們還發現重組APN抑制了PDR患者玻璃體和VEGF誘導的人臍靜脈內皮細胞、人視網膜微血管內皮細胞血管化過程。Li等[41]研究表明，APN通過促進磷脂酰肌醇-3-激酶（PI3K）/蛋白激酶B/哺乳動物雷帕霉素靶蛋白信號通路抑制自噬來抑制高糖誘導的恒河猴脈絡膜視網膜內皮細胞的遷移和血管形成過程。另外，APN可以通過抑制核因子-κB和早期生長反應蛋白1的激活來減弱脂多糖刺激巨噬細胞，使得TNF-α產生減少，或者促進巨噬細胞清除早期凋亡細胞，下調TNF-α水平，從而防止缺血誘導的病理性視網膜新生血管形成[42-45]。既往有學者認為，DR進展中的新生血管形成的部分原因可能是由于正常血管生長延遲導致的[46-47]。Fu等[46]發現，重組小鼠APN或AdipoR1激動劑可激活APN通路，從而逆轉了高血糖相關的光感受器代謝抑制，解除了光感受器代謝紊亂對正常血管生長的抑制，從而預防了病理性新生血管的形成；他們還發現FGF-21可抑制缺氧誘導的小鼠病理性視網膜新生血管生長，但當APN缺乏時，FGF-21對抗新生血管生長的保護作用消失。這提示，APN在FGF-21抑制病理性新生血管生長的過程中起著舉足輕重的作用，低水平的APN可能會促進人類新生血管性眼病的發展[47]。
DR的晚期新生血管可逐漸纖維化，從而導致更為嚴重的并發癥，而已有研究報道APN具有抗纖維化作用[48]。DR與糖尿病腎病均為糖尿病的微血管并發癥，兩者的發病時間及病理過程均有相似之處，晚期均伴有纖維化過程，且目前已有研究證實APN可抑制糖尿病腎病的纖維化過程，減少了糖尿病引起的腎小球硬化[49-50]。但是，APN相互作用的時空調控可能決定了其促纖維化或抗纖維化活性，許多關鍵因素如組織或細胞類型、疾病和其相關的細胞微環境，都可能影響APN在纖維化中的作用[51]。
3.3 APN參與炎癥反應調控
越來越多的證據表明，炎癥是DR發展的關鍵因素。研究表明，APN具有一系列的抗炎特性[52-53]。如APN可降低TNF-α的表達，下調血管細胞粘附分子-1、E選擇素等在內皮細胞表面的表達，抑制血管平滑肌細胞的增生，調控內皮細胞的炎癥反應；此外，APN還可誘導白細胞介素（IL）-10的表達和分泌，而IL-10在DR的發展過程中起到了保護作用[54-55]。Wang等[56]研究表明，IL-10基因轉染的內皮祖細胞改善了內皮祖細胞介導的視網膜血管修復，隨后抑制了非PDR的進展。APN在減輕慢性炎癥反應過程中同樣發揮著重要的作用，但是APN的這種抗炎特性在FGF-21基因敲除的小鼠中并未觀察到[57]。在非酒精性脂肪性肝炎小鼠模型中，長效FGF-21可部分通過FGF-21/APN/IL-17A通路減輕炎癥反應[58]。Li等[59]發現，FGF-21可上調皮下脂肪中的APN，這與皮下脂肪細胞中M2巨噬細胞極化的增加和隨后的抗炎變化相一致。以上研究表明，APN具有介導FGF-21來抑制炎癥反應的作用。而Fu等[60]在研究1型糖尿病小鼠時發現，FGF-21可抑制IL-1b的促炎性表達，減少光感受器來源的炎癥，從而逆轉了糖尿病誘導的視網膜神經元損傷。
3.4 APN通過一氧化氮（NO）參與血管保護
糖尿病患者內皮細胞源性血管活性物質生成失衡可造成微血管損傷和調節異常，是DR發生及發展的重要因素。血漿APN濃度下降與微血管疾病內皮功能障礙相關，提示APN可能在血管疾病的發病機制中發揮保護作用[61-62]，而APN的內皮保護功能至少部分是通過增加NO的能力介導的[63]。NO是非常重要的血管擴張劑，對眼部血管具有保護的作用，可減少細胞凋亡維持內皮細胞屏障的完整性[64-65]。Cheng等[63]發現，APN可通過與其受體結合，通過依賴PI3K的AMPK/內皮型NO合酶（eNOS）途徑誘導eNOS磷酸化，刺激內皮細胞NO產生，舒張血管，改善血管內皮功能。APN還可通過AMPK途徑活化eNOS，從而使內皮細胞合成釋放NO，NO再通過激活鳥苷環化酶，從而引起視網膜小動脈的內皮依賴性擴張，改善視網膜血流速度及舒張血管而增加視網膜血流[18]。研究表明，糖尿病患者血清APN水平下降，且糖尿病患者出現了內皮依賴性的血管舒張功能明顯受損，導致這種血管舒張功能障礙的原因之一是低水平的APN使得其刺激內皮細胞釋放NO的能力減弱[64, 66]。Patel等[67]對DR小鼠的視網膜切片進行了NO生成的影像學分析，其發現DR小鼠的NO產生減少，且NO的減少伴隨著視網膜血管中O2－的形成增加和白細胞附著增加，而血管中O2－的形成增加和白細胞附著增加會進一步導致血管內皮細胞的損傷，從而引起視網膜血管的功能障礙。因此，有學者認為早期DR的發病機制可能與NO的產生減少有關[68-69]。Chakravarthy等[68]發現，高糖狀態可抑制視網膜血管內皮細胞eNOS的表達和NO的產生減少。Kim等[69]在體外培養視網膜周細胞時發現，高糖環境下，視網膜周細胞產生的NO減少，而這與DR患者APN濃度下降，微血管內皮功能障礙相符合。
4 APN基因多態性與DR的關系
APN基因的單核苷酸多態性已被證明與2型糖尿病相關[70-73]。APN基因所在的染色體3q27恰好是也糖尿病易感性位點[5]。Li等[74]發現，APN基因C-11377G（rs266729）多態性與胰島素治療之間的相互作用，以及糖尿病家族史與胰島素治療之間的相互作用，可能與DR易感性有關。Zietz等[75]也證明，APN基因多態性與2型糖尿病引起的DR相關。但是，也有些學者如Choe等[76]發現，APN基因多態性位點rs2241766和rs1501299與DR的發生及發展的相關性不明顯。目前關于APN基因多態性與DR的發生及發展之間的關系尚未有明確的定論，還需要大量的研究來證明。
5 總結與展望
APN具有胰島素增敏、調控機體血糖水平、保護血管內皮細胞、抑制新生血管形成、抑制炎癥反應、抗纖維化等作用，而DR的發生發展過程中與高血糖水平、炎癥反應、新生血管的形成密切相關，目前研究已表明DR患者體內APN水平的異常。DR發生及發展機制過于復雜，涉及多因素綜合作用，故目前關于APN在DR發生發展中的機制尚無明確定論，且目前APN的諸多生理功能研究多為體外細胞研究，缺乏足夠多、足夠大樣本的體內研究來相互佐證APN在DR中的具體作用機制，且目前關于APN在DR病理生理學中的作用仍存在爭議。此外APN在血液中以不同的形式存在，包括低三聚體、六聚體以及包含12～18個單體的多聚體，未來在進行體內研究的同時還需要考慮不同形式APN的作用是否存在差異。APN在DR中水平變化及具體作用機制的研究有助于識別DR的特征性代謝變化，從而對DR的診斷提供新的生物標志物，有助于推進DR治療的革新，隨著APN作用機制的進一步闡明，APN有望成為DR的預防、診斷及治療中的一個關鍵突破點。