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3.特异检测载脂蛋白E4型与高胰岛素血症和阿尔茨海默氏病的患病风险
有研究表明，2型糖尿病的临床前综合征，高胰岛素血症的出现都先于高血糖许多年，因此，胰岛素受体的不敏感性和信号转导缺陷，有可能是慢性过度刺激作用导致的。

2型糖尿病发病后，高胰岛素血症非常普遍，但并不是在所有的确诊个案中都出现。

一些研究已经表明，阿尔兹海默氏患者血清中的胰岛素浓度均高于对照组。

一个代表性研究报告表明，37%阿尔兹海默氏患者患有糖耐量缺陷，同时也具有较高的血浆胰岛素水平，而在同样的人群中非阿尔兹海默氏患者的这一比例为19.9％。

阿尔兹海默氏患者在空腹状态下的胰岛素水平与口服葡萄糖后2小时后的胰岛素水平关系更密切。

已经证明，高胰岛素血症（>89.4pmol/l）与不携带特异检测载脂蛋白E4型等位基因（7.5％与1.4％，P = 0.0004）的阿尔兹海默氏患者的高发性相关，但当特异检测载脂蛋白E4型基因存时就没有危险。

没有特异检测载脂蛋白E4型基因的阿尔兹海默氏患者的胰岛素介导的能量代谢比有特异检测载脂蛋白E4型基因的阿尔兹海默氏患者低。

最近Mayeux等人进行的纵向研究进一步指出，高胰岛素血症能增加患阿尔兹海默氏的风险。

Craft等人还证明，血浆胰岛素的浓度与阿尔兹海默氏患者的严重程度成正相关。

值得注意的是，同样的研究还证明，在老年人（平均年龄68.7岁）中，与记忆功能下降相关的外周输注胰岛素水平在120min内使脑脊液中的Aβ水平增高。

而这种现象在更年轻的受试者（平均年龄60.8岁）的研究中没有观察到。

然而，与外周胰岛素水平和阿尔兹海默氏的风险研究不同，脑脊液中的液体和阿尔兹海默氏患者的胰岛素水平之间的关系尚不清楚。

一项研究报告说，在阿尔兹海默氏患者脑脊液中胰岛素水平下降，而另一份报告说在阿尔兹海默氏病例组和对照组之间脑脊液中胰岛素水平并无显著差异。

阿尔兹海默氏的临床症状显示，在糖尿病的临床综合征的情况下，认知功能障碍与血浆胰岛素升高有关。

一个病例报告显示，有胰岛素瘤的病人，即使在血糖浓度恢复正常后其认知功能障碍也得不到解决。

两个代表性研究已经证明，较低的迷你精神状态检查（MMSE）评分和长期记忆差都与较高的胰岛素水平密切相关。

而有无心血管疾病的关联是在排除糖尿病受试者后得到的。

与上述的2型糖尿病和阿尔兹海默氏患者之间的正相关性不同，在护理之家和卧床病人的样本中，并没有表现出所有流行病学研究一致显示的增加外周胰岛素水平与患阿尔兹海默氏风险之间的关系。

总之，这些研究表明，是胰岛素的
升高而不是2型糖尿病单独导致的阿尔兹海默氏病理，尤其是对于没有特异检测载脂蛋白E4型等位基因的人群。

4.胰岛素降解酶
2型糖尿病增减和阿尔兹海默氏患病几率可能存在几种机制。

例如，已经证明糖尿病高级糖基化终产物（AGE）的形式与阿尔兹海默氏患者脑中的β淀粉样蛋白斑汇集。

糖尿病也会造成与阿尔兹海默氏疾病相关的脑血管的变化。

然而，这些都无法解释没有2型糖尿病患者的临床症状的胰岛素本身的提高与阿尔兹海默氏疾病没有密切关系。

因此，我们推测，在与阿尔兹海默氏疾病相关的高胰岛素血症和2型糖尿病的机制中，胰岛素降解酶起着至关重要的作用。

我们将提出，在某些情况下，可能由于Aβ的增加不能产生间接胰岛素降解酶或胰岛素降解酶本身而引发阿尔兹海默氏疾病。

胰岛素降解酶是需要一个自由巯基和一个二价阳离子作为蛋白酶的活性中性硫醇金属蛋白酶。

它是一个单一多肽，其分子量为110 kDa，且它的二聚体或三聚体在非变性条件下已经被纯化。

Zn2 +是绑定到胰岛素降解酶上的金属。

在催化反应中，组氨酸-谷氨酸-aa-aa-组氨酸（HEXXH）序列（在这个序列上两个组氨酸协调的锌原子结合谷氨酸）上的胰岛素降解酶位点的活性起着至关重要的作用。

胰岛素降解酶与多催化蛋白酶的合作表明IT可能与蛋白质复合体有关。

內源的分子量为 14 kDa的胰岛素降解酶的抑制剂可以调节其活性。

此外，泛素形成的复合物还抑制细胞内的胰岛素降解酶活性。

人类编码的胰岛素降解酶的基因位于染色体10q23-Q25位点上。

它的长度约120 kb，其中含有24个外显子和大的内含子序列。

从大肠杆菌到果蝇再到人类的编码序列在进化过程中是高度保守的。

在真核生物中胰岛素降解酶基因的同源区中包含外显子和内含子。

这表明，介导胰岛素降解酶的外显子的胰岛素降解酶蛋白酶的功能以及可能在外显子序列周围被纯化的胰岛素降解酶基因的表达调控机制在进化过程中都是保守的。

胰岛素降解酶在各个组织和器官中都有一定的表达，但在肝，睾丸，肌肉和大脑中表达水平最高。

在生长发育过程中，大脑和睾丸中伴随胰岛素降解酶的mRNA水平增加的细胞的分化和生长表达得到调节。

此外，胰岛素降解酶的表达受年龄的影响，与年轻的动物相比，在年老的动物的肌肉和肝脏中，胰岛素降解酶的活性显着降低。

亚细胞定位表明在细胞质和过氧化物酶体中胰岛素降解酶的含量丰富。

另外，还在粗面内质网（RER），血浆膜，以及细胞外室中也发现胰岛素降解酶。

虽然胰岛素降解酶定位在细胞外的机制目前尚不清楚，但在人的脑脊液中，我们确定了完整的胰岛素降解酶，并进一步研究表明，在生理条件下胰岛素降解酶存在于细胞外。

生化研究表明，胰岛素降解酶存在于来自人类的大脑中含有的溶性组分的细胞外和细胞内室中。

为了排除这种可能性，胰岛素降解酶只是严格到质膜的亚细胞分离，Vekrellis等人生物素化完整的细胞表面，并在质膜组分中发现标记的胰岛素降解酶。

胰岛素降解酶的亚细胞定位似乎在发育和分化过程中受到调控。

在未分化的神经元的PC 12细胞中，在细胞表面上发现胰岛素降解酶，且胰岛素降解酶还释放到细胞外空间。

但在响应生长因子的细胞分化中不再分泌胰岛素降解酶。

5.胰岛素降解酶降低胰岛素、胰淀素和淀粉样蛋白
到目前为止，所有被证实了的基因的错义突变，即一个易患阿尔兹海默氏疾
病的个体要么增加Aβ的产物，要么提高Aβ纤维缠结。

Aβ在大脑中的神经毒性是由淀粉样前体蛋白（APP）通过加工和Aβ降解以及清除Aβ产物的实际数量产生的。

在体外，有几种蛋白参与Aβ的降解，而在体内参与Aβ降解的两个主要的酶是胰岛素降解酶和中性内肽酶（NEP）。

已经证明，分子量为3-10 kDa的几个短肽可以用来作为胰岛素降解酶的底物，包括胰岛素、胰岛素样生长因子I和II、胰岛淀粉样多肽、Aβ和其他。

肽底物共享那些几乎没有同源性的一级氨基酸序列，但也有类似二级结构和淀粉样蛋白形成的特征。

因此，胰岛素降解酶在分解代谢的调节，尤其是在防止形成淀粉样蛋白沉积的切割组件肽中可能起到了十分重要的作用。

在胰岛素降解酶的底物中，胰岛素、胰岛淀粉样多肽与2型糖尿病的发病机制有关，而阿尔兹海默氏的病理又涉及到Aβ。

已经证明胰岛素降解酶在体内的胰岛素降解和清除中发挥重要作用。

Aβ的聚合研究表明，在完整细胞中胰岛素特定地结合胰岛素降解酶。

已经发现在培养细胞中，胰岛素降解酶的过度表达能增加胰岛素的降解。

另一方面，胰岛素降解酶特异性抗体注射到细胞中能抑制胰岛素的降解过程。

GK大鼠是2型糖尿病的动物模型。

在这些动物模型中，胰岛素降解酶基因突变是导致糖尿病遗传的原因。

在这些大鼠中，胰岛素降解酶表达的突变形式可作为降低胰岛素降解的结果和典型的2型糖尿病综合征症状的原因，从而增加胰岛素水平。

2型糖尿病的另一个病理特征是主要由胰淀素对胰岛淀粉样蛋白沉积而导致胰岛β细胞的功能性障碍。

在生化分析中，胰岛淀粉样多肽也能特别地交联和降解胰岛素降解酶。

因此，胰岛素降解酶在2型糖尿病中的作用是复杂的。

所以，胰岛素降解酶在2型糖尿病中的作用中所涉及到的方面比单独的胰岛素水平调节更为复杂。

由于Aβ的细胞外分泌和阿尔兹海默氏在脑神经元细胞以外的储存，我们制定了一个筛选任何分泌在神经元和非神经元细胞之间具有蛋白酶降解能力的A β的培养基的方法。

在所有来自细胞分泌的蛋白酶中，只有胰岛素降解酶能降解Aβ。

我们发现，在生理条件下分泌的来自小胶质细胞的高水平的胰岛素降解酶能降低Aβ的细胞外分泌。

已经证明来自大鼠肝脏和大脑的纯化的胰岛素降解酶能有效降低Aβ含量。

胰岛素降解酶是来自人类大脑中能特别地结合并降低Aβ含量的可溶性组分。

同时，还显示了原代培养神经元和胰岛素降解酶一样，通过在细胞表面的胰岛素降解酶清除Aβ。

来自脑组织匀浆的胰岛素降解酶降解不同形式的Aβ：Aβ40，Aβ42和处于一种类型的阿尔兹海默氏的Aβ的突变体。

A β42是Aβ更长的形式且在阿尔兹海默氏脑中更丰富。

已证明在阿尔兹海默氏脑中的胰岛素降解酶对Aβ的降解活性比对照组低。

此外，还发现在阿尔兹海默氏患者脑中海马胰岛素降解酶蛋白的量与对照组相比减少了。

当小鼠模型中胰岛素降解酶基因被删除后，其大脑中的Aβ水平会升高，这表明胰岛素降解酶的活性对于确定体内脑Aβ的量是至关重要的。

增强型胰岛素降解酶活动在胰岛素降解酶和APP的双转基因小鼠中降低其大脑中的Aβ水平和防止阿尔兹海默氏病理的形成更为显著。

胰岛素降解酶在体内有不同米氏常数的多种底物，这些底物相互竞争从而劣化胰岛素降解酶。

一个作用假设是基板的不平衡可能会影响胰岛素降解酶的降解过程，从而影响阿尔兹海默氏或2型糖尿病的发病机制。

事实上，在细胞培养模型中加入增量的胰岛素，低米氏常数（Km=~0.1μM）的胰岛素降解酶的基板能够专一地抑制为分泌胰岛素降解酶的降解Aβ的酶活性（Km> 2μ M）。

因此，如果
大脑中的胰岛素水平增加，这将有效地抑制胰岛素降解酶降解，这可能会导致神经毒性和阿尔兹海默氏疾病。

在大脑中发现大量的胰岛素和胰岛素受体，胰岛素本身和其在大脑中的信号转导的不平衡性也可能是阿尔兹海默氏的发病机制。

胰岛素及其受体参与突触传递，并在学习和记忆中发挥作用。

胰岛素和胰岛素受体在一个老化的正常大脑中减少，但在阿尔兹海默氏患者大脑中却增加了。

一些基础科学的研究探索并显示在其他方面胰岛素的增加和阿尔兹海默氏病理之间的关系，而不仅仅是Aβ降解的作用。

例如，胰岛素能增加Aβ分泌到细胞外空间中的量，刺激tau蛋白磷酸化从而形成神经原纤维缠结，并损害胰岛素信号转导。

胰岛素对体内APP（聚磷酸铵）的加工也有影响，APP的加工是产生Aβ，分泌sAPP的一个关键分子步骤，此外，Aβ还能降低胰岛素与胰岛素受体结合。

6.胰岛素降解酶的遗传变异与阿尔兹海默氏和2型糖尿病有关
最近的基因研究表明，10号染色体上具有潜在的散发性阿尔兹海默氏和2型糖尿病重要的新基因。

由于胰岛素降解酶基因位于10号染色体上，，胰岛素降解酶证实了胰岛素、胰淀素与Aβ的降解能力，因此将胰岛素降解酶作为2型糖尿病和阿尔兹海默氏疾病的候选基因的假设是合理的。

一些使用单核苷酸多态性（SNP）的方法的研究已经研究了胰岛素降解酶和阿尔兹海默氏疾病之间的关系。

其中一些研究已经发现，在内含子和胰岛素降解酶基因周围序列的变化与缺乏载脂蛋白E4等位基因的迟发性阿尔兹海默氏有关。

Edland等人发现，在载脂蛋白E4缺乏的时，某些单倍型（胰岛素降解酶基因的DNA变异模式）在病例对照研究中有迟发性阿尔兹海默氏的潜在危险（P = 0.008）。

在载脂蛋白E4的存在时，不管有没有胰岛素降解酶基因存在，都有引发阿尔兹海默氏的危险。

在另一个病例对照研究中，结合临床症状，CSF分析和采用四种不同的人群的神经病理学检查，胰岛素降解酶基因的遗传变异增加了引发阿尔兹海默氏的风险和疾病的严重程度。

然而，阿尔兹海默氏偏析的染色体10q的连锁研究已经证实，在相同的位点上，含有276 kb的连锁不平衡片段的两个其他的基因中均未发现与这项研究中相关阿尔兹海默氏。

具体的胰岛素降解酶基因的两个单倍型H2（比值比=0.7，P值= 0.01）和H5（比值比= 0.5，P值<0.0001）均与迟发性阿尔兹海默氏风险的降低有关。

在他们的研究中，同样的遗传变异没有预测到任何早发性阿尔兹海默氏疾病的风险。

有趣的是，与单独的阿尔兹海默氏的诊断相比，胰岛素降解酶基因变异与特定的新生儿筛检的阿尔兹海默氏的临床测试，如MMSE评分，tau蛋白在CSF等关系更密切。

此外，Ertekin-Taner等人近日发表了关于胰岛素降解酶基因变异也与血浆Aβ水平与疾病本身有关的研究报告。

这些结果表明胰岛素降解酶基因变异可能改变的阿尔兹海默氏的表型和严重性。

然而，其他两个研究没有充分考虑到特异检测载脂蛋白E4型的状态，没有显示出胰岛素降解酶多态性与阿尔兹海默氏的风险关联性。

此外，一些研究已经反映出阿尔兹海默氏的风险及其使用全基因组扫描的10号染色体的数量性状的增加。

Bertram等人对染色体10q的7个遗传标记和其中映射的胰岛素降解酶基因附近的6个进行连锁分析。

观察到特异检测载脂蛋白
E4型距离胰岛素降解酶 9cM的负子样本的标志（D10S1710）映射的最高的LOD 值。

此外，还检测到阿尔兹海默氏的风险与位于胰岛素降解酶基因（D10S583）的195 kb的范围内标记的一个特定的新生儿筛检等位基因之间的关联性，且这一发现后来被一个独立的病例对照研究所证实。

此外，已证实在阿尔兹海默氏家庭中来自胰岛素降解酶基因的~9cM是发病联动年龄的依据。

Myers等人已经发现
此染色体上的特异检测载脂蛋白E4型等位基因、染色体10个位点和联动染色体的一个峰值区域之间的可能的相互作用是来自胰岛素降解酶基因~77 cM的。

因此，已发表的在D10S583（115cM）和D10S1671（127厘米）之间的峰值仍然还不清楚，与D10S1225（81cM）和更近的联动的峰值代表一个或两个潜在的位点。

它也有可能是胰岛素降解酶基因或接近胰岛素降解酶的一个基因在特异检测载脂蛋白E4型等位基因缺乏的情况下也可能影响阿尔兹海默氏，而来自胰岛素降解酶基因的10号染色体上的另一个位点仅在存在特异检测载脂蛋白E4型时涉及阿尔兹海默氏的风险。

如阿尔兹海默氏疾病、2型糖尿病是一种多病因的疾病，且已证明包括10号染色体上的一个位点（D10S587）上的几个基因位点与这些疾病有关。

已证明在3’区域的胰岛素降解酶的单倍型与在弗雷明汉心脏研究人群中的2型糖尿病的男性受试者的诊断有关。

然而，又发现空腹血糖和糖化血红蛋白与胰岛素降解酶多态性相关P值0.001-0.025与性别不相关。

当只对男性受试者进行分析，2型糖尿病和胰岛素降解酶基因变异的临床症状之间的联系就会变得更加突出，其P值达到0.0001-0.0019。

有趣的是，在另一个病例对照研究中，并没有发现与2型糖尿病相关的胰岛素降解酶多态性。

另外，与上述弗雷明汉心脏研究设计不同，这项研究同时对男性和女性受试者进行这项研究，并且使用了2型糖尿病的诊断作为结果来取代了特定疾病的筛检临床特征。

此外，变化的胰岛素降解酶基因也纳入到不同级别的血浆胰岛素。

动物研究发现，不正常的胰岛素降解酶蛋白酶造成了GK大鼠的糖尿病和神经病理学。

上述研究没有考虑到胰岛素降解酶基因的编码序列的变化与人类两种疾病即2型糖尿病和阿尔兹海默氏之间可能的关系。

这表明胰岛素降解酶表达的调节在人类的阿尔兹海默氏疾病和2型糖尿病的发病和严重程度中可能起到一定的作用。

然而，这些研究并没有排除是胰岛素降解酶诱导的基因增加阿尔兹海默氏风险，而不是胰岛素降解酶本身增加阿尔兹海默氏风险的可能性。