［摘要］长期的高糖环境下形成的晚期糖化终产物是糖尿病慢性并发症的发病机制之一。它主要通过直接和间接途径作用于人体，本文就晚期糖化终产物与糖尿病血管并发症的关系作一综述。

［中图分类号］R587.1［文献标识码］A

［文章编号］1007-3949(2000)-03-0270-03

晚期糖化终产物(advanced glycosylation endproduct, AGE)是非酶糖化反应的终末期产物，体内还原性单糖，如葡萄糖、果糖及葡萄糖－6－磷酸的醛基或酮基与氨基酸或核苷酸的游离氨基之间发生非酶糖化反应，生成不稳定的Schiff碱，再经缓慢重排，生成可逆性的Amadori产物，此后经复杂的重排，最后生成不可逆的AGE。近年来的研究发现，AGE与糖尿病慢性并发症有密切关系^［1］。AGE主要通过直接和间接途径作用于人体。本文即从以上两种途径综述AGE在糖尿病血管并发症中的作用。

1晚期糖化终产物的直接作用

AGE的直接作用主要包括引起细胞外基质的分子结构、功能改变和胞内AGE的形成。

AGE可以在蛋白质、脂和核酸中形成。晶体蛋白是一种更新缓慢的蛋白，随着时间的增长，经AGE修饰的晶体蛋白进行性增加，这种反应在糖尿病患者体内尤为突出。用核糖核酸酶的实验证实，AGE在自由糖缺如的情况下引起交联。用核糖核酸酶和糖一起孵育，有共价交联的核糖核酸二聚体、三聚体形成，去除糖化的核糖核酸仍继续多聚化，说明糖尿病组织交联的发展过程中即使严格地控制血糖仍不能阻止交联的发展。AGE诱使胶原发生交联后，溶解性下降，不易被酶消化，从而使血管基底膜增厚，组织硬度增加。

AGE与血浆蛋白如低密度脂蛋白(low density lipoprotein, LDL)、IgG等共价偶联，沉积在血管壁，引起管腔进行性狭窄^［2］。糖化的LDL可将其它的LDL颗粒固定于糖化了的管壁蛋白上，促进纤维脂质斑块的形成，同时抑制它从管壁内扩散，间接促进脂蛋白AGE的形成。实验显示，糖尿病患者的LDL样品中，LDL的载脂蛋白和脂质连接的AGE水平都较正常人群高，而循环中的AGE蛋白断裂物－AGE肽比葡萄糖更能有效地与LDL反应，促进LDL的氧化，从而产生大量自由基，引发组织损伤。

近年来的研究显示，在血管基质形成的AGE可能干扰了一氧化氮(nitric oxide, NO)的生化活性^［3］。在体外，连接AGE的胶原基质对NO的生物活性有直接减弱作用。NO是一种内皮细胞源性血管舒张因子，它的主要效应包括舒张血管，抑制血小板聚集等。糖尿病动物中，AGE堆积与抑制NO血管舒张作用成正比，并且可以通过阻断AGE的形成而提高NO血管舒张作用。

DNA和核酸蛋白也是AGE损伤的目标，它们的非酶糖化可影响基因的转录和表达。将质粒PBR322非酶糖化后再转染大肠杆菌，可使质粒PBR322的抗四环素基因失活。血管细胞内AGE的形成参与了糖尿病血管并发症的发病，但其具体影响过程仍有待进一步研究。

2晚期糖化终产物的间接作用

2．1受体的概况^［4］

AGE的结合位点在多种细胞如内皮细胞、平滑肌细胞、淋巴细胞、单核巨噬细胞及类成骨细胞均有发现。AGE是一群结构多样的物质，能与细胞表面的许多分子发生相互作用。因肺组织的内皮细胞和单核巨噬细胞成分含量丰富，故最先用肺来研究AGE受体，Neeper等^［5］从肺组织分离出两种细胞表面相关性多肽，一种为35 kDa的RAGE，另一种为80 kDa的乳铁蛋白样多肽，经氨基端蛋白测序和胰蛋白酶消化片段分析后，从肺组织文库中克隆出cDNA。根据推测的氨基酸序列，RAGE是一种新的免疫球蛋白超家族成员。RAGE细胞外区域具有V型片段紧接两个C型片段的类免疫球蛋白结构。在细胞外区域之后是一个跨膜区和一条高度电荷的胞质尾巴,细胞内段RAGE与B细胞激活标记CD20最具有同源性，该段很可能在配体占领受体后结合胞浆内信号传导分子，产生细胞效应。在内皮细胞和单核细胞表面，RAGE和LF－L以复合物的形式出现^［6］。RAGE和LF－L的抗体之间无交叉反应,但均能阻断AGE与其位点的结合，以上提示RAGE可能参与了宿主对环境干扰的反应，与之一致的是RAGE基因在6号染色体短臂人类主要组织相容性抗原Ⅱ和Ⅲ之间。

A型巨噬细胞清除受体和其他在细胞表面呈现的多肽（p60、p90、galectin－2）也被认为可能是RAGE的结合点，这些结合点在AGE介导的细胞激活中的作用尚未明确。清除受体可能主要通过内吞、清除AGE而发挥作用，p60、p90、galectin－2有可能与RAGE识别不同结构的AGE有关。

2．2经RAGE的信号传导^［7］

RAGE做为信号传导受体介导AGE和其配体结合在细胞表面，激活细胞内部各种信号传导机制^［8］。最近有实险证明，用一种突变的缺乏胞内尾巴的负性RAGE可以阻断AGE引发的细胞激活。AGE的主要成份之一羧甲基赖氨酸（canboxymethyl lysine,CML）在缺乏受体时生物活性丧失，不产生活性氧碎片，不发荧光，也不形成交联。目前发现RAGE的信号途径之一是p21ras的激活引起丝裂素活化蛋白激酶和转录因子NF－κB的核转位，最终导致靶基因的转录。丝裂素活化蛋白激酶细胞外信号调节激酶1和2是激活的p21ras的靶物。在细胞暴露于AGE 15～20 min内，细胞外信号调节激酶1和2即达到激活顶峰。当p21ras第118位半胱氨酸被丝氨酸取代时，AGE和RAGE相互作用引起的细胞外信号调节激酶1和2的激活则被阻断。

NF－κB是多种“损伤反应基因”的多效转录调节因子，它的激活可引起靶细胞中这类基因的表达。如在糖尿病组织中，血管细胞粘附分子和亚铁血红素氧合酶－Ⅰ表达均升高。这些细胞应激标记物均与NF－κB激活密切相关^［9］。用抗RAGE－IgG或过量的可溶性RAGE阻断AGE与RAGE的结合同时也阻止了由此引起的NF－κB的激活。

2.3RAGE介导的生物学效应

2.3.1晚期糖化终产物对单核细胞的作用体内和体外实验均证实，AGE对单核细胞具有选择性趋化作用^［10］。体内实验可见AGE引起单核细胞穿过正常的内皮层到达AGE注射点。体外实验发现，在完整的内皮细胞层或平滑肌细胞层一侧孵育AGE后可引起另侧单核细胞跨膜转移明显增加，这种AGE引起的单核细胞在内皮下游走和沉积，可能与动脉粥样硬化的早期变化有关。

单核细胞被激活后产生一系列细胞因子，如血小板源性生长因子（platelet－derived growth factor, PDGF）、胰岛素样生长因子^［11］（insulin－like growth factor,IGF）、白介素－1（interleukin－1,IL－1）及肿瘤坏死因子－2（tumor nacrosis factor－ 2，TNF－2）等。另外，还刺激粒细胞集落刺激因子（granulocyte macrophage－colony stimulating factor,GM－CSF）释放，以旁分泌或自分泌方式刺激粒细胞生长，从而将AGE对单核巨噬细胞的作用放大。

2.3.2晚期糖化终产物与血管内皮细胞受体的作用正常血管内皮仅少量表达RAGE抗原及mRNA，而在糖尿病或其他原因引起的闭塞性血管病变中RAGE抗原及mRNA的表达明显增强^{［12，13］}。

RAGE介导了内皮细胞对AGE的清除，同时沟通了AGE从血管到内皮下层的联系，间接促进了AGE与细胞外基质成分发生交联，引起基底膜增厚，通透性异常。

内皮细胞上RAGE与AGE结合后，产生氧化应激，包括产生硫代巴比妥酸反应性物质（TBARS）和激活NF－κB。这些过程可被抗RAGE－IgG或抗氧化剂阻断，内皮细胞产生氧化应激后可诱导白介素－6 mRNA的表达增加。白介素－6是一种与纤维蛋白原合成有关的细胞因子。

内皮细胞在处理AGE过程中，一方面增加组织因子促凝活性，另一方面抑制抗凝血栓调理素活性，引起内皮细胞单层通透性增加。这种通透性改变可被事先应用可溶性RAGE阻断。

观察发现，糖尿病兔体内血管细胞粘附分子－1表达增加。血管细胞粘附分子－1是一种粘附受体，增强单核细胞对内皮细胞的粘附，使单核细胞靶向性地粘附在血管壁，促进动脉粥样硬化的发展。同时还发现，糖尿病患者体内的可溶性血管细胞粘附分子－1较正常人群高。尽管目前对血管细胞粘附分子－1的功能尚不清楚，但可作为糖尿病患者血管受损的标志物。

此外，AGE与内皮细胞受体结合后诱导血管收缩多肽，即内皮素－1的生成。

2.3.3晚期糖化终产物对其它细胞受体的作用成纤维细胞、平滑肌细胞上的RAGE主要介导靶细胞的增殖效应，其中成纤维细胞的效应由表皮生长因子（EGF）介导，平滑肌细胞至少能产生三种促细胞分裂因子，其中PDGF、纤维细胞生长因子和肝素结合表皮生长因子样生长因子是大血管病变中最重要的生长因子。

系膜细胞上的RAGE可诱导许多基质成分产生^［14］，如IV型胶原、昆布氨酸和硫酸肝素糖化蛋白，这些是构成基底膜的主要成份。糖尿病时，系膜细胞上的RAGE介导, 与肾小球系膜中巨噬细胞上RAGE相互作用，释放一些生长因子，主要有PDGF和转移生长因子（transfer growth factor ,TGF－β）。TGF－β是一种多功能的细胞因子，它能刺激细胞外基质合成，抑制细胞外基质的蛋白裂解活性，增加胶原及层粘连蛋白mRNA水平，使平滑肌细胞转移到内层发生增殖^［15］。

另外，RAGE可作为细胞粘