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1、妊娠前及GDM对人足月胎盘多种葡萄糖转运体GLUT和 GSK-3变化的影响观察摘要：目的研究妊娠前和妊娠期糖尿病对人足月胎盘葡萄糖转运体GLUT-1型，4和9型 以及GSK-3表达的影响。方法 选取2017年4月2018年4月期间在本院足月分娩的妊娠 前糖尿病孕妇，妊娠期糖尿病孕妇以及糖代谢正常的健康孕妇各30例进行研究并分为三组， 分别为妊娠前糖尿病组(DM组)、妊娠期糖尿病组(GDM组)和对照组。取患者分娩后胎盘 组织样本，用免疫组织化学法测定GLUT-1、GLUT-4、GLUT-9、GSK-3的蛋白表达量，对 比分析三组数据，组间比较使用独立样本t检验进行。结果DM组和GDM组GLUT-
2、1、 GLUT-3、GLUT-9表达量均显著低于对照组(尸0.05)，GSK-3表达高于对照组(尸0.05)。结论 妊娠前和妊娠期 糖尿病胎盘组织中GLUT1、GLUT4、GLUT9表达降低，GSK-3表达增强。关键字：妊娠期糖尿病；葡萄糖转运体；糖原合成酶激酶-3；糖尿病抵抗Effects of pre-pregnancy and GDM on the changes of various glucose transporters GLUT and GSK-3 in human fUll-term placentaAbstract: Objective To investigate the
3、effects of prepregnancy and gestational diabetes mellitus on the expression of glucose transporters GLUT-1, 4, 9 and GSK-3 in human full-term placentas.Methods 30 pregnant women with gestational diabetes mellitus, 30 pregnant women with gestational diabetes mellitus and 30 healthy mothers with norma
4、l glucose metabolism were divided into three groups: pregnant diabetes mellitus group (DM group), gestational diabetes mellitus group (GDM group) and control group. The expression levels of GLUT-1, GLUT-4, GLUT-9 and GSK-3 in placenta tissues were measured by immunohistochemical method after deliver
5、y. Independent sample t test was used for comparison between groups. Results The expression of GLUT-1, GLUT-3 and GLUT-9 in DM group and GDM group were significantly lower than those in control group (P 0.05), and the expression of GSK-3 was higher than that in control group (P 0.05). Conclusion The
6、 expression of GLUT-1, GLUT-4 and GLUT-9 in placenta of pregnant and gestational diabetes mellitus is decreased, and the expression of GSK-3 is increased.Key words: gestational diabetes mellitus; glucose transporter; glycogen synthase kinase -3;diabetes resistance妊娠期糖尿病(gestational diabetes mellitus
7、, GDM)是指孕妇在妊娠过程中首次出现葡萄 糖耐量异常，是特殊类型的糖尿病GDM属于高危妊娠，发病率约为1%3%，且近年来呈 现上升趋势，具体病因尚不明确，传统理论认为孕期胎盘生乳素、孕激素等激素水平升高造 成胰岛素抵抗状态是主要致病原因1,2。胰岛素抵抗和信号传导通路功能异常是GDM发病 的病理环节3。葡萄糖转运蛋白(glucose transporter，GLUT)是一个蛋白家族，包括GLUT-1、 GLUT-4、GLUT-9等多种蛋白，已有研究认识到，胎盘GLUT表达异常与妊娠期糖尿病的 发生密切相关，GLUT作为载体蛋白将单糖转运细胞，位于胰岛素信号传导途径的执行末端， 其含量的变换
8、将直接影响机体内葡萄糖代谢囹。GLUT- 1是主要的葡萄糖转运载体，在母体 与胎盘之间转运葡萄糖。GLUT- 4参与胎盘绒毛的葡萄糖代谢发挥摄取葡萄糖的作用，在 胰岛素传导机制中发挥重要作用习。GLUT- 9是葡萄糖转运载体之一，但对葡萄糖转运作用 并不明显，效率非常低，最新研究发现其在尿酸转运方面发挥重要作用6。糖原合成酶激酶 -3(glycogen synthase kinas，GSK-3)属于糖原合成的限速酶，发挥调控细胞葡萄糖转运及 糖原合成的作用刀。本研究拟明确妊娠前及妊娠期糖尿病对人足月胎盘多种葡萄糖转运体 GLUT和GSK-3变化的影响，分析GDM发病原因。1资料与方法1.1 一
9、般资料选取2017年4月2018年4月期间在本院足月分娩的妊娠前糖尿病孕妇，妊娠期糖尿 病孕妇以及糖代谢正常的健康产妇各30例进行研究并分为三组，分别为妊娠前糖尿病组 (DM组)、妊娠期糖尿病组(GDM组)和对照组。DM组年龄2035岁，平均年龄26.85.7 岁。GDM组年龄2132岁，平均年龄26.45.3岁。对照组年龄2030岁，平均年龄25.75.6 岁。纳入标准：诊断为GDM，排除高血压疾病、妊娠期心脏病及其他妊娠合并症。GDM 的诊断标准参照2010年国际糖尿病和妊娠研究组推荐标准:妊娠2428周时行葡萄糖耐量 试验，口服葡萄糖 75g，血糖值空腹5.1 mmol/L、服糖后 1
10、h 10.0 mmol/L、2 h 8.5 mmol/L， 有一项指标到或超过上述标准值即可确诊为GDM。纳入患者均详细了解研究情况并同意， 三组患者一般资料比较差异无统计学意义(P0.05)，见表1。1.2试剂与仪器免疫组化试剂盒，DAB显色试剂盒，光学显微镜，免疫组化切片机。1.3方法(1) 标本取材：取分娩后的胎盘组织，切取胎盘母体面中央部位体积为1. 0cmx1. 0cmx1. 0cm的绒毛组织，清洗后用10%甲醛溶液固定24 h，常规石蜡包埋，4 以m连续切片。(2) 免疫组化染色法蛋白表达：对切片进行免疫组化染色，按照试剂盒说明书进行脱 蜡脱水、抗原修复、抗体孵育、生物素标记、DA
11、B染色、苏木素复染核、脱水封片等操作，(3) 结果判定：高倍光镜下观察10个视野，染色呈淡黄色、黄色、棕黄色、棕褐色为 判定为阳性结果，用Image-Pro Plus图像采集软件分析和计算平均光密度值，对蛋白含量进 行半定量分析。1.4统计学方法采用SPSS19.0软件分析数据，计量资料采用均数方差(xs)形式表示，组间比较采 用t检验;计数资料采用百分比(%)形式表示，组间比较采用卡方检验，统计学分析以尸0.05 为具有显著统计学差异。表1患者一般资料对比Table 1 Comparison of general information of patients组别例数年龄(岁)孕周(周)新生
12、儿体重(kg)DM组3026.85.738.20.53.40.6GDM组3026.45.338.80.43.50.4对照组3025.75.638.50.63.50.52结果2.1 GLUT-1在胎盘组织中表达 DM组和GDM组平均光密度值低于对照组，GLUT-1表达弱(尸0.05)，DM组和GDM组之间比较无明显差异(尸0.05)图1 GLUT-1在DM组、GDM组和对照组胎盘组织中表达（A、B、C）, DM组、GDM组和对照组比较（P0.05）Fig. 1 expression of GLUT-1 in placenta of DM, GDM and control groups2.2 GL
13、UT-4在胎盘组织中表达 DM组和GDM组平均光密度值低于对照组，GLUT-4表达弱（P0.05）图2 GLUT-4在DM组、GDM组和对照组胎盘组织中表达（A、B、C）Fig. 2 expression of GLUT-4 in placenta of DM, GDM and control groups2.3 GSK-3在胎盘组织中表达 DM组和GDM组平均光密度值高于对照组，GSK-3表达强（P0.05）图3 GSK-3在DM组、GDM组和对照组胎盘组织中表达Fig. 3 expression of GSK-3 in placenta of DM, GDM and control gro
14、ups2.4 GLUT-9在胎盘组织中表达 DM组和GDM组平均光密度值低于对照组，GLUT-9表达弱（P0.05）1.5-1图4 GLUT-9在DM组、GDM组和对照组胎盘组织中表达Fig. 4 expression of GLUT-9 in placenta of DM, GDM and control groups3讨论GDM可导致孕妇糖、脂肪、蛋白质代谢功能紊乱，葡萄糖摄取和利用减少，蛋白质分 解减少而脂肪分解和氧化增加，从而引发羊水过多、自然流产、畸形、巨大儿、孕妇酮症酸 中毒等病症，对母婴危害较大8,9。GDM 一般在产后恢复正常，预后较好，但也有部分患者 转变为2型糖尿病。关于G
15、SM的发病原因有多种理论，当前普遍认为患者孕期胰岛素抵抗 是GDM发病主要因素，肥胖、高龄妊娠者是GSM的高危群体，临床上需常对此类产妇进 行特别筛查I。胰岛素抵抗(Insulin Resistance，IR)是指各种原因使胰岛素影响葡萄糖代 谢的效率下降，胰岛素效果低于正常生物学效应的一种状态，此时机体为维持血糖的稳定会 增加胰岛素的分泌。妊娠期体内各种激素尤其胎盘产生的胰岛素抵抗因素在孕周中后期更加 明显，当患者自身代偿的胰岛素不足时可导致葡萄糖代谢紊乱，此外机体胰岛素受体的减少， 导致对胰岛素敏感性下降，胰岛素信号传导通路的受阻或低效是发生IR的分子机制mJ%。GLUT是转运葡萄糖的关键
16、蛋白，葡萄糖无法通过扩散自由进入细胞，需要借助细胞膜 上的葡萄糖转运蛋白转运功能才能实现进入细胞。GLUT在身体各个组织细胞中均有表达， 以易化扩散的方式顺浓度梯度转运葡萄糖，其转运过程不消耗能量，其中GLUT-1和GLUT-4 是主要的葡萄糖转运体13。研究显示，GLUT-1主要表达于胎盘的细胞滋养细胞和合体滋养 细胞，在微绒毛膜侧的表达强度高；GLUT-4在心肌、骨骼肌、平滑肌和脂肪组织等胰岛素 敏感的组织中表达，棕色脂肪中含量最高，主要作用时机是运动时及饮食后迅速调节血糖 14,15。GLUT介导母胎间的葡萄糖转运，因此GLUT在胎盘中表达量的变化将直接影响到母 胎间的葡萄糖转运效率。本
17、研究中，两组妊娠合并糖尿病患者胎盘组织中GLUT-1和GLUT-4 均较正常组表达降低，也降低了葡萄糖母胎间转运能力。GLUT转运葡萄糖处于是胰岛素生 物信号传导的下游，具体的信号传导通路为为胰岛素与靶细胞膜上的受体结合，经信号蛋白 PI-3K通路，促使GLUT介导葡萄糖转运Ml。GLUT-4平时主要位于细胞囊泡内，对胰岛 素敏感，受到胰岛素刺激后移位到细胞浆膜参与转运葡萄糖，胰岛素还可增提高GLUT-4的 葡萄糖转运速率I，GLUT-4表达弱可降低对机体对胰岛素的敏感性，产生胰岛素抵抗。GLUT-9是葡萄糖和果糖转运体，但准运效率很低，研究发现GLUT-9是一种高容量， 低亲和力的尿酸转运蛋
18、白，在转运尿酸方面作用显著181。研究显示高血尿酸是胰岛素抵抗 密切相关的独立因子，可作为评价胰岛素抵抗的标志物，GDM患者存在血尿酸升高的现象， 且血尿酸水平同胰岛素抵抗具有相关性U9。本研究中，GDM组GLUT-9表达较正常组降低， 推测将影响母体尿酸的转运及排出，造成血尿酸升高，进而可能引起胰岛素抵抗DM组同 GDM组比较无差异，提示GLUT-9表达降低与妊娠前糖尿病和妊娠后糖尿病无关联。推测 妊娠是造成GLUT-9表达降低的因素。葡萄糖转运进入细胞和通过糖原合成酶(glycogen synthase，GS)作用合成糖原是葡萄糖 代谢的两个主要阶段，GLUT转运葡萄糖进入细胞，GSK-3
19、协助合成糖原2。GSK-3分为 GSK-3a和p两个亚型，其中GSK-3a主要功能是作为GS激酶作用于肝脏组织中合成肝糖 原，对肌细胞糖原代谢作用弱。GSK-3P主要调节肌细胞GS活性，在肌糖原合成和p细胞 胰岛素应答中起着关键作用，而在肝脏组织中作用不明显211。GSK-3参与体内多种细胞过 程，是调节糖代谢的重要酶，胰岛素信号分子可通PI3-K / PKB途径，作用于GSK-3，最 后导致糖原和蛋白合成激活，血糖降低，糖尿病发病过程中GSK-3活性明显升22。本研究 中，两组患者较对照组均能表现为GSK-3表达强，与已有研究相符。DM和GDM组比较无 差异，提示GSK-3表达同糖尿病发病时
20、间无关联。综上，妊娠前和娠期糖尿病胎盘组织中GLUT1、GLUT4、GLUT9表达降低、GSK-3 表达增加。参考文献:1 苏日娜，朱微微，魏玉梅，等.北京地区妊娠期糖尿病发病情况及妊娠结局的回顾性调查J.中华围产医学杂志,2016, 19(5):330-335.2 王影，刘伟，王景.门冬胰岛素联合生物合成人胰岛素治疗妊娠期糖尿病临床观察J. 解放军医药杂志,2016, 28(1):96-100.3 夏莉，胡红琳，王长江，等.妊娠糖尿病患者血脂水平与胰岛素抵抗相关性分析J.安徽医科大学学报,2017, 52(5):749-752.4 姜洁璇，孙磊，金镇，等.性激素结合球蛋白和葡萄糖转运蛋白在妊
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