妊娠期糖尿病患者血清Pannexin-1表达与胰岛素抵抗相关性分析

Correlation Analysis of Serum Pannexin-1 Expression and Insulin Resistance in Patients with Gestational Diabetes Mellitus

摘要: 目的：探讨妊娠期糖尿病(GDM)患者外周血中Pannexin-1 (PANX1)表达与胰岛素抵抗的相关性分析。方法：选取2023年12月至2024年11月在青岛大学附属医院产科住院分娩的30例GDM患者作为实验组，同时选取30例正常妊娠孕妇作为对照组。收集两组孕妇的外周血，采用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测外周血中PANX1的浓度。使用稳态模型评估胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)及胰岛素抵抗情况，并进行相关性分析。结果：GDM组与对照组在年龄、孕周、孕前BMI等一般资料无显著差异(P > 0.05)，空腹血糖(FBG)、空腹胰岛素(FINS)和HOMA-IR，GDM组显著高于对照组(P < 0.05)。GDM患者外周血中PANX1的浓度显著高于对照组(184.4 ± 106.03 pg/mL vs. 87.34 ± 2.68 pg/mL, P < 0.001)。PANX1水平与HOMA-IR呈正相关(P < 0.05)。结论：GDM患者外周血中PANX1水平的升高与胰岛素抵抗的增加有关，PANX1可能在GDM的发病机制中发挥重要作用。

Abstract: Objective: To investigate the correlation between the expression of Pannexin-1 (PANX1) in the peripheral blood of patients with gestational diabetes mellitus (GDM) and insulin resistance. Methods: This study included 30 pregnant women diagnosed with GDM who delivered at the Affiliated Hospital of Qingdao University from December 2023 to November 2024 as the experimental group, and 30 healthy pregnant women as controls. Peripheral blood samples were collected from both groups. The concentration of PANX1 in peripheral blood was measured using enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Insulin resistance was assessed using the homeostasis model assessment of insulin resistance (HOMA-IR), and correlation analysis was performed. Results: There were no significant differences between the GDM and control groups in terms of age, gestational age, or pre-pregnancy BMI (P > 0.05). However, the GDM group had significantly higher levels of fasting blood glucose (FBG), fasting insulin (FINS), and HOMA-IR compared to the control group (P < 0.05). The concentration of PANX1 in the peripheral blood of GDM patients was significantly higher than that of the controls (184.4 ± 106.03 pg/mL vs. 87.34 ± 2.68 pg/mL, P < 0.001). PANX1 levels were positively correlated with HOMA-IR (P < 0.05). Conclusion: The elevated levels of PANX1 in the peripheral blood of GDM patients are associated with increased insulin resistance, suggesting that PANX1 may play an important role in the pathogenesis of GDM.

1. 引言

妊娠期糖尿病(Gestational Diabetes Mellitus, GDM)是指在妊娠期间首次发现的糖代谢异常，是孕期常见的并发症之一[1]。根据世界卫生组织(World Health Organization, WHO)的统计数据显示，全球范围内约有15%的孕妇受GDM影响[2]，且随着经济快速发展和城市化进程加快，GDM的发病率呈现显著上升趋势，部分地区甚至高达20%以上[3]。GDM不仅对母亲健康构成威胁，还严重影响胎儿的生长发育。研究表明，患有GDM的母亲更容易出现妊娠高血压、剖宫产率增加、产后出血等并发症；而其新生儿则面临巨大儿、低血糖、呼吸窘迫综合征以及未来发生肥胖和2型糖尿病的风险[4]。

胰岛素抵抗是GDM的主要病理生理特征之一。正常情况下，胰岛素通过与细胞膜上的胰岛素受体结合，激活下游信号通路，促进葡萄糖摄取和利用，从而维持血糖稳态[5]。然而，在GDM患者中，机体细胞对胰岛素的敏感性显著降低，导致胰岛素作用减弱，血糖水平升高[6]。这种现象通常发生在妊娠中期，并在妊娠晚期达到高峰。胰岛素抵抗的发生机制复杂，涉及多种因素的相互作用。其中，脂肪组织释放的炎症因子、游离脂肪酸以及激素失衡等因素均可能导致胰岛素信号传导受损[7] [8]。此外，遗传易感性和环境因素如饮食结构、体力活动不足等也在一定程度上促进了胰岛素抵抗的发展[9]。

PANX1是一种广泛表达于哺乳动物体内的通道蛋白，主要功能是介导细胞间的物质交换和信号传递[10]。近年来，越来越多的研究发现PANX1在多种疾病中发挥了重要作用，包括神经系统疾病、心血管疾病、炎症反应以及肿瘤等[11]-[13]。然而，目前关于PANX1在代谢性疾病中特别是GDM领域中的研究相对较少。已有研究表明，PANX1通过调控ATP释放和钙离子流动，在细胞内信号转导过程中扮演重要角色[14]。研究发现，在肝脏和脂肪组织中，PANX1可以调节胰岛素信号通路，进而影响葡萄糖代谢[11]。当细胞受到外界刺激时，PANX1通道开放，促使ATP释放到细胞外环境中，激活嘌呤能受体并触发一系列级联反应，最终影响胰岛素的作用效果。此外，一些研究还发现，PANX1的异常表达与胰岛素抵抗密切相关，提示其可能成为评估胰岛素敏感性的新型生物标志物[15]。目前关于PANX1在GDM中的具体作用机制仍不明确。因此，深入探讨PANX1在GDM患者中的表达模式及其与胰岛素抵抗的关系，有助于揭示其在GDM发病过程中的潜在作用，为GDM的治疗提供理论依据。

本研究旨在通过检测GDM患者外周血中PANX1表达水平，并分析它与胰岛素抵抗指标之间的关联性。推测PANX1在GDM发生的潜在作用机制，为治疗GDM提供新的视角和理论依据。

2. 材料与方法

2.1. 研究对象

选取2023年12月至2024年11月在青岛大学附属医院产科住院足月分娩的30例GDM患者作为实验组，同时选取30例正常妊娠孕妇作为对照组。所有参与者均签署知情同意书。

2.2. 诊断标准

根据《2020年版中国2型糖尿病防治指南》中的GDM诊断标准进行诊断[16]。

2.3. 纳入与排除标准

纳入标准：符合GDM诊断标准，自然受孕、单胎妊娠、足月分娩的孕妇。

排除标准：孕前患有糖尿病、高血压等其他妊娠期并发症、其他代谢性疾病、炎症等。

2.4. 样本采集

采集足月终止妊娠前孕妇的空腹外周静脉血5 mL。离心后分离血清，−80℃保存待测。

2.5. 实验方法

酶联免疫吸附试验(Enzyme Linked Immunosorbent Assay, ELISA)：提前将检测试剂盒取出至于室温下，加热酶标仪，严格按照PANX1试剂使用说明书依次准备好工作液、加样、绘制出标准曲线，并计算出PANX1浓度，做好实验数据记录。

2.6. 统计学方法

使用SPSS25软件进行数据分析。计量资料以均数 ± 标准差表示，采用t检验分析两组间的差异。使用Pearson相关性分析评估PANX1水平与HOMA-IR的相关性。P < 0.05为差异有统计学意义。

3. 结果

3.1. 一般临床资料结果比较

GDM组的年龄、孕周、TC、TG以及孕前BMI与对照组均无统计学意义(P > 0.05)，而HbA1c、FBG、FINS以及HORM-IR均高于对照组，差异具有统计学意义(P < 0.05)。见表1。

Table 1. Comparison of general clinical data between normal control group and GDM group

表1. 正常对照组与GDM组的一般临床资料对比

项目	对照组(n = 30例)	GDM组(n = 30例)	P
年龄(岁)	31.27 ± 4.01	33 ± 4.57	0.124
孕周(周)	38.2 ± 2.1	37.6 ± 2.3	0.191
孕前BMI (kg/m^2)	27.98 ± 3.29	28.46 ± 3.55	0.594
HbA1c (%)	4.88 ± 0.5	5.61 ± 0.59	<0.001
新生儿体重(g)	3394.67 ± 334.2	3666.33 ± 533.84	0.022
新生儿血氧饱和度	98.6 ± 1.04	98.2 ± 0.89	0.114
TC (mmol/L)	6.30 ± 1.19	6.79 ± 1.12	0.105
TG (mmol/L)	2.64 ± 0.73	2.75 ± 0.73	0.537
FBG (mmol/L)	4.25 ± 0.36	5.32 ± 0.69	<0.001
FINS (mU/L)	8.23 ± 1.25	17.98 ± 7.04	<0.001
HORM-IR	1.56 ± 0.29	4.3 ± 1.97	<0.001

注：(孕前BMI = 孕前体质指数Body Mass Index；HbA1c = 糖化血红蛋白Glycated Hemoglobin A1C；TC = 总胆固醇Total Cholesterol；TG = 甘油三酯Triglyceride；FBG = 空腹血糖Fasting Plasma Glucose；FINS = 空腹胰岛素Fasting Insulin；HORM-IR = 胰岛素抵抗指数Homeostatic Model Assessment of Insulin Resistance)。

3.2. PANX1水平比较

外周血PANX1水平：GDM患者外周血中PANX1的浓度显著高于对照组(6.06 ± 1.75 pg/mL vs. 11.55 ± 4.44 pg/mL, P < 0.001)，见表2。

Table 2. Comparison of PANX1 levels between normal control group and GDM group

表2. 正常对照组与GDM组的PANX1水平比较

	对照组(n = 30例)	GDM组(n = 30例)	P
PANX1 (pg/ml)	6.06 ± 1.75	11.55 ± 4.44	<0.001

3.3. GDM患者的PANX1水平与各临床指标的相关性

Pearson相关性分析GDM患者的PANX1的水平与各临床指标的相关性结果示：PANX1与HbA1c、新生儿体重、FBG、FINS、HOMA-IR呈正相关；PANX1与新生儿血氧饱和度、孕前BMI、TC、TG没有明显相关性，见表3。

Table 3. Correlation analysis between PANX1 and various indicators of GDM (r)

表3. PANX1与GDM各指标间相关性分析(r)

	指标	r	P
PANX1	HbA1c	0.711	0.000
	新生儿体重	0.779	0.000
	新生儿血氧饱和度	0.109	0.112
	孕前BMI	−0.287	0.124
	TC	−0.153	0.419
	TG	0.246	0.189
	FBG	0.866	0.000
	FINS	0.712	0.000
	HOMA-IR	0.709	0.000

4. 讨论

GDM是孕期常见的并发症，不仅对母亲和胎儿构成孕期风险，如增加巨大儿和肩难产的风险，还可能对母亲和孩子的长期健康产生影响。例如，母亲未来患2型糖尿病、冠状动脉疾病及中风的风险可能会增加；同时，患有GDM的母亲所生的孩子，在成年后患上2型糖尿病、肥胖症或心血管疾病的可能性也可能会上升。胰岛素抵抗是GDM发病机制的核心，表现为胰岛素有效性下降及其对多种代谢途径刺激能力的减弱。

PANX1作为一种细胞膜通道蛋白，在调节胰岛素敏感性和代谢平衡中扮演重要角色。有文献证实，PANX1在肥胖人群中显著增加，且与缓解胰岛素敏感性下降有关[17]。此外，ADAMSON S E等人研究发现脂肪细胞中PANX1基因缺失的小鼠模型显示，饮食引起的代谢功能障碍加剧，表现为胰岛素抵抗增强[17]，进一步证实了PANX1在维持正常代谢平衡中的作用。BARTLEY C等人的研究发现在β细胞中，PANX1的表达变化可以调节细胞外ATP释放，这可能是通过改变局部微环境中ATP浓度来影响胰岛素分泌的一种机制[18]。这种调节作用对胰岛素分泌异常(如在GDM中的情况)具有重要意义。研究表明，PANX1可通过引发炎症反应参与GDM的发展。GDM与炎症小体活化及IL-1β水平升高有关，而IL-1β可诱导外周胰岛素抵抗，这是GDM的一个重要病理生理学特征。使用PANX1拮抗剂甘珀酸能够显著减少LPS、TNF-α或poly(I:C)刺激下GDM患者脂肪组织中thapsigargin诱导的IL-1β分泌[19]，使其水平升高从而参与了糖尿病的发病机制。内皮细胞上的PANX1充当ATP释放的导管，通过P2X7受体激活巨噬细胞，并促进线粒体DNA释放，从而增加IL-1β和HMGB1分泌。抑制PANX1活性可以降低NLRP3炎症小体活化，减轻脓毒症引起的急性肾损伤[20]，这也为PANX1在GDM中的作用提供了间接证据。胎盘作为一个关键的内分泌器官，在维持母体–胎儿间的物质交换以及产生各种激素方面起着至关重要的作用。新近研究表明，过表达PANX1能显著抑制滋养细胞增殖，从而影响胎盘的功能[21] [22]。这提示PANX1可能还参与到妊娠期并发症如GDM的风险调控中。本研究结果显示GDM患者在外周血中PANX1水平均高于正常妊娠者，差异有统计学意义，且简单线性相关性分析显示GDM患者的PANX1水平与HOMA-IR呈正相关，且多元线性回归分析表明FPG、FINS是PANX1的影响因素。推测PANX1水平的变化可能与GDM发病有关。

本研究发现，GDM患者外周血中PANX1水平的升高与胰岛素抵抗的增加有关。PANX1作为一种细胞膜通道蛋白，可能通过调节细胞间通讯和代谢过程参与GDM的发病机制。PANX1水平的升高可能加剧了胰岛素抵抗，进而影响血糖水平。未来的研究应进一步探讨PANX1在GDM中的作用机制，并评估其作为生物标志物和治疗靶点的潜力。

然而，本研究仍存在一些局限性。首先，虽然PANX1在GDM中均升高及其与HOMA-IR显著正相关，但如何影响GDM发生发展的分子机制仍需进一步深入研究。其次，为了使数据更加有说服力，应纳入更多的病例。

5. 结论

GDM患者外周血中PANX1水平的升高与胰岛素抵抗的增加有关，PANX1可能在GDM的发病机制中发挥重要作用，并可作为潜在的生物标志物。

声 明

该病例报道已获得病人的知情同意。

NOTES

^*通讯作者。