無生長追趕SGA個體生長方式及其促生長素軸抵抗機制的研究.pdf

1、前言: 宮內(nèi)生長遲緩(Intrauterinegoshretardation，IUGR)使嬰兒出生體重和/或身長在同胎齡平均出生體重和/或身長的第10百分位以下，或低于2個標準差，而稱之為小于胎齡兒(smallforgestationalage，SGA)。約10～15％的SGA在3歲內(nèi)不顯示追趕性生長，并發(fā)展為成年矮身材，嚴重影響了SGA兒的生存質(zhì)量。 SGA是多內(nèi)分泌激素抵抗綜合征，存在不同程度生長激素抵抗、胰島素抵抗

2、及IGF-1抵抗等多激素抵抗現(xiàn)象。研究表明SGA無生長追趕與生長軸抵抗有關(guān)，但發(fā)生機制尚未明確，生長激素(GH)是機體生長及代謝的關(guān)鍵激素，最近研究表明JAK2/STAT途徑介導了GH的受體后信號傳遞，基因敲除研究已表明STAT激酶特別是STAT5在生長中發(fā)揮著重要的作用。既然SGA存在著GH抵抗，那么其JAK2/STAT信號通路是否發(fā)生改變目前尚無研究。如果SGA有JAK2/STAT信號激活障礙，是什么因素導致了信號通路受損昵?

3、 最新的研究表明，細胞因子信號轉(zhuǎn)導抑制分子(Suppressorsofcytokinesignaling，SOCS)蛋白，能與細胞因子受體-JAK2復合物結(jié)合，并抑制JAK2激酶活性，是JAK/STAT信號通路重要的負調(diào)節(jié)因子。現(xiàn)有的證據(jù)表明SOCS，特別是SOCS2和CIS在生長發(fā)育的負調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要的作用。然而，SOCS在無追趕性生長SGA的表達情況目前國內(nèi)外尚未見研究，而且SOCS在無追趕性生長SGA的表達及其與GH介導的JAK

4、2/STAT信號通路間的關(guān)系也有待闡明。 為此，本論文首先從臨床研究無追趕生長SGA兒童促生長軸抵抗、胰島素抵抗及其兩者間的聯(lián)系，并建立無追趕生長IUGR幼鼠模型研究內(nèi)分泌及生長板GH/IGF-1軸改變，進而探討IUGR幼鼠GH受體的表達和JAK2/STAT信號通路活化的改變，最后探討IUGR幼鼠SOCS蛋白的表達及其與JAK2/STAT信號通路受損的關(guān)系，旨在闡明SGA生長激素抵抗的分子機制，為治療無追趕生長SGA兒提供理論基

5、礎(chǔ)和新思路。 第一章無生長追趕小于胎齡兒胰島素抵抗及其與生長軸抵抗關(guān)系的研究GH/IGF-1軸與胰島素敏感性密切相關(guān)，持續(xù)高GH水平會導致肝臟和周圍組織胰島素敏感性下降。胰島素抵抗也可能會影響GH/IGF-1軸。目前關(guān)于SGA的臨床研究多將胰島素抵抗與GH/IGF-1軸異常分開，關(guān)于無生長追趕SGA兒胰島素抵抗與生長軸抵抗相互關(guān)系的研究，僅限于個別的報道。因此，本研究探討無生長追趕的SGA兒IGF-1水平、胰島素分泌和敏感性，以

6、及它們之間的相互關(guān)系。 一、對象和方法: 1.研究對象:本病例對照研究選擇24例無生長追趕.小于胎齡兒(SGA，Smallforgestationalage)作為病例組，并用性別、年齡、體塊指數(shù)(BMI，Bodymassindex)、青春期分期相匹配的24例矮身材適于胎齡兒(AGA，Appropriateforgestationalage)為對照組。無生長追趕SGA病例的標準：出生體重和/或身長低于同胎齡平均出生體重和/

7、或身長的2個標準差(SDS)；目前身高SDS<-2.0；身高增長速度SDS<0.0；和生活年齡2.5～11歲。出生體重、出生身長以及目前的身高、體重均轉(zhuǎn)化成按年齡和性別校正的身高標準差得分(HtSDS)及體重標準差得分(WtSDS)。對照組即矮身材適于胎齡兒組(正常出生體重)組：指出生體重高于同胎齡平均體重的2個標準差和目前身高SDS<-2.0。 所有病例均行GH刺激試驗，GH峰值均在正常范圍[左旋多巴加吡啶新的明(PSD)試驗

8、：GH峰值>10μg/L]。所有病例均排除染色體異常、宮內(nèi)感染或某些引起IUGR的綜合征，并剔除伴有性早熟、生長激素缺乏癥、甲狀腺功能減低癥等內(nèi)分泌疾病或其他慢性器質(zhì)性疾病所致的生長遲緩者，若一級親屬有2型糖尿病史或正在使用影響胰島素敏感性的藥物者也被剔除。 2.方法: 過氧化物酶法檢測空腹血糖，用放射免疫分析法(RIA)測定血清IGF-1水平并轉(zhuǎn)化為按同性別和年齡標準化的SDS得分，用免疫放射分析法(IRMA)測定血清

9、胰島素水平。計算空腹血糖/胰島素比值(G/I比值)、胰島素抵抗指數(shù)(HOMA-IR，Homeostasisassessmentmodelforinsulinresistance)和胰島β細胞功能(HOMA％)。G/I比值<6或HOMA-IR數(shù)值>3，則提示患兒胰島素敏感性下降。 3.統(tǒng)計分析 組間均數(shù)比較采用ANOVA方差分析；計數(shù)資料比較采用χ2檢驗，用Pearson相關(guān)分析方法分析兩變量間的線性關(guān)聯(lián)程度，以p<0.0

10、5為差異有統(tǒng)計學意義。 二、結(jié)果: 1.兩組臨床資料的比較無生長追趕SGA組年齡、性別、身高SDS、體重SDS、BMI與矮小AGA組比較均無顯著性差異(p均>0.05)，而出生體重SDS和出生身長SDS顯著低于矮小AGA組(-2.6±0.7SDSvs-0.5±0.7SDS和-2.9±0.7SDSvs-0.3±0.6SDS，p均<0.01)。 2.兩組胰島素敏感性指標及血清IGF-1水平比較無生長追趕SGA組空腹胰

11、島素、HOMA-IR、胰島β細胞功能(HOMA％)均顯著高于矮小AGA組(8.0±6.2mU/Lvs4.4±2.8mU/L，1.8±1.4vs1.0±0.7and183.0±145.9vs70.8±43.6，p均<0.05)；無生長追趕SGA組HOMA-IR>3人數(shù)顯著高于矮小AGA組(7/24vs1/24，p均<0.05)；而G/I比值顯著低于矮小AGA組(17.8±15.1vs33.2±28.9，p<0.05)。 無生長追趕

12、SGA血清IGF-1水平低于正常參照人群，其平均血清IGF-1水平為-0.6SD，但其水平明顯高于矮小AGA組(-1.2±1.0SD，p<0.05)。 無生長追趕SGA組GH刺激試驗血GH峰值、空腹血糖與矮小AGA組比較均無顯著性差異(p均>0.05)。 3.胰島素敏感性指標與血清IGF-1水平的相關(guān)性無生長追趕SGA空腹胰島素、胰島素抵抗指數(shù)(HOMA-IR)及HOMA-β細胞功能與血清IGF-1水平呈正相關(guān)(r分別為

13、0.709、0.685、0.509，p均<0.01)；而G/I比值與血清IGF-1水平呈負相關(guān)。 第二章雙側(cè)子宮動脈結(jié)扎法建立無生長追趕IUGR幼鼠模型建立良好的無生長追趕IUGR動物模型，是研究SGA生長軸調(diào)控機制的前提。本研究采用雙側(cè)子宮動脈部分結(jié)扎法，建立無生長追趕IUGR幼鼠模型，觀察其IUGR發(fā)生率、4周齡時SGA幼鼠存活率及無生長追趕SGA幼鼠發(fā)生率。并與采用饑餓法(限制飼料)建立無生長追趕IUGR幼鼠模型進行比較。

14、 第三章無生長追趕SGA幼鼠內(nèi)分泌及生長板GH/IGF-1軸的改變無生長追趕SGA兒童存在GH/IGF-1軸抵抗和胰島素抵抗，表現(xiàn)為GH激發(fā)試驗正常，而血IGF-1濃度低于正常，空腹血胰島素水平和胰島素抵抗指數(shù)升高。SGA生長軸紊亂的調(diào)控機制仍不清楚，關(guān)于GH對SGA內(nèi)分泌及生長板GH/IGF-1軸的作用及對胰島素敏感性影響的研究很少，因此，本研究探討無生長追趕SGA幼鼠生后縱向生長和內(nèi)分泌、生長板局部GH/IGF-1軸狀況以及

15、GH治療的影響。 第四章SOCS蛋白對無生長追趕SGA幼鼠生長激素受體后信號轉(zhuǎn)導通路的影響無生長追趕SGA幼鼠存在GH/IGF-1軸抵抗，表現(xiàn)為SGA鼠GH分泌正常，但血清IGF-1水平低下，提示SGA鼠生長軸抵抗可能發(fā)生在受體或受體后水平。JAK2/STAT途徑在GH信號傳遞中起著重要的作用[2]，而新近研究發(fā)現(xiàn)的細胞因子信號轉(zhuǎn)導抑制分子(Suppressorsofcytokinesignaling，SOCS)，能與細胞因子受

16、體-JAK2復合物結(jié)合，并抑制JAK2激酶活性[3]。因此，本研究探討無生長追趕SGA幼鼠JAK2/STAT途徑的變化及GH的影響，并觀察SOCS2和CIS在該模型中的表達及其與SGA的JAK2/STAT信號通路改變的關(guān)系，以探討無生長追趕SGA幼鼠GH/IGF-1軸抵抗的分子機制。 總結(jié) 1.無生長追趕SGA兒童同時有胰島素抵抗和GH/IGF-1軸抵抗，其相對高的血清IGF-1水平可能與繼發(fā)于胰島素抵抗的高胰島素血癥有

17、關(guān)。高胰島素血癥對生長軸的影響可能是無生長追趕的SGA兒童在GH/IGF-1軸抵抗情況下維持生長的機制之一。 2.通過雙側(cè)子宮動脈結(jié)扎法能成功建立無生長追趕IUGR幼鼠模型，用此方法建立IUGR大鼠模型與目前臨床情況更為接近，為深入研究無生長追趕SGA生長軸抵抗機制奠定了建模方法學基礎(chǔ)。 3.對IUGR幼鼠模型的研究進一步表明：無生長追趕SGA幼鼠除有內(nèi)分泌GH/IGF-I軸異常，還有生長板局部GH/IGF-1軸受損和軟

18、骨細胞增殖障礙；短期GH治療能改善其內(nèi)分泌和旁分泌/自分泌IGF-1表達，促進生長板生長，但同時加重胰島素抵抗。 4.無生長追趕SGA鼠生長激素受體表達無變化，但受體后JAK2/STAT信號通路受損，后者與SOCS2和CIS蛋白過度表達有關(guān)。 5.無生長追趕SGA鼠對外源性藥理量GH治療療效欠佳可能與SOCS蛋白表達過多而對GH誘導的JAK2/STAT信號通路的抑制有關(guān)，SOCS蛋白有望成為干預無生長追趕SGA生長激素抵