劉　勇，王　銳，施欣辛，李　穎，陳　明

（1.成都中醫(yī)藥大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院2014級碩士研究生，四川 成都 610075；2.成都中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院腎內(nèi)科，四川 成都 610072）

TGF-β1/Smads調(diào)控與腎臟纖維化治療研究進(jìn)展

劉勇1，王銳1，施欣辛1，李穎1，陳明2

（1.成都中醫(yī)藥大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院2014級碩士研究生，四川 成都 610075；2.成都中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院腎內(nèi)科，四川 成都 610072）

腎臟纖維化是各種慢性腎臟病進(jìn)展過程中的共同表現(xiàn)，其病理學(xué)基礎(chǔ)主要是細(xì)胞外基質(zhì)大量堆積。炎癥介質(zhì)、細(xì)胞因子、氧化應(yīng)激等參與了整個病理環(huán)節(jié)。TGF-β1/Smads信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路是腎臟纖維化最重要的通路，主要通過促進(jìn)腎實質(zhì)細(xì)胞的凋亡、腎小球及腎小管上皮細(xì)胞肥大，激活腎間質(zhì)成纖維細(xì)胞，促進(jìn)腎小管上皮細(xì)胞-肌成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)分化，增強(qiáng)ECM的合成并抑制其降解，導(dǎo)致ECM過度積聚，最終導(dǎo)致腎臟纖維化。因此，通過調(diào)控TGF-β1/Smads信號通路可望成為治療腎臟纖維化的新靶點(diǎn)，擬為腎臟纖維化的防治提供新策略。

1　TGF-β1/Smads信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路

TGF-β1/Smads信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路是由TGF-β1及其受體、受體底物Smads蛋白信號分子三部分組成。

轉(zhuǎn)化生長因子：TGF-β1與腎臟纖維化密切相關(guān)［1-2］。TGF-β在人體幾乎所有的組織中均能發(fā)現(xiàn)，主要由肝臟的Kupffer細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞分泌。TGF-β1受體主要有TβRI、TβRII及TβIII［3］。其中I、II型受體主要參與TGF-β1信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，屬絲/蘇氨酸激酶受體家族。TβRI與TβRII具有不同的結(jié)構(gòu)域，TβRI胞內(nèi)側(cè)近膜部分有高度保守的GS結(jié)構(gòu)域；TβRII胞內(nèi)側(cè)梭基端有富含Thr和Ser的短尾，具有自身磷酸化功能，能夠直接與TGF-β1結(jié)合而發(fā)揮效應(yīng)作用。但是，TβRI必須依賴TβRII才能與TGF-β1結(jié)合，必須通過TβRII活化其GS結(jié)構(gòu)域后才具有激酶活性。

Smads蛋白：Smads蛋白具有羧基端和氨基端高度保守的MH1和MH2結(jié)構(gòu)域和其間富含脯氨酸的間隔區(qū)。已知的Smad蛋白分為3類，受體激活型Smad是TβR復(fù)合物的下游信號分子，共用型Smad是TGF-β發(fā)揮作用的中轉(zhuǎn)信號分子，抑制型Smad主要通過與活化的TβRI結(jié)合對受體激活型Smad蛋白的磷酸化起到抑制作用。Smads蛋白是TGF-β受體復(fù)合物的下游信號調(diào)節(jié)蛋白，可將信號從胞膜直接轉(zhuǎn)至胞核，是TGF-β1/Smads信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中的關(guān)鍵介質(zhì)。

經(jīng)典TGF-β1/Smads信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路：TGF-β1先與II型受體以二聚體的形式結(jié)合后將其磷酸化，磷酸化后的TβRII能夠使胞膜上的I型受體的胞質(zhì)區(qū)發(fā)生磷酸化，磷酸化后的TβRI進(jìn)一步引起其下游的信號蛋白分子Smad2和（或）Smad3的發(fā)生磷酸化。但是，Smad蛋白并沒有與TβR的相應(yīng)部位直接接觸，由TβRI-SARA-Smad復(fù)合體的介導(dǎo)來完成。SARA蛋白中有與Smad蛋白相結(jié)合的結(jié)構(gòu)域，能夠與未活化的Smad2/3發(fā)生特異性的結(jié)合。同時，SARA蛋白的C端能夠與TβRI受體直接結(jié)合，從而形成TβRI-SARA-Smad復(fù)合體，SARA蛋白在TβRI與Smads之間起到橋梁紐帶的作用。Smads蛋白磷酸化參與細(xì)胞內(nèi)信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)?；罨腡βRI將Smad蛋白C端MH2上SSXS基序中色氨酸磷酸化，進(jìn)一步使得Smad2/3發(fā)生磷酸化，后者繼而與TβRI及SARA解離，并與Smad4形成多聚體進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)參與核內(nèi)信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)。而游離SARA繼續(xù)與未磷酸化的Smad2/3結(jié)合發(fā)揮其橋梁作用。Smad2/3-Smad4形成的多聚體進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)參與細(xì)胞信號的調(diào)控如下：能夠直接與DNA結(jié)合而發(fā)揮調(diào)節(jié)作用；和其它轉(zhuǎn)錄因子共同發(fā)揮協(xié)同作用參與細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的調(diào)控；與相應(yīng)轉(zhuǎn)錄因子復(fù)合物結(jié)合進(jìn)而促進(jìn)或者抑制轉(zhuǎn)錄過程［4］。

2　TGF-β1/Smads細(xì)胞信號通路調(diào)控與腎臟纖維化的治療

2.1 TGF-β1抑制劑對TGF-β1/Smads細(xì)胞信號通路的調(diào)控

TGF-β1是一種重要的促纖維化因子，與腎臟纖維化密切相關(guān)。TGF-β1的釋放和激活最終導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì)大量堆積，加速腎臟纖維化的進(jìn)程［5］。正常組織的損傷與修復(fù)過程和TGF-β1的適量激活密切相關(guān)，對損傷的組織起保護(hù)作用。但是，過度激活的TGF-β1將會導(dǎo)致纖維化的產(chǎn)生［6］。TGF-β1的主要作用是刺激成纖維細(xì)胞增加細(xì)胞外基質(zhì)成分的合成、抑制細(xì)胞外基質(zhì)的降解、誘導(dǎo)腎小管上皮細(xì)胞凋亡及腎小管上皮細(xì)胞-間充質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)分化等。因此，可以通過抑制該因子的活性阻止腎臟纖維化的進(jìn)展［7］。

Decorin（DCN）能夠直接抑制TGF-β1生物活性來抑制膠原纖維生成，使得細(xì)胞外基質(zhì)的合成減少，從而阻止腎臟纖維化的進(jìn)程［8］。其作用機(jī)制為TGF-β1異構(gòu)體可以被DCN抑制，從而起到阻止腎臟纖維化的作用［9］。Ma HB等［10］研究結(jié)果表明，DCN高度表達(dá)可減緩腎臟纖維化的進(jìn)展。

BMP-7能夠直接抑制TGF-β1表達(dá)、抑制TGF-β1/ Smads信號通路轉(zhuǎn)導(dǎo)、調(diào)節(jié)促炎性因子等而發(fā)揮抗纖維化的作用。因此，可以通過增強(qiáng)BMP-7的表達(dá)或者促進(jìn)BMP-7/smads信號通路的轉(zhuǎn)導(dǎo)來阻止腎臟纖維化的進(jìn)展。武帥等［11］在通過觀察芪蛭降糖膠囊對DN大鼠腎組織BMP-7及TGF-β1/Smads信號傳導(dǎo)通路的影響，結(jié)果顯示DN大鼠腎組織中Smad2蛋白、TGF-β1的表達(dá)增加，而Smad7、BMP-7蛋白表達(dá)減少，腎功能下降，經(jīng)藥物治療后，腎組織TGF-β1、Smad2表達(dá)減少，BMP-7、Smad7表達(dá)增加，大鼠的腎功能得到了改善，從而抑制腎間質(zhì)纖維化。

2.2 TGF-β1受體拮抗劑對TGF-β1/Smads細(xì)胞信號通路的調(diào)控

在TGF-β1/Smads信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中，可以通過受體拮抗作用來阻止腎臟纖維化的進(jìn)展。Moon等發(fā)現(xiàn)TβRII激酶阻斷劑IN-1130可下調(diào)該通路活性，提示可在受體水平抑制腎臟纖維化。TGF-β1RI（ALK5）是TGF-β1信號傳遞過程中的重要的促纖維化因子，通過抑制ALK5的活性，進(jìn)而阻斷ALK5與Smad2/3的結(jié)合或者ALK5對Smad2/3的磷酸化被認(rèn)為是阻斷TGF-β異常所致腎臟纖維化的重要靶點(diǎn)［12］。Sang-A park等［13］合成的TGF-β1的I型受體激酶（ALK5）抑制劑-EW-7197，可以抑制TGF-β1/Smad2/3和活性氧簇信號傳導(dǎo)通路。

2.3 Smads蛋白對TGF-β1/Smads細(xì)胞信號通路的調(diào)控

TGF-β1發(fā)揮效應(yīng)作用主要靠TGF-β1/Smads細(xì)胞信號通路來實現(xiàn)［14］。而Smads蛋白是TGF-β1信號從受體到核的細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子，對信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)起著重要的調(diào)節(jié)作用。Smad2/3磷酸化后能夠促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)合成，加速腎臟纖維化的進(jìn)展［15］。Smad7對TGF-β1具有特定的抑制作用。Smad7通過抑制Smad2/3磷酸化，阻止腎臟纖維化的進(jìn)程［16］。同時，Smad7可通過改變表達(dá)TGF-β1/Smad3-regulated小分子核糖核酸抑制腎纖維化［17］。Baocan Wang等［18］研究表明，通過單用Smad7或uPA基因療法顯著抑制α-SMA和TGF-β1表達(dá)，而Smad7和uPA綜合治療更優(yōu)等。ZR Wang等［19］研究表明，通過構(gòu)建Smad3 siRNA表達(dá)載體，降低Smad3的表達(dá)水平，從而使得相關(guān)纖維化基因的指標(biāo)下降更加顯著。

3　中藥對TGF-β1/Smads細(xì)胞信號通路調(diào)控

腎臟纖維化屬中醫(yī)“水腫”、“關(guān)格”、“癃閉”等范疇。脾腎兩虛、痰瘀互結(jié)、熱毒內(nèi)蘊(yùn)、血脈瘀滯為腎纖維化的基本病機(jī)。治療主要用補(bǔ)腎健脾、活血化瘀、化痰通絡(luò)、調(diào)和陰陽法。李春雨等［20］研究表明扶腎降濁方可通過抑制TGF-β1和Smad3 mRNA和蛋白的過度表達(dá)，增加Smad7 mRNA和蛋白表達(dá)。池艷春等［21］研究表明百令膠囊具有調(diào)節(jié)糖尿病大鼠腎組織TGF-β1、TGF-β1RI、TGF-β1RII及Smad2/3的表達(dá)，上調(diào)Smad7的表達(dá)，從而阻斷腎臟纖維化，且以高劑量療效果最佳。中藥對TGF-β1/Smads信號轉(zhuǎn)導(dǎo)具有多途徑、多靶點(diǎn)、多方位的調(diào)控作用［22-23］，療效顯著，具體的作用機(jī)制有待進(jìn)一步深入研究。

4　小　結(jié)

TGF-β1/Smads調(diào)控與腎臟纖維化治療的策略已經(jīng)得到廣泛的重視，無論是調(diào)節(jié)TGF-β1/Smad的表達(dá)量，還是調(diào)控TGF-β1/Smad的信號傳導(dǎo)通路的其他環(huán)節(jié)，均可獲得較好效果，中醫(yī)藥調(diào)控TGF-β1/Smads治療腎臟纖維化的研究也取得諸多進(jìn)展，為今后可望建立中西醫(yī)結(jié)合腎臟纖維化的研究、中西醫(yī)結(jié)合腎臟纖維化的治療、藥物研發(fā)等奠定良好的基礎(chǔ)。但是，腎臟纖維化的發(fā)病機(jī)制涉及環(huán)節(jié)眾多，尚需進(jìn)一步深入研究其病理過程，以提高臨床療效。

［1］ COERT MARGADANT，ARNOUD SONNENBERG. Integrin-TGF-β crosstalk in fibrosis，cancer and wound healing［J］.EMBO Rep，2010，11（2）：97-105.

［2］ LIOR H KATZ，YING LI，JIUN-SHENG CHEN，et al.TGF-β signaling in fibrosis［J］.Expert Opin Ther Targets，2013，17（7）：743-760.

［3］ SCHILLER M，JAVELAUD D，MAUVIEL A. TGF-β induced Smad signaling and gene regulation：consequences for extracellular matrix remodeling and wound healing［J］.J Dermatol Sci，2004，35：83-92.

［4］ 趙俊芳，劉成，劉成海.轉(zhuǎn)化生長因子β胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)與Smads蛋白［J］.中國病理生理雜志，2002，18（3）：321-325.

［5］ HONG-BO XIAO，RUI-HONG LIU，GUANG-HUI LING， et al.HSP47 regulates ECM accumulation in renal proximal tubular cells induced by TGF-β1 through ERK1/2 and JNK MAPK pathways［J］.Am J Physiol Renal Physiol，2012，303（5）：F757-F765.

［6］ HUI YAO LAN. Diverse Roles of TGF-β/Smads in Renal Fibrosis and Inflammation ［J］.Int J Biol Sci，2011，7（7）：1056-1067.

［7］ YAN DING，MARY E CHOI. Regulation of Autophagy by TGF-β Emerging Role in Kidney Fibrosis［J］.Semin Nephrol，2014，34（1）：62-71.

［8］ 孫陽，趙艷紅，盧永新，等.腎臟纖維化的發(fā)病機(jī)制及治療進(jìn)展［J］.實用臨床醫(yī)藥雜志，2015，19（9）：173-176.

［9］ 徐再春，王偉，王興華，等.輸尿管逆向注射重組腺病毒介導(dǎo)的BMP-7對大鼠腎間質(zhì)纖維化的作用［J］.中國中西醫(yī)結(jié)合腎病雜志，2008，9（9）：772-774.

［10］ MA H B，WANG R，YU K Z ，et al.Dynamic changes of early-stage aortic lipid deposition in chronic renal failure rats andeffects of decorin genetherapy［J］. Exp Ther Med，2015，9（2）：591.

［11］ 武帥，郭兆安，于春江，等.芪蛭降糖膠囊對糖尿病腎病大鼠腎組織BMP-7及TGF-β/smads信號傳導(dǎo)通路的影響［J］中國中西醫(yī)結(jié)合腎病雜志，2014，15（4）：297-301，378.

［12］ PP CHERUKURI，AJ DECASTRO，AL BALBONI，et al.Phosphorylation of ΔNp63α via a novel TGFβ/ALK5 signaling mechanism mediates the anti-clonogenic effects of TGFβ［J］.PLoS One，2012，7（11）：e50066.

［13］ SANG-A PARK，MIN-JIN KIM，SO-YEON PARK，et al.EW-7197 inhibits hepatic，renal，and ulmonary fibrosis by blocking TGF-β/Smad and ROS signaling［J］.Cellular & Molecular Life Sciences Cmls，2014，72（10）：2023-2039.

［14］ CHANG JOO OH，JOON-YOUNG KIM，YOUNG-KEUN CHOI，et al.Dimethylfumarate Attenuates Renal Fibrosis via NF-E2-Related Factor 2-Mediated Inhibition of Transforming Growth Factor-β/Smad Signaling［J］.PLoS One，2012，7（10）：e45870-e45870.

［15］ XIANG ZHONG，ARTHUR CK CHUNG，HAI-YONG CHEN，et al.Smad3-Mediated Upregulation of miR-21 Promotes Renal Fibrosis［J］.Journal of the American Society of Nephrology，2011，22（9）：1668-1681.

［16］ XIAO-MING MENG，MING-KUEN TANG，JUN LI，et al.TGF-β/Smad signaling in renal fibrosis［J］.Front Physiol，2014，（6）：82.

［17］ ARTHUR CK，CHUNG，YUAN DONG，WEIQIN YANG，et al.Smad7 suppresses renal fibrosis via altering expression of TGF-β/Smad3-regulated microRNAs［J］.Molecular Therapy，2013，21（2）：388-398.

［18］ BAOCAN WANG，WENXI LI，YINGWEI CHEN，et al.Coexpression of Smad7 and UPA attenuates carbon tetrachloride-induced rat liver fibrosis［J］.Med Sci Monit，2012，18（10）：394-401.

［19］ ZR WANG，JH WANG，CL HU，et al.The effect of down-regulation of Smad3 by RNAi on hepatic stellate cells and a carbon tetrachloride-induced rat model of hepatic fibrosis［J］.Braz J Med Biol Res，2011，44（2）：91-99.

［20］ 李春雨，蘇瑋蓮，魏曉露，等.扶腎降濁方含藥血清對腎小管間質(zhì)損害大鼠成纖維細(xì)胞TGF-β1/ Smads信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的影響［J］.中國病理生理雜志，2014，30（11）：2043-2047.

［21］ 池艷春，郭靜，王丹.百令膠囊對糖尿病腎病大鼠TGF-β1/Smad信號通路影響的實驗研究［J］.中國中醫(yī)藥科技，2010，17（3）：204-205.

［22］ 陸敏，周娟，陸海英，等.血府逐瘀膠囊對單側(cè)輸尿管梗阻大鼠Smad信號通路分子的影響［J］.時珍國醫(yī)國藥，2008，19（11）：2691-2694.

［23］ 謝明明，康永，邸彥清，等.中藥干預(yù)TGF-β1/ Smad通路抗腎間質(zhì)纖維化的研究概況［J］.內(nèi)蒙古中醫(yī)藥，2014，33（25）：103-104.

R271.917.5

A

1004-2814（2016）10-1041-02

陳 明

2016-05-23