胰島素降解酶活性與2型糖尿病患者認知功能障礙的相關(guān)性研究*

張志月，房輝，李玉凱，王耕銀，馬一嘉，邱明月，張馨心，張紅蕊，甄艷鳳，張翠林，楊營，關(guān)如花（.華北理工大學研究生院，河北唐山063009；.河北省唐山市工人醫(yī)院內(nèi)分泌二科，河北唐山063000）

?

胰島素降解酶活性與2型糖尿病患者認知功能障礙的相關(guān)性研究*

張志月1，房輝2，李玉凱2，王耕銀2，馬一嘉1，邱明月2，張馨心2，張紅蕊1，甄艷鳳2，張翠林1，楊營2，關(guān)如花1
（1.華北理工大學研究生院，河北唐山063009；2.河北省唐山市工人醫(yī)院內(nèi)分泌二科，河北唐山063000）

摘要：目的探討胰島素降解酶（IDE）活性與2型糖尿?。═2DM）患者認知功能障礙的相關(guān)性。方法篩選2015年5月-2015年7月在唐山市工人醫(yī)院內(nèi)分泌二科住院的T2DM患者80例為病例組，同期體檢健康者80例為對照組，收集所有研究對象的一般資料，包括性別、年齡、受教育年限、收縮壓（SBP）、舒張壓（DBP）、體重指數(shù)（BMI）、病程等，以及生化指標，包括超敏C反應蛋白（hs-CRP）、同型半胱氨酸（Hcy）、空腹血糖（FPG）、空腹胰島素（FIN）、糖化血紅蛋白（HbA1c）、總膽固醇（TC）、三酰甘油（TG）、高密度脂蛋白膽固醇（HDL-C）、低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）等。計算穩(wěn)態(tài)胰島素評價指數(shù)（HOMA-IR）（空腹胰島素×空腹血糖/22.5）并進行可重復的成套神經(jīng)心理狀態(tài)測量量表（RBANS）評分。應用IDE活性試劑盒（IDE Immunoca Pture Act）檢測血清IDE活性水平，比較對照組與病例組IDE活性及認知功能是否存在差異，并分析IDE與認知功能的相關(guān)性。將病例組按照IDE活性中位數(shù)水平分為高IDE活性水平組和低IDE活性水平組，比較兩組之間認知功能是否存在差異。結(jié)果①與對照組比較，病例組患者病程長，BMI、FPG、HbA1c、TC、TG、LDL-C、hs-CRP、Hcy、HOMA-IR水平較高，IDE活性水平降低（P<0.05），而年齡、性別、受教育年限、血壓、HDL比較，差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）；②與對照組比較，病例組RBANS量表即時記憶、言語功能、注意力、延遲記憶、總分降低（P<0.05）；③在病例患者中，與高IDE活性水平組相比，低IDE活性水平組即時記憶、視覺廣度、言語功能、注意力、延遲記憶評分以及總分降低（P<0.01）；④在病例患者中，IDE活性與IR呈負相關(guān)（P<0.01）；⑤在病例患者中，IDE與即刻記憶、視覺廣度、言語功能、注意力、延遲功能、總分呈正相關(guān)（P<0.01）。結(jié)論病例患者血清IDE活性水平下降是認知功能降低的危險因素之一。

關(guān)鍵詞：胰島素降解酶；2型糖尿??；認知

2型糖尿?。╰ype 2 diabetes，T2DM）作為一種系統(tǒng)性疾病，可引起一系列并發(fā)癥，如糖尿病腦病、腎病、眼病等[1]，其中T2DM對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的影響備受關(guān)注，特別是糖尿病認知障礙成為當前國內(nèi)外研究的熱點。研究發(fā)現(xiàn)，糖尿病患者認知功能異?；虬柎暮Ｄ。ˋlzheimer's disease，AD）的發(fā)病率較對照人群高2～3倍[2]，但其確切機制尚未完全闡明。胰島素降解酶（insulin degrading enzyme，IDE）是一種含鋅離子的水解蛋白酶，目前，研究證實IDE活性不僅與T2DM、AD有關(guān)[3-4]，而且與認知功能有一定的聯(lián)系[5]。因此本研究旨在探討T2DM患者血清IDE活性與認知功能障礙的相關(guān)性。

1　資料與方法

1.1研究對象

選取2015年5月-2015年7月在唐山市工人醫(yī)院內(nèi)分泌二科住院的2型糖尿病患者80例為病例組，同期體檢健康者80例為對照組，入選標準：①符合1999年世界衛(wèi)生組織2型糖尿病診斷標準；②所有入選患者知情同意，并自愿參加。排除標準：①先天性智能障礙，多次腦卒中，以及其他感染中毒腫瘤代謝等導致腦病可能；②經(jīng)詢問病史查體和查閱體檢化驗記錄，有與免疫有關(guān)的疾病，曾經(jīng)應用精神抑制藥物或免疫抑制治療；③檢查前1個月有明確感染史及手術(shù)創(chuàng)傷史；④甲狀腺功能減退及肝腎功能障礙患者，酒精依賴患者；⑤文盲不能配合檢查者。

1.2研究方法

1.2.1一般臨床資料收集記錄所有研究對象人口學資料，包括性別、年齡、受教育年限、體重指數(shù)（body mass index，BMI）、病程。收集其臨床檢驗結(jié)果，包括超敏C反應蛋白（high-sensitivity C-reactive protein，hs-CRP）、同型半胱氨酸（Homocysteine，Hcy）、空腹血糖（fasting plasma glucose，F(xiàn)PG）、糖化血紅蛋白（hemoglobin A1c，HbA1c）、空腹胰島素（fasting serum lisulin，F(xiàn)IN）、總膽固醇（total cholesterol，TC）、三酰甘油（Triglycerides，TG）、高密度脂蛋白膽固醇（high density lipoprotein cholesterol，HDL-C）、低密度脂蛋白膽固醇（low density lipoprotein cholesterol，LDL-C）、穩(wěn)態(tài)胰島素評價指數(shù)（homeostasis model assessment-insulin resistance，HOMA-IR），HOMAIR=空腹胰島素×空腹血糖÷22.5。

1.2.2血清IDE活性水平測定患者于上午6∶00～7∶00抽取空腹靜脈血5 ml，室溫放置30 min后3 000 r/s離心15 min，收集上清液放入-80℃冰箱中待用。應用IDE活性試劑盒（Inno Zyme Insulysin/IDE Immunoca Pture Act）檢測血清IDE活性水平，該試劑盒由德國默克公司提供。

1.2.3分組將所有研究對象分為病例組和對照組，比較兩組的一般臨床資料及認知功能評分；此外，將病例組按照IDE活性中位數(shù)水平分為高IDE活性水平組和低IDE活性水平組，對兩組的認知功能評分進行比較。

1.2.4認知功能測定由經(jīng)過神經(jīng)心理學專人制作可重復的成套神經(jīng)心理狀態(tài)測量（Repeatable Battery for the Assessment of Neuropsychological Status，RBANS）量表評分測定認知功能。RBANS量表評分分別從詞匯學習、故事復述、圖形臨摹、線條定位、圖畫命名、語義流暢性檢驗、數(shù)字廣度、編碼測驗、詞匯回憶、詞匯再識、故事回憶、圖形回憶這12項檢查內(nèi)容對人的5個認知領(lǐng)域（即時記憶、視覺廣度、言語功能、注意力、延遲記憶）進行評估。將以上5個認知領(lǐng)域測驗得分相加，經(jīng)查表后獲得一個校正年齡影響的總分。已經(jīng)翻譯成中文的RBANS量表在漢族人群中試用結(jié)果顯示出良好的信度和效度，是評價認知功能的敏感工具。

1.3統(tǒng)計學方法

采用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析，正態(tài)數(shù)據(jù)用均數(shù)±標準差（±s）表示，非正態(tài)數(shù)據(jù)用中位數(shù)（四分位數(shù)間距）[M（Q25，Q75）]表示，組間比較用t檢驗或秩和檢驗，相關(guān)性分析用多元逐步回歸檢測方法，P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2　結(jié)果

2.1兩組患者一般資料和生化指標比較

與對照組比較，病例組患者病程長，BMI、FPG、 HbA1c、TC、TG、LDL-C、hs-CRP、Hcy、HOMA-IR水平較高，IDE活性水平降低（P<0.05），而年齡、性別、受教育年限、血壓和HDL-C差異無統(tǒng)計學意義（P > 0.05）。見表1。

表1　兩組患者一般資料比較

2.2兩組患者RBANS量表評分比較

與對照組比較，病例組RBANS量表即刻記憶、言語功能、注意力、延遲記憶、總分降低（P<0.05）。見表2。

2.32型糖尿病患者高、低IDE活性水平組RBANS量表評分比較

在2型糖尿病患者中，與高IDE活性水平組比較，低IDE活性水平組即時記憶、視覺廣度、言語功能、注意力、延遲記憶評分以及總分降低（P<0.01）。見表3。

2.42型糖尿病患者IDE活性與一般資料的相關(guān)性

在2型糖尿病患者中，校正年齡、性別、病程、收縮壓（systolic blood pressure，SBP）、舒張壓（diastolic blood pressure，DBP）、BMI、hs-CRP、Hcy、FPG、HbA1c、TC、TG、HDL-C、LDL-C的影響，IDE活性與IR呈負相關(guān)（P<0.01）。見表4。

2.52型糖尿病患者RBANS量表評分與一般資料的相關(guān)性

在2型糖尿病患者中，校正年齡、性別、教育、病程、SBP、DBP、BMI、hs-CRP、Hcy、FPG、HbA1c、TC、TG、HDL-C、LDL-C的影響，IDE活性與即刻記憶、視覺廣度、言語功能、注意力、延遲功能、總分呈正相關(guān)（P<0.01）；此外，hs-CRP、TG與即時記憶呈負相關(guān)（P<0.05）；年齡與注意力呈負相關(guān)（P<0.05）；教育與延遲記憶呈正相關(guān)（P<0.05）。見表5。

表2　兩組患者RBANS量表評分比較（n=80，±s）

表2　兩組患者RBANS量表評分比較（n=80，±s）

組別　　即時記憶　　視覺廣度　　言語功能　　注意力　　延遲記憶　　總分病例組　83.22±14.75　79.83±11.87　94.97±10.50　96.46±13.54　91.03±10.56　87.45±7.71對照組　94.08±13.29　83.16±11.74　103.73±9.04　119.05±10.69　96.10±7.12　95.15±5.13 t值　4.89　1.78　0.35　0.22　3.55　7.43 P值　0.000　0.077　0.000　0.048　0.001　0.000

表3　2型糖尿病患者高、低IDE活性組RBANS量表評分比較（n=80，±s）

表3　2型糖尿病患者高、低IDE活性組RBANS量表評分比較（n=80，±s）

組別　　即時記憶　　視覺廣度　　言語功能　　注意力　　延遲記憶　　總分高IDE活性組　88.050±14.702　84.100±11.484　98.675±8.413　101.625±12.437　95.025±8.922　91.700±7.390 低IDE活性組　78.400±13.308　75.575±10.800　91.275±11.160　91.300±12.744　87.050±10.667　83.200±5.383 t值　3.08　3.42　3.35　0.92　0.23　0.03 P值　0.003　0.001　0.001　0.000　0.001　0.000

表4　2型糖尿病患者IDE活性與一般資料的相關(guān)性

表5　2型糖尿病患者RBANS量表評分與一般資料的相關(guān)性

3　討論

2型糖尿病患者的發(fā)病率不斷升高，預計該趨勢將繼續(xù)上升[6]。全國流行病學調(diào)查顯示，我國糖尿病患病率已達9.7％，糖尿病前期患病率已高達15.5％[7]。越來越多的臨床研究發(fā)現(xiàn)，糖尿病患者會出現(xiàn)認知功能障礙[8]，使其注意力、執(zhí)行功能、精神運動速度等方面下降[9]。有研究報道，隨著糖尿病病程的進展，輕度認知功能障礙會發(fā)展為癡呆[10]。本研究結(jié)果顯示，T2DM患者RBANS量表即時記憶、言語功能、注意力、延遲記憶評分及總分降低，表明認知功能下降，與當前研究結(jié)果一致。

胰島素降解酶是一種金屬蛋白酶，在肝、腦、肌肉等組織中產(chǎn)生，位于細胞漿及過氧化物酶體中，在淋巴細胞、小膠質(zhì)細胞的培養(yǎng)液以及某些細胞表面也能檢測到[11]。IDE的主要功能是高度特異性地降解胰島素，生成短肽和氨基酸，此外，其在腦中還可以減少β淀粉樣蛋白產(chǎn)生。

研究表明，T2DM患者IDE活性水平下降[12]，本研究表明，T2DM患者血清IDE活性顯著降低，并且IDE活性水平與IR呈負相關(guān)，目前Ho等[13]研究發(fā)現(xiàn)，高脂飲食導致的胰島素抵抗與胰島素降解酶的減少（活性水平降低）有關(guān)，但確切機制尚未闡明，可能與T2DM患者IDE基因突變有關(guān)，研究證實高胰島素血癥、高血糖、胰島素抵抗等2型糖尿病表型可因IDE基因突變造成，機制為IDE功能改變，胰島素的生物學作用及降解產(chǎn)生異常[14]。

胰島素降解酶廣泛存在，用Northern blot方法檢測大鼠組織中rIDE mRNA水平發(fā)現(xiàn)，大腦、舌、及睪丸中IDE mRNA含量最高。有研究表明，阿爾茨海默病患者腦脊液或血清IDE活性水平下降[15]，并且IDE 對AD模型具有神經(jīng)保護作用[16]，其機制為IDE擁有裂解β淀粉樣蛋白和影響大腦中β淀粉樣蛋白水平的功能，從而降低Aβ的毒性作用[17]。血清IDE水平降低與認知功能下降相關(guān)，在外源性補充IDE后，認知功能得到改善[16]。上述研究可以得出，IDE對認知具有保護作用。本研究結(jié)果顯示，血清IDE活性降低與T2DM患者認知功能下降相關(guān)。此外還發(fā)現(xiàn)年齡、CRP、TG與認知功能損傷相關(guān)，與目前患者的衰老[18]、炎癥反應[19]、血脂異常[20]參與T2DM認知功能損傷的結(jié)論一致。

總之，T2DM患者伴有認知功能下降、血清IDE活性降低，并且其IDE活性降低與認知功能下降相關(guān)。因此，對于存在T2DM認知功能障礙的患者，通過外源性補充適量的IDE，有可能改善該類患者的認知功能，為臨床治療T2DM認知功能障礙提供一條新思路。

參考文獻：

[1] Zhao LL, Chao WF, Wei BW, et al.Prevalence of chronic complications of type diabetes mellitus in outpatients-a cross-sectional hospital based survey in urban China[J].Health Qual Life Outcomes, 2010, 8(1): 62-65.

[2] Butterfield DA, Di DF, Barone E, et al.Elevated risk of type 2 diabetes for development of Alzheimer disease a key role for oxidative stress in brain[J].Biochim Biophys Acta, 2014, 1842(9): 1693-1706.

[3] AbdulL HSO, Kang D, Mc BM, et al.Deletion of insulin-degrading enzyme elicits antipodal, age-dependent effects on glucose and insulin tolerance[J].PLoS One, 2011, 6(4): 156-159.

[4] Wang S, He F, Wang Y.Association between polymorphisms of the insulin-degrading enzyme gene and late-onset Alzheimer disease[J].J Geriatr Psychiatry Neurol, 2015, 28(2): 94-98.

[5] Mcfall GP, Wiebe SA, Vergote D, et al.IDE(rs6583817) polymorphism and type 2 diabetes differentially modify executive function in older adults[J].Neurobiol Aging, 2013, 34(9): 2208-2216.

[6] Yan LW, Yan PD, Wen Z, et al.Risk factors contributing to type 2 diabetes and recent advances in the treatment and prevention[J].Int J Med Sci, 2014, 11(11): 1185-1200.

[7] Yang W, Lu J, Weng J, et al.Prevalence of diabetes among men and women in China[J].N Engl J Med, 2010, 362(12): 1090-1101.

[8] Messier C, Awad SN, Gagnon M, et al.Glucose regulation is as sociated with cognitive performance in young nondiabetic adults[J].Behav Brain Res, 2011, 222(1): 81-88.

[9] Szeman B, Nagy G.Changes in cognitive function in patient with diabetes mellitus[J].Orv Hetil, 2012, 153(9): 323-329.

[10] Velayudhan L, Poppe M, Archer N, et al.Risk of developing dementia in people with diabetes and mild cognitive impairment[J].Br J Psychiatry, 2010, 196(1): 36-40.

[11] Safav A, Miller BC, Cottam L, et al.Identification of γ-endorphin-generating enzyme as insulin-degrading enzyme [J].Biochemistry, 2010, 35(4): 14318-14325.

[12] Farris W, Mansourian S, Chang Y, et al.Insulin-degrading enzyme regulates the levels of insulin, amyloid beta-protein, and the beta-amyloid precursor protein intracellular domain in vivo[J].Proc Natl Acad Sci USA, 2003, 100(7): 4162-4167.

[13] Ho L, Qin W, Pompl PN, et al.Diet-induced insulin resistance promotes amyloidosis ina transgenic amouse model of Alzheimer's disease[J].FASEB J, 2004, 18(23): 902-904.

[14]徐穎,石建華,項平.胰島素降解酶基因與2型糖尿病的關(guān)系研究進展[J].蚌埠醫(yī)學院學報, 2010, 4(3): 426-429.

[15] Leaal MC, Surace EI, Holgaado MP, et al.Notch cignaling proteins HES-1 and Hey-1 bind to insulin degrading enzyme (IDE) proximal promoter and repress its transcription and activity: implications for cellular Aβ metabolism[J].Biochim Biophys Acta, 2012, 1823(2): 227-235.

[16]陳敏,單培彥,劉愛芬,等.阿爾茨海默病患者血糖、胰島素及胰島素降解酶水平的研究[J].山東大學學報（醫(yī)學版）, 2012, 3(4): 75-78.

[17] Leal MC, Magnani N, Villordo S, et al.Transcriptional regulation of insulin-degrading enzyme modulates mitochondrial amy loid β(Aβ) peptide catabolism and functionality[J].Biol Chem, 2013, 288(24): 12920-12931.

[18] Atkins JL, Whincup PH, Morrris RW, et al.Low muscle mass in older men: the role of lifestyle, diet and cardiovascular risk factors[J].J Nutr Health Aging, 2014, 18(1): 26-33.

[19] Boraska V, Rayner NW, Groves CJ, et al.Large-scale association analysis of TNF/LTA gene region polymorphisms in type 2 diabetes[J].BMC Med Genet, 2010, 11(25): 69-85.

[20] Debette S, Seshadri S.Midlife vascular risk factor exposure accelerates structural brain aging and cognitive decline[J].Neurology, 2011, 77(5): 461-468.

（申海菊編輯）

Association of activity of insulin degrading enzyme with cognitive dysfunction in type 2 diabetic patients*

Zhi-yue Zhang1, Hui Fang2, Yu-kai Li2, Geng-yin Wang2, Yi-jia Ma1, Ming-yue Qiu2, Xin-xin Zhang2, Hong-rui Zhang1, Yan-feng Zhen2, Cui-lin Zhang1, Ying Yang2, Ru-hua Guan1
(1.Graduate School, North China University of Science and Technology, Tangshan, Hebei 063009, China; 2.Department of Endocrinology, Tangshan Gongren Hospital, Tangshan, Hebei 063000, China)

Abstract:Objective To investigate the association of the activity of insulin degrading enzyme (IDE) with cognitive deficits in T2DM patients.Methods Eighty patients in Tangshan Gongren Hospital and 80 controls without T2DM from the Medical Examination Center between May 2015 and July 2015 were recruited.Thebook=1,ebook=58data on demographic characteristics (including gender, age, education, duration of illness and BMI) and clinical parameters (including FPG, FIN, HbA1c, TC, TG, LDL-C, HDL-C, hs-CRP and Hcy) were collected.IDE was measured by IDE Immunoca Pture Act.Cognitive performance was assessed by the Repeatable Battery for the Assessment of Neuropsychological Status (RBANS) which consists of five subtests including immediate memory, visuospatial constructional, language, attention and delayed memory; and the scores from the above five subtests are scaled together to create a total score.Difference in RBANS scores was compared between the T2DM group and control group.T2DM patients were divided into high-IDE-activity group and low-IDE-activity group according to the median level of IDE activity, and the difference in cognitive function was compared between the two groups.Results Serum FPG, HbA1c, TC, TG, LDL-C, hs-CRP, Hcy and HOMAIR levels, and BMI of the T2DM patients were higher than those of the controls; and duration of illness was longer and the activity of IDE were lower than that of the controls (P< 0.05).Age, gender, education, SBP, DBP and serum HDL-C were similar in both groups (P > 0.05).RBANS scores were lower in the T2DM patients than in the controls on the total score and all subtests (P< 0.05) expect for constructional of RBANS.In the T2DM patients, immediate memory, visuospatial/constructional, language, attention, delayed memory and total score of the patients with high IDE were higher than those of the patients with low IDE(P< 0.01).Stepwise regression analysis showed that the activity of IDE inversely correlated with IR; and the activity of IDE positively correlated with immediate memory, visuospatial/constructional, language, attention, delayed memory and total score in the T2DM patients (P< 0.01).Conclusions Decreased activity of IDE may be one of the risk factors of cognitive deficits in T2DM patients.

Keywords:insulin degrading enzyme; type 2 diabetes mellitus; cognition

[通信作者]房輝，E-mail：fanghui@medmail.com.cn；Tel：0315-3722505

*基金項目：河北省自然科學基金（No：H2015105083）

收稿日期：2015-09-21

文章編號：1005-8982（2016）01-0052-05

中圖分類號：R587.1

文獻標識碼：A