侯鵬超　洪郁芝　葉迅

[摘要] 糖尿病腎?。╠iabetic nephropathy，DN）是糖尿病微血管病變中最常見的嚴重并發(fā)癥之一，近年來DN逐步成為終末期腎病（end stage renal disease，ESRD）的首要原因，但是DN的發(fā)病機制迄今為止尚未完全闡明。蛋白尿是DN的主要臨床特征，也是導致DN惡性進展的重要因素。近年研究認為，足細胞表型轉化可能是導致DN早期蛋白尿形成的關鍵因素?；诖?，本文對足細胞表型轉化的相關生物學特點、信號通路、與蛋白尿之間關系以及纈沙坦和雷公藤內酯醇干預表型轉化可能存在的機制進行綜述。

[關鍵詞] 糖尿病腎病；足細胞；表型轉化；纈沙坦；雷公藤內酯醇

[中圖分類號] R587.2 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-9701（2014）35-0157-04

DN是糖尿病常見和嚴重的微血管并發(fā)癥，研究顯示DN的發(fā)生率在病程10年以上的1型糖尿病患者中占到30%～40%，是1型糖尿病的首位死亡原因；其在2型糖尿病患者中發(fā)生率約為20%，是僅次于心、腦血管動脈粥樣硬化之后的死因[1]。近20年來DN的發(fā)病率呈增高趨勢，DN在歐美等發(fā)達國家占ESRD的25%～42%，在發(fā)展中國家如印度超過了0.8%[2]，在中國更達到了13.5%。部分大中城市DN導致的ESRD已經成為透析人群的首位原因[3]。DN的基本病理改變是腎小球增大，系膜細胞增生，基底膜增厚和細胞外基質在腎小球、腎小管聚集，從而引起腎小球高濾過和蛋白尿，最終導致進行性腎小球硬化和腎小管-間質纖維化[4]。

1 糖尿病腎病與蛋白尿

DN早期表現為微量白蛋白尿，然后出現大量蛋白尿，最終發(fā)展成ESRD。蛋白尿是DN的主要臨床表現，也是DN進展的獨立危險因素。蛋白尿本身可以加重腎小球硬化和腎小管-間質纖維化，蛋白的濾過和重吸收引起炎癥和血管活性物質的釋放，導致纖維增生、間質炎癥和系膜細胞損傷。研究顯示，只要蛋白尿的水平下降50%，ESRD的危險性就能下降61%。因此探討蛋白尿發(fā)生機制具有非常重要的臨床意義[5]。目前研究認為，DN蛋白尿的發(fā)生機制除了腎小球血液動力學異常、腎小管-間質的損傷、血管內皮生長因子的調節(jié)作用和晚期糖基化終末產物與循環(huán)蛋白交聯(lián)等因素外，腎小球濾過膜的破壞成為DN蛋白尿生成的首要原因[6]。近五年來，濾過膜最外層-腎小球足細胞（podocyte）的研究逐漸引起國內外學者的關注。

足細胞是位于腎小球基底膜（glomerular basement membrane，GBM）外高度分化的上皮細胞，它與GBM、毛細血管內皮三者組成了腎小球濾過膜屏障。足細胞鄰近的足突相互交叉連接形成柵欄狀結構為裂孔，直徑約4～11 nm，孔上覆蓋一層厚4～6 nm 的裂孔隔膜，稱為腎小球足突間裂孔隔膜（glomeroular basement membrance，GPSD），其組成的蛋白主要有nephrin、podocin、CD2AP和ZO-1等，GPSD和其表面帶負電荷的唾液酸糖蛋白共同組成了機械屏障和電荷屏障[7-9]。GPSD是阻止血漿蛋白濾出的最后屏障，在維系腎小球濾過膜的完整性中發(fā)揮重要作用。國外許多糖尿病動物模型和細胞實驗已經提示高糖會引起足細胞發(fā)生表型轉化導致足細胞結構和功能的破壞，從而導致DN蛋白尿的發(fā)生和發(fā)展[10]。足細胞表型轉化已成為近年來研究蛋白尿形成和腎臟纖維化機制的熱點。

2糖尿病腎病的足細胞表型轉化

2.1足細胞表型轉化概況

足細胞的表型轉化是指在持續(xù)低強度、進行性的有害刺激誘導下，足細胞可由上皮細胞向間充質細胞轉分化（epithelial-mesenchymal transition，EMT），導致足細胞的上皮特異性喪失而失去功能，而轉換成的間充質細胞，成為細胞外基質（extracellular cell matrix，ECM）產生大量纖維細胞與肌成纖維細胞。該過程即足細胞表型轉化（phenotypic transformation），導致足細胞的受損和濾過屏障的破壞，形成蛋白尿[11，12]，最終導致進行性腎小球硬化和腎小管-間質纖維化。越來越多的研究顯示，足細胞EMT可能是導致足細胞功能喪失、大量蛋白尿及腎小球硬化的共同起始途徑[13]。

2.2足細胞表型轉化的生物學特點

足細胞發(fā)生EMT的證據，可由蛋白標志物的改變體現，如上皮細胞標志蛋白nephrin、podocin、NEPH1、CD2AP、ZO-1和P-cadherin等的表達減少，間充質細胞標志蛋白desmin、ILK、FN、MMP-9和FSP-1等表達增加，提示了轉分化的發(fā)生[14，15]。這類標志物的波動已在實驗中獲得了部分證明。Wu Y等[16]研究發(fā)現，利用鏈脲佐菌素（streptozotocin，STZ）誘導產生的糖尿病大鼠，腎小球nephrin、podocin的表達均明顯低于正常對照組。Gagliardini E等[17]在STZ誘導糖尿病小鼠足細胞和高糖體外培養(yǎng)的足細胞進行nephrin檢測，同樣出現表達下調。Zou等[18]在腎病綜合征大鼠模型中發(fā)現，足細胞的desmin，vimentin和nestin蛋白表達明顯上升，提示可能發(fā)生了EMT。Yamaguchi等[19]觀察2型糖尿病患者109例，并對其中43例進行了腎穿刺活檢，結果發(fā)現患者尿液和腎組織中足細胞的FSP-l、FN的表達均明顯升高，也提示了間充質細胞表現活躍的事實依據。

2.3介導足細胞表型轉化的TGF-β/smad信號通路

研究認為足細胞EMT的發(fā)生主要有三條信號通路介導，即TGF-β/smad，integrin/ILK和Wnt/β-catenin通路，這些通路交互成錯綜復雜的網絡，共同參與和調控EMT所需要的轉錄因子和調節(jié)信號[20，21]。若能清楚理解這些信號通路作用機制并加以阻斷主要通路，將會有效逆轉足細胞的EMT而靶向保護足細胞[22，23]。endprint

目前證據顯示，轉化生長因子（TGF-β）是誘導足細胞發(fā)生EMT的主要介質，其在多種以蛋白尿為主要表現的腎臟疾病中均被特異性激活，進而促進了足細胞EMT的發(fā)生[20，24，25]。有研究用TGF-β刺激體外培養(yǎng)的足細胞，nephrin、ZO-1的表達明顯下調，而desmin、FN、collagenⅠ、MMP-9的表達顯著上調。Lee H S[26]的研究認為，使用TGF-β誘導體外培養(yǎng)小鼠足細胞均發(fā)生了EMT改變，而纖維化小鼠模型和DN患者的足細胞普遍存在TGF-β上調，這提示了TGF-β可能與足細胞EMT以及腎臟纖維化相關顯著。

目前研究認為高糖主要是通過上調TGF-β來激活TGF-β-Smad-MAPK途徑導致足細胞損傷[27]。Cheng X等對DN大鼠進行6周的尾靜脈高糖注射后發(fā)現，與未注射組相比，TGF-β1表達顯著上調，p-Smad2的表達則是后者的兩倍[28]。其次認為高糖在上調TGF-β的同時下調Smad7的表達，Smad7認為是在TGF-β-Smad-MAPK信號通路中起負反饋作用，一旦Smad7的表達減少，TGF-β-Smad-MAPK通路活性就會增強，腎臟表現為進展性纖維化[29，30]。Chen H Y等[31]在Smad7基因敲除的DN小鼠研究中發(fā)現，與未敲除組相比，微量蛋白尿明顯增加，腎臟炎癥和纖維化明顯，并同時伴有TGF-β/Smad2/3 和NF-ΚB信號通路的激活。

2.4糖尿病腎病足細胞表型轉化與蛋白尿的發(fā)生

最近研究表明，足細胞EMT與蛋白尿之間存在密切且復雜的關系。DN中高糖為主要的誘導因素，在持續(xù)的低強度、進行性刺激下，足細胞將啟動EMT，表達上皮細胞樣表型標志物的足細胞減少和表達間充質細胞樣表型標志物的足細胞增多，發(fā)生EMT的足細胞活性減低、衰退以及正常功能喪失，足突分叉減少消失、融合增加，與GBM的粘附能力降低，這使得腎小球濾過膜受損，形成早期蛋白尿[12]。另一方面，轉換成的間充質細胞成為細胞外基質的成纖維細胞與肌成纖維細胞的重要來源，進一步加重腎小管間質纖維化[32]。而長時間和強烈有害的高糖刺激，除了加重足細胞EMT，還可導致足細胞結構的破壞和細胞的凋亡，從GBM發(fā)生脫落，由于足細胞只有有限的增殖能力，當大量足細胞從GBM上脫落后，剩下的足細胞將無法填補缺失，這導致了腎小球濾過膜的通透性進一步增加，形成晚期大量蛋白尿。與此同時轉分化形成的間充質細胞成為ECM而大量堆積，這將加速腎小球硬化和腎小管間質纖維化的形成[20，33]。

以往研究顯示足細胞的數量與早期蛋白尿密切相關，足細胞脫落和凋亡將直接導致早期蛋白尿的產生。然而近年來研究發(fā)現大量足細胞的凋亡和脫落明顯落后于蛋白尿的產生，在糖尿病大鼠模型中出現微量白蛋白尿時，足細胞的數目并未出現明顯的減少[34]。Liu[35]的研究證實，早期蛋白尿形成可能與足細胞EMT有關，而后期大量蛋白尿形成則與足細胞脫落和凋亡有關。同時研究認為，EMT是足細胞損傷后發(fā)生一系列反應中一個可逆的過程，若在DN早期去除高糖等損傷相關因素或者直接干預EMT，足細胞可能出現恢復，而并不進一步發(fā)展成凋亡和脫落，從而阻止早期蛋白尿的進展。

3 纈沙坦干預足細胞表型轉化的研究

目前公認有效地保護足細胞的藥物是腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)抑制劑（RAS抑制劑）。以往的研究認為RAS抑制劑通過長期有效的血壓控制可減低腎小球濾過率的下降速度，降低腎小球內壓，達到減輕DN患者蛋白尿的目的[36，37]。

但目前的研究發(fā)現ANGⅡ是誘導EMT的強激動劑，并且選擇性阻斷AT1和AT2受體不能抑制ANGⅡ誘導EMT，反而通過增加ANG1-7的合成，促進EMT[38]。纈沙坦（Valsartan，Val）是選擇性AT1受體阻斷劑，以往的研究已經證實纈沙坦能促使DN大鼠足細胞nephrin、ZO-1上調， FSP-1、desmin的下調，進而改善腎功能和腎臟病變[39]。Tominaga N等在高血壓合并DN的大鼠實驗中，利用不同劑量的纈沙坦觀察大鼠血壓和蛋白尿的變化，當纈沙坦超過120 mg/（kg·d）時，血壓不再出現額外的下降，而蛋白尿卻持續(xù)減低[40]。因此目前認為其降低蛋白尿的機制除了通過抑制RAS、降低腎小球內壓之外，可能存在通過保護足細胞損傷的非RAS途徑[41]。纈沙坦是否通過對足細胞EMT的調節(jié)作用保護受損的足細胞目前尚未完全清楚。

4雷公藤內酯醇干預足細胞表型轉化的研究

雷公藤內酯醇（triptolide，TP）是雷公藤生物中活性最強的單體。近期研究發(fā)現，應用TP可保護體內外嘌呤霉素氨基核苷誘導的足細胞損害，可顯著減少誘導的大鼠模型蛋白尿，且該作用不依賴腎小球濾過率下降。該研究還發(fā)現蛋白尿的降低與足突融合的改善、desmin下調、nephrin、podocin恢復存在密切關系，TP可阻止嘌呤霉素誘導的小鼠模型足細胞actin細胞骨架和微絲相關的突觸極蛋白損傷，TP還能保護足細胞免受C5b-9介導的損傷并減輕蛋白尿[42]。但TP的這種對足細胞保護作用是否通過上調高糖誘導下Smad7表達減少，從而抑制TGF-β-Smad-MAPK信號通路的活化，在糖尿病腎病早期抑制甚至逆轉足細胞的EMT，目前尚存在研究的空白。

5展望

足細胞EMT為腎臟疾病中足細胞與蛋白尿的關系提供了全新的解釋。但在DN蛋白尿發(fā)生發(fā)展過程中，足細胞EMT究竟起什么作用，調節(jié)EMT的信號通路在高糖環(huán)境下發(fā)揮怎樣的調控作用，目前仍有爭議。體內外的研究表明雷公藤內酯醇和RAS抑制劑纈沙坦極有可能通過緩解足細胞EMT而減輕DN蛋白尿，但對其靶向保護足細胞的具體機制仍然存在許多空白和爭議。通過觀察雷公藤內酯醇和纈沙坦干預體外高糖環(huán)境下足細胞EMT及其調節(jié)EMT的信號通路，將有利于深入探討DN足細胞表型轉化的發(fā)生機制，并且為其保護足細胞、降低蛋白尿和延緩DN進展提供嶄新的分子生物學依據。endprint