糖尿病網膜症患者における血漿血管新生と酸化ストレスマーカー

Plasma angiogenesis and oxidative stress markers in patients with diabetic retinopathy.

• Bhaskar Gaonkar
• Krishnananda Prabhu
• Pragna Rao
• Asha Kamat
• Krishna Rao Addoor
• Muralidhar Varma

抄録

糖尿病性網膜症（DR）の病態には，網膜の血管新生と高血糖血症による酸化ストレスが関与している．本研究では，これらの異常に関連する血漿中の血管新生および酸化ストレスマーカーが，網膜症発症のリスクが高い糖尿病患者のスクリーニングに役立つのではないかと仮説を立てた．この研究には，正常（＝148），網膜症を伴わない2型糖尿病（DNR；＝148），増殖性DR（PDR；＝74），非PDR（NPDR；＝148）の被験者が含まれていた．血管内皮増殖因子-A（VEGF-A），低酸素誘導因子-1α（HIF-1α），マトリックスメタロプロテアーゼ-9（MMP-9），色素上皮由来因子（PEDF），一酸化窒素（NO），可溶性高度糖化末端産物受容体（sRAGE），マロンジアルデヒド（MDA）およびタンパク質チオールの血漿中濃度を推定した．その結果、両網膜症群において、プロ血管新生因子および酸化ストレスのマーカーの血漿中濃度が統計学的に有意に上昇した。対照的に、抗血管新生因子と抗酸化物質の血漿中濃度は、両網膜症群で有意に低下した。受信機的操作特性解析の結果，HIF-1αとPEDFの血漿中閾値はNPDRの場合に適切なマーカーとなりうることが示された．しかし、PDRでは、HIF-1α, NO, MMP-9, PEDFが高い感度と特異性を示した。低酸素、マトリックス分解、血管新生阻害に関連する因子がDRの予測に重要な役割を果たしていることが示唆された。

Neovascularization in the retina and hyperglycaemia-induced oxidative stress are implicated in the pathogenesis of diabetic retinopathy (DR). In this study, we hypothesized that the plasma angiogenic and oxidative stress markers associated with these derangements could aid in the screening of diabetic patients who are at an increased risk of developing retinopathy. This study included normal ( = 148), type2 diabetes without retinopathy (DNR;  = 148), proliferative DR (PDR;  = 74) and non-PDR (NPDR;  = 148) subjects. Plasma concentrations of vascular endothelial growth factor-A (VEGF-A), hypoxia-inducible factor-1α (HIF-1α), matrix metalloproteinase-9 (MMP-9), pigment epithelium-derived factor (PEDF), nitric oxide (NO), soluble receptors for advanced glycation end products (sRAGE), malondialdehyde (MDA) and protein thiols were estimated. A statistically significant increase was observed in the plasma concentrations of pro-angiogenic factors and markers of oxidative stress in both retinopathy groups. By contrast, the concentrations of anti-angiogenic factors and antioxidants were decreased significantly in these groups. Receiver operating characteristic analysis indicated that the plasma thresholds of HIF-1α and PEDF can be suitable markers in case of NPDR. However, in PDR, HIF-1α, NO, MMP-9 and PEDF showed high sensitivity and specificity. The factors associated with hypoxia, matrix degradation and angiogenic inhibition play a crucial role in predicting DR.