吳甘霖

(湖北科技學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)院，湖北 咸寧 437100)

1 Rho/Rock的結(jié)構(gòu)、分布、活性調(diào)節(jié)、生理功能及抑制劑

G蛋白是細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中最為經(jīng)典的信號(hào)分子，包含兩類(lèi)：一類(lèi)是與膜受體耦合的異三聚體G蛋白；另一類(lèi)稱(chēng)為小G蛋白，分子量在20～30 kD間，根據(jù)序列同源性相近程度又分為Ras、Rab、Rho、Arf和Ran 5個(gè)亞家族。RhoA是目前研究最廣泛的Rho下游信號(hào)分子，Rock又為RhoA作用的下游靶分子，目前已知的Rock分為RockⅠ 和RockⅡ，RockⅠ主要存在于心臟、肺、骨胳肌、腎臟等組織；RockⅡ主要存在于中樞神經(jīng)系統(tǒng)。

RhoA以分子開(kāi)關(guān)的形式調(diào)節(jié)細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，與GTP結(jié)合后呈活化狀態(tài)并發(fā)生膜轉(zhuǎn)位，作用于其下游靶蛋白發(fā)揮作用。Rock接受RhoA傳遞的活化信號(hào)，作用于肌球蛋白磷酸酶上的目標(biāo)亞單位(MYPT1)來(lái)增加胞漿內(nèi)肌球蛋白輕鏈(MLC)的磷酸化[1]，肌動(dòng)-肌球蛋白交聯(lián)增加。對(duì)于平滑肌細(xì)胞MLC磷酸化水平直接決定細(xì)胞的收縮功能,對(duì)于非平滑肌細(xì)胞則主要參與肌動(dòng)蛋白微絲骨架的聚合。Rho /Rock 信號(hào)通路通過(guò)級(jí)聯(lián)的磷酸化/脫磷酸化反應(yīng)控制細(xì)胞骨架的聚合,影響細(xì)胞的生物學(xué)行為，比如細(xì)胞和細(xì)胞之間或者和胞外基質(zhì)之間的粘附、細(xì)胞遷移運(yùn)動(dòng)[2]、細(xì)胞的表型轉(zhuǎn)化等。

2 Rock在多種慢性腎臟疾病中的研究

2.1 5/6腎切除和單側(cè)輸尿管結(jié)扎模型

Kanda等[3]利用5/6 腎切除的大鼠來(lái)研究Rho/Rho 激酶通路的作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)fasudil 治療沒(méi)有使血壓降低,但減少蛋白尿排泄,改善腎小球和腎小管間質(zhì)損傷,減輕細(xì)胞增生和腎組織巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)。由此提示Rho/Rho 激酶通路參與了高血壓腎小球硬化的進(jìn)展，抑制Rho激酶具有非血流動(dòng)力學(xué)的腎保護(hù)作用。N Sugano等[4]的研究證實(shí)，采用T亞型鈣通道阻滯劑可阻止5/6腎切除動(dòng)物模型腎小管上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)分化和腎間質(zhì)纖維化，其機(jī)制可能是下調(diào)Rho激酶活性。Nagato ya k等[5]發(fā)現(xiàn)，Rho激酶抑制劑Y-27632在大鼠單側(cè)輸尿管結(jié)扎模型中減輕了小管間質(zhì)纖維化，而血壓無(wú)明顯變化，說(shuō)明Rock參與了輸尿管梗阻動(dòng)物腎臟的損傷，Y-27632抑制輸尿管梗阻動(dòng)物模型大鼠腎間質(zhì)纖維化的作用很可能與其抑制早期巨噬細(xì)胞等炎性細(xì)胞浸潤(rùn)、抑制成纖維細(xì)胞和中性粒細(xì)胞的趨化性有關(guān)。

2.2 高血壓大鼠模型

在自發(fā)性高血壓、DOCA鹽性高血壓、腎性高血壓等多種高血壓大鼠動(dòng)物模型中，我們發(fā)現(xiàn)RhoA/Rock通路活性的增強(qiáng)。使用Rock抑制劑Y27632后可明顯降低以上大鼠模型的血壓，但是并沒(méi)有影響正常血壓大鼠的血壓，因此RhoA/Rock通路可能參與了高血壓疾病的發(fā)生發(fā)展。

Nishikimi T[6]等的研究發(fā)現(xiàn)，在Dahl 鹽敏感高血壓大鼠的腎臟損傷中Rho激酶通過(guò)TGF-β依賴(lài)的機(jī)制參與介導(dǎo)腎臟纖維化，TGF-β和膠原表達(dá)增加與Rho激酶基因表達(dá)增加有關(guān)；而且fasudil在沒(méi)有降低血壓的情況下減少了TGF-β及膠原的表達(dá)并且改善了腎臟損傷。

2.3 糖尿病動(dòng)物模型

Rock激活時(shí)從細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)位至細(xì)胞膜，STZ糖尿病鼠腎皮質(zhì)細(xì)胞膜Rock增加了1.8倍，表明Rock激活。Fangfang Peng等[7]研究法舒地爾(10mg/kg)治療30d對(duì)STZ鼠的作用，發(fā)現(xiàn)其對(duì)血糖無(wú)影響，卻降低蛋白尿和8-羥化脫氧鳥(niǎo)苷(8-OHDG)的水平，以及TGF-β和NADPH氧化酶亞單位NOX-4的mRNA的表達(dá)。

2.4 體外實(shí)驗(yàn)

體外實(shí)驗(yàn)研究[8]提示在腎小球系膜細(xì)胞及腎小管上皮細(xì)胞發(fā)生上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)分化過(guò)程中，Rho激酶均參與肌成纖維細(xì)胞的形成；對(duì)于接受機(jī)械應(yīng)力刺激培養(yǎng)的腎臟足突細(xì)胞，Rho激酶通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞骨架的重組引起足突結(jié)構(gòu)及細(xì)胞功能的改變，Y- 27632通過(guò)抑制Rho激酶活性使足突結(jié)構(gòu)恢復(fù)并改善細(xì)胞功能。

3 Rock致腎臟損傷機(jī)制的研究

3.1 血流動(dòng)力學(xué)作用機(jī)制

前文已經(jīng)敘述RhoA/Rock通路與高血壓疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。除了對(duì)系統(tǒng)血壓的影響以外，調(diào)控腎小球血流量是腎臟病治療干預(yù)的重要靶點(diǎn)。腎臟微循環(huán)是一個(gè)自我調(diào)節(jié)的獨(dú)特、復(fù)雜的系統(tǒng)，涉及腎小球?yàn)V過(guò)率和腎血流量的調(diào)節(jié)。由于其腎前性及腎后系統(tǒng)中的血管擴(kuò)張作用，Rho激酶抑制劑可以升高腎小球血流量和腎小球?yàn)V過(guò)率。

3.2 非血流動(dòng)力學(xué)作用機(jī)制

炎性細(xì)胞的遷移、浸潤(rùn)、增殖、系膜基質(zhì)增生、腎臟固有細(xì)胞的轉(zhuǎn)分化等病理過(guò)程是許多慢性腎臟疾病共同的發(fā)病機(jī)制，而Rho/Rock系統(tǒng)在細(xì)胞粘附、遷移、增殖和腎小管上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)分化中具有重要意義。

我說(shuō)的是心里話(huà)，在這輛老掉牙的古典列車(chē)上，看到穿著維多利亞時(shí)代服裝的老婦人蹣跚走動(dòng)，本身就有種夢(mèng)幻般的感覺(jué)。

3.2.1 Rock對(duì)細(xì)胞遷移的影響

在對(duì)Rock抑制劑Y-27632動(dòng)力學(xué)機(jī)制研究中[9]發(fā)現(xiàn)，白細(xì)胞整合素LFA-1與ICAM-1介導(dǎo)T細(xì)胞粘附的發(fā)生依賴(lài)于Rock調(diào)節(jié)肌動(dòng)球蛋白骨架的動(dòng)態(tài)變化。Rock分布在T細(xì)胞尾部與F-actin共定位，Rock的活性是尾部的分離所必需的。Y-27632影響原有成熟粘著斑的運(yùn)動(dòng)并抑制新粘著斑的形成，成熟的粘著斑可能在細(xì)胞的遷移機(jī)制中起“剎車(chē)”作用，所以在Rock的作用被抑制后，細(xì)胞移動(dòng)軌跡更直更快。

肌球蛋白Ⅱ產(chǎn)生的收縮力為細(xì)胞的遷移提供動(dòng)力，并維持細(xì)胞形態(tài)，介導(dǎo)細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。Beningo等[10]在加入肌球蛋白Ⅱ的特異性抑制劑blebbistain后，發(fā)現(xiàn)收縮力的產(chǎn)生主要依賴(lài)肌球蛋白Ⅱ的功能， Rho 信號(hào)傳導(dǎo)途徑活化后通過(guò)增加MLC磷酸化水平，調(diào)節(jié)肌球蛋白Ⅱ的活性。抑制Rock的活性后細(xì)胞的收縮力在很大程度上被抑制，所以肌球蛋白Ⅱ和Rock是細(xì)胞產(chǎn)生收縮力所必需的。

3.2.2 Rock對(duì)細(xì)胞增殖的影響

在自發(fā)性高血壓大鼠不全切除模型的腎組織中Rock活性增強(qiáng)，fasudil治療后Rock 的活性降低，腎小球和腎小管損傷指數(shù)明顯改善，巨噬細(xì)胞的遷移和增殖現(xiàn)象明顯受到抑制，其機(jī)制是通過(guò)抑制Rho的活性增加細(xì)胞周期抑制蛋白p27kip1的表達(dá)，從而抑制多種細(xì)胞的增殖。對(duì)NIH3T3成纖維細(xì)胞進(jìn)行的研究發(fā)現(xiàn)[11]，Rho激酶的激活可升高CyclinD1 、p21Cip1、Cyclin A以及降低p27蛋白水平，進(jìn)而促進(jìn)細(xì)胞周期進(jìn)程。

3.2.3 Rho/Rock對(duì)細(xì)胞極性、形態(tài)的影響

細(xì)胞極性是指細(xì)胞中某些胞質(zhì)成分不是均等地分布，而是按一定空間順序形成細(xì)胞成分的不同濃度梯度。Rock活化后使肌動(dòng)蛋白微絲骨架特異性組裝，并導(dǎo)致某些胞內(nèi)蛋白質(zhì)的重新分布，進(jìn)而影響細(xì)胞的極性。Aldo Ferrari 等[12]的研究表明Rho信號(hào)通路參與了細(xì)胞極性的調(diào)控，他們發(fā)現(xiàn)Rock介導(dǎo)的收縮性、緊密連接和通道促成了小管上皮細(xì)胞向頂端的轉(zhuǎn)變及細(xì)胞極性的變化；Katalin Szaszi等[13]證明腎小管上皮細(xì)胞去極化導(dǎo)致Rho/Rock介導(dǎo)的肌球蛋白輕鏈磷酸化。用Rock 的抑制劑Y-27632 處理HT1080 細(xì)胞,觀察對(duì)其形態(tài)的影響。加入抑制劑前，細(xì)胞極化形態(tài)明顯，細(xì)胞膜富含肌動(dòng)蛋白束皺褶在前端,可收縮的尾部在另一端，MLC集中分布在細(xì)胞前端膜皺褶處。Y-27632處理后的HT1080細(xì)胞呈鐮刀形，偽足富含F(xiàn)-actin，MLC在偽足、胞漿中、細(xì)胞膜皺褶處都有分布。

3.2.4 Rho/Rock對(duì)細(xì)胞轉(zhuǎn)分化的影響

Rho/Rock可通過(guò)對(duì)細(xì)胞骨架蛋白的作用和相關(guān)信號(hào)通路的激活參與腎小管上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)分化。因?yàn)镽ho/Rock在細(xì)胞骨架重構(gòu)和SMA啟動(dòng)子活化中是不可缺少的，細(xì)胞骨架重構(gòu)和a-SMA表達(dá)都是肌成纖維細(xì)胞(myofibroblast，MFb)表型特點(diǎn)。干預(yù)實(shí)驗(yàn)亦發(fā)現(xiàn)Rock抑制劑可以消除TGF-β誘導(dǎo)的該上皮細(xì)胞向MFb轉(zhuǎn)變，因此Rho在TGF-β誘導(dǎo)腎小管上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)镸Fb的過(guò)程中可能起核心作用。

綜上所述，Rho/Rock信號(hào)途徑在各種慢性腎臟病的發(fā)病中發(fā)揮了重要的作用，深入研究該信號(hào)通路的功能將有助于闡明相關(guān)腎臟疾病的發(fā)病機(jī)制，有助于慢性腎臟疾病的防治。

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