综述C肽部分.doc

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关于C肽及其相关研究的综述

摘要：

C肽是胰岛素原中连接胰岛素A链和B链的一段由30个氨基酸组成的肽链，几年来关于C肽的生物学功能越来越重视，并且C肽在评估糖尿病及相关并发症上有着重要意义。

本文就C肽分子性质以及其相关研究：

胰岛素、糖尿病以及化学发光在C肽测量方面的应用进行相关综述并作出展望。

关键词：

C肽胰岛素糖尿病化学发光免疫

1.C肽的相关特性及研究进展

1.1C肽的基本结构及性质

C肽是胰脏中β胰岛细胞合成的胰岛素原的一部分，在从胰岛细胞分泌之前，胰岛素原大多以一个86分子氨基酸的多肽形式存在，其中包括由两个胱氨酸连接的多肽，一个是51个氨基酸分子的胰岛素，分别是21个氨基酸的A链和30个氨基酸的B链，，另一个是30个氨基酸分子的C肽以及两外两个2肽[2]。

由于C肽在胰岛素原分子中连接着胰岛素A链和B链，因此被称作"connectingpeptide",即C-肽[2]。

C肽和胰岛素是等量分泌的，但是C肽在血液中的浓度却远远高于胰岛素。

主要原因有以下几点：

（1）C肽不同于胰岛素，它不经过肝脏代谢而是经过肾脏被排出体外并且C肽在体内能发生的交叉反应非常少；

（2）C肽的半衰期为大于30分钟而胰岛素的半衰期只有5~7分钟[3]；（3）胰岛素易受溶血影响使得测量结果会降低，但是从至今报到来看并未发现C肽也受到溶血的影响[4]。

1.2C肽的生物学特性

自1967年发现C肽的以来，人们最初只认为是起着连接胰岛素作用的一段氨基酸多肽，仅仅起到促进胰岛素形成的作用而无其他生物活性。

但是随着后来的研究发现事实并非如此，C肽在多种不同细胞及器官的生命过程中都扮演者重要的角色，在糖尿病方面C肽同样具有着一些重要的生物学特性[5]。

1.2.1C肽对于糖尿病及其并发症的影响

糖尿病最显著的一个症状就是高血糖及糖代谢障碍。

1999年Li等人就通过对糖尿病老鼠的相关实验证明生理浓度的C肽可以刺激并提高糖尿病大鼠对糖的利用，而在正常未患病的大鼠体内C肽未表现出此活性。

还有学者证明，给予患糖尿病大鼠低浓度胰岛素时，C肽使病鼠的糖代谢效率显著提高，而当给予病鼠高浓度胰岛素时C肽未显示出该活性[6]。

另外Johansson等人发现C肽协同胰岛素进行治疗的时候可是血糖，果糖胺和糖基化血红蛋白的水平下降；在加速葡萄糖转运的影响发面C肽也有一定作用，且其机制并不依赖胰岛素受体和酪氨酸激酶等[7]。

因此可以推断，C肽在对糖尿病人糖代谢方面有着重要的作用。

除了对糖尿病人糖代谢的影响外，C肽在阻止或者改善1型糖尿病的慢性并发症中同样起着重要的角色，近些年来对糖尿病控制及合并症试验（DCCT）的一些实验证据也显示较高浓度的C肽与糖基化血红蛋白的提高，减少低血糖病及肾病、神经病变、脑病和视网膜病变等发病几率有关[8]。

一些研究已经发现对于一型糖尿病病人，使其C肽维持在正常生理范围内，发现肾小球过滤率（GFR）明显下降；在早期糖尿病动物模型中，单独C肽治疗可以减少白蛋白渗出尤其是尿白蛋白，在已经出现白蛋白渗出的组织中，C肽和胰岛素协同治疗可缓解白蛋白渗出，这说明C肽和胰岛素可以协同治疗并缓解糖尿病肾病[9]。

在二型糖尿病的研究中还发现，若保持内源性C肽的水平其可以对尿白蛋白的渗出有预防作用[10]。

在对糖尿病神经病变研究中发现，对糖尿病人应用短期的生理浓度C肽治疗，可以显著改善糖尿病人的自主神经功能；对糖尿病人进行长期的C肽+胰岛素治疗，同样可以显著改变病人的自主神经功能；但是未发现C肽可以改善躯体神经功能[7]。

在对糖尿病脑病的研究也发现，C肽在对糖尿病脑病方面也起着关键的影响。

CNS（中枢神经系统）的损坏也是糖尿病的表现之一，无论一型糖尿病还是二型糖尿病。

神经元的凋亡在神经元脱失和认知功能的下降方面都扮演者重要的角色。

糖尿病对于神经元凋亡的重要因素是IGF系统的紊乱以及高血糖症，经研究发现C肽可以改善糖尿病人大脑中的IGF系统并且可以作为一种剂量依赖的刺激细胞神经细胞增值剂阻止神经细胞的凋亡[11,12]。

C肽对于糖尿病微血管病变也有着重要作用，其中视网膜病是主要并发症之一。

微血管病变的一个重要特征就是白蛋白渗出，如前文所述C肽对于组织白蛋白的渗出有着重要意义。

在一型糖尿病病人中，发现空腹C肽水平与视网膜血液屏障功能存在明显的负相关。

这说明低C肽水平是微血管病变的主要原因之一，但是对于二型糖尿病大血管病变还尚未发现有C肽因素的影响[13]。

此外还有研究显示，在患有肾病和血管疾病的二型糖尿病换着中，C肽的浓度还对糖尿病代谢综合征有着重要影响，随着患者体内C肽水平的逐步降低，代谢综合种发病的风险也随之升高[14]。

上述内容都是C肽在体内的作用，除此之外C肽在体外也有一定的作用。

其可以促进胰岛素低聚体的解聚，从而增强胰岛素的生物活性以及对于代谢的影响力等[5]。

1.2.2C肽的作用机制

关于C肽发挥生物学功能机制目前，目前最主要的方面就是通过信号转到来实现的，其中主要包括以下几类：

Na+/K+-ATP酶活性；一氧化氮以及一些其他信号转导通路如IP3和MAPK等[15]。

其对于Na+/K+-ATP酶活性的影响，糖尿病的诸多并发症都与Na+/K+-ATP酶活性降低有着密切的关系，并且对于不同组织不同细胞，C肽对Na+/K+-ATP酶活性的影响存在着多种信号通路，受体也不尽相同，近些年来的大量研究数据推测其中包括百日咳毒素意志C肽活性的影响等实验发现这类受体可能是G蛋白偶联的受体，可能是酪氨酸受体也可能是胞内受体等，但是这类受体目前尚无一个确切的定论[5,15]。

在人类骨骼肌葡萄糖转运系统中，研究人员通过用cAMP的类似物Bt2cAMP去抑制糖转运发现，C肽以及胰岛素对于骨骼肌糖转运的影响全部被抑制了，因此推断C肽通过一种胰岛素介导的信号通路来刺激葡萄糖的转运,但是具体机制现在还尚不明确，现在主要有三种推断（如图1所示），a.C肽刺激骨骼肌糖转运通过细胞膜上的胰岛素受体活化MAPK从而刺激糖元的合成；b.C肽刺激骨骼肌糖转运通过细胞膜上的生长因子类受体刺激糖原合成；C.C肽刺激骨骼肌糖转运通过G蛋白偶联受体活化PI-3K信号通路从而刺激糖原合成[15]。

在人类肾小管细胞中，含有大量Na+/K+-ATP酶，C肽是通过使PKC（蛋白激酶C）和MAP（细胞内丝裂原活化的蛋白激酶）依赖性的信号通路激活ZEB转运因子从而使Na+/K+-ATP酶的α亚基转移到细胞膜的表面从而提高了Na+/K+-ATP酶的活性，改善了肾小球过滤压达到了改善或者治疗一型糖尿病病人肾病的目的[16,17]。

还有研究发现C肽可以通过NF-κB通路减少TNF-α（肿瘤坏死因子α）所导致的肾小管近端部分细胞的凋亡[18]。

除此之外近些年来的一些实验数据显示，C肽对于NO的影响也对肾小球过滤压有着一定程度的影响[19]。

关于上述C肽对于糖尿病肾病的作用机制的图示见图2。

图1

图2

在糖尿病神经病变方面，Na+/K+-ATP酶同样起着主导作用，由于糖尿病人神经组织Na+/K+-ATP酶活性下降，使得Na+通道钝化，膜电位和电传导发生异常从而使得神经传导速率的下降引发一系列神经病变。

C肽可以通过与胰岛素联合作用的方式能防止这种由于高浓度葡萄糖引起的神经细胞Na+/K+-ATP酶活性下降[20]。

除了改善Na+/K+-ATP酶活性之外，C肽对改善糖尿病神经病变的另一个机制是对于神经细胞凋亡的抑制。

研究发现C肽对于神经细胞瘤的治疗可以促进细胞增殖。

C肽可以增强IGF-1对于细胞增殖的效应；还可以促进NF-κB的表达，但是这些效应必须在胰岛素存在的情况下才能发生作用，单独的C肽对上述两周抗凋亡效应没有作用[15]。

而且C肽浓度也必须维持在正常范围内，高于正常范围的C肽浓度对于神经病变没有任何改变。

有人研究发现随着C肽的浓度的升高，反而会使正常人的认知能力下降，具体机制还不是很明了[21]。

在对糖尿病血管病变中，NO是一个关键因子，它是内皮细胞依赖性血管舒张因子，对于血管来说是一种重要的活性因子可促使血管平滑肌舒张。

C肽可能通过G蛋白偶联受体刺激IP3通路使得Ca2+浓度升高，从而激活NO合成酶使一氧化氮浓度升高最终达到使血管舒张的目的[17]。

对于糖尿病血管病变的另一个机制是Na+/K+-ATP酶活性的下降，由于该酶的活性下降使得红细胞变得容易破裂，组织缺氧引起了一些列血管病变包括视网膜病变等[22]，如前所述C肽可以通过多种信号通路去改善Na+/K+-ATP酶活性。

此外，随着糖尿病的发展，血管的活性氧浓度增加，会使得血管内皮细胞发生凋亡。

主要原因是因为随着糖尿病发展，体内的NAD（P）H氧化酶的活性升高。

近年来的研究发现C肽可以降低NAD-（P）H氧化酶的活性，主要机制可能是C肽通过翻译后修饰的作用降低RAC-1（一种小型的GTP结合蛋白）转运至细胞膜，降低NAD（P）H氧化酶磷酸化作用防止其向活性形态转变从而降低了NAD（P）H氧化酶的活性[23]。

1.3C肽的医学决定水平、测量手段及意义

1.3.1C肽的常见医学决定水平

C肽的正常水平在每个个体中都是不一样的，甚至存在很大差异。

C肽水平因个体的性别、BMI、腰围与臀围的比率、血清甘油三酯、总胆固醇量、尿酸等呈正相关；与年龄、吸烟情况及高密度脂蛋白胆固醇呈负相关[24]。

因此人体正常的C肽是一个较宽的区间。

在口服葡萄糖耐量试验（标准馒头餐试验）的同时可抽血测定空腹血糖负荷后1小时、2小时、3小时的血清C肽水平，正常人在服糖60分钟后C肽水平升高至基础水平的3倍以上。

1型糖尿病C水平极低（＜0.2pmol/L），胰岛功能减退者餐后C肽上升的幅度常低于3倍。

对于接受胰岛素治疗的患者，用测定血中胰岛素水平不能评价自身胰岛功能，可以测定C肽水平来评价自身胰岛B细胞功能。

对于C肽的检测通常采用两个指标：

a.血清C肽水平；b.24小时尿液C肽水平。

a.血清C肽水平：

正常人用放射免疫测定法测C肽，一般为0.3～0.6nmoL/L，均值为0.56±0.29nmoL/L,葡萄糖负荷试验后，高峰出现的时间与胰岛素一致，比空腹时高5～6倍。

b.24小时尿液C肽:

近年来国外已开展了24小时尿测定C肽水平的方法。

这种方法不仅标本留取方便，病人乐于接受，而且可以准确的反映胰岛β细胞的贮备功能。

正常范围为45～117μg/24h。

此外血浆C肽的参考值为空腹C肽浓度一般为0.5～0.25pmoL/mL，馒头餐后lh:

3.6～13.4pmol/L，馒头餐后2h:

2.8～11.5pmol/L，馒头餐后3h:

l.4～5.3pmol/L。

1.3.2C肽测量的相关手段

随着C肽的生物学功能研究及其应用的推广，其检测在临床上的应用越来越广。

目前主要三种主要的测量方法，分别是RIA（放射性免疫法）、ELISA（酶联免疫法）、CLIA（化学发光免疫法）。

现阶段我国临床诊断所用的C肽检测方法仍然以RIA（放射免疫检测为主），此方法灵敏度虽然很高但是由于该检测手段需要使用放射性同位素，对操作人员有着严重的身体损害也对环境有着严重的放射污染，并且操作复杂价格成本高，因此已经处于产品的衰退期。

在有些高级医院及一般实验室中，检测手段应用ELISA（酶联免疫法），此方法操作简便但是由于受到检测灵敏度低的限制并未得到很好的推广。

CLIA（化学发光免疫法）作为一种兼顾RIA的高灵敏度以及ELISA（酶联免疫法）的反应快速操作简单又无毒害等优点的新型检测手段已经大势所趋不可避免在未来不久彻底取代RIA和ELISA成为主要的C肽检测方法。

但是目前阶段我国大多数机构所用的CLIA试剂和系统都依赖于进口，价格非常昂贵。

因此取代进