張雯，柯亭羽

(昆明醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院，昆明605010)

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Netrin-1在糖尿病腎病及糖尿病視網(wǎng)膜病變中作用的研究進(jìn)展

張雯，柯亭羽

(昆明醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院，昆明605010)

糖尿病視網(wǎng)膜病變(DR)及糖尿病腎病(DN)是糖尿病的典型并發(fā)癥。神經(jīng)導(dǎo)向因子Netrin-1是具有促進(jìn)神經(jīng)組織生長發(fā)育作用的神經(jīng)生長因子，具有促進(jìn)血管生成、抑制炎性細(xì)胞遷移和減輕炎癥反應(yīng)的作用。近年來研究發(fā)現(xiàn)，Netrin-1在DR、DN患者血清和病變組織上皮細(xì)胞中的表達(dá)均上調(diào)。Netrin-1在糖尿病增殖期視網(wǎng)膜病變患者玻璃體液中表達(dá)上調(diào)，通過檢測糖尿病患者玻璃體液中的Netrin-1因子，可用于早期判斷DR的發(fā)病。Netrin-1在DN患者中高表達(dá)，Netrin-1及其UNC5B受體對DN具有保護(hù)作用。

神經(jīng)導(dǎo)向因子；糖尿病微血管病變；糖尿病視網(wǎng)膜病變；糖尿病腎?。谎苌?；炎癥反應(yīng)

微血管病變是糖尿病患者的常見并發(fā)癥，其典型改變是微循環(huán)障礙和微血管基底膜增厚，常累及腎臟、眼、心臟、腦等器官。糖尿病視網(wǎng)膜病變(DR)及糖尿病腎病(DN)是糖尿病微血管病變的兩種典型并發(fā)癥。神經(jīng)導(dǎo)向因子Netrin-1是具有促進(jìn)神經(jīng)組織生長發(fā)育作用的神經(jīng)生長因子，具有促進(jìn)血管生成、抑制炎性細(xì)胞遷移和減輕炎癥反應(yīng)的作用。近年研究發(fā)現(xiàn)，Netrin-1在DR、DN患者血清和病變組織上皮細(xì)胞中的表達(dá)均上調(diào)。本文對近年來有關(guān)Netrin-1在糖尿病微血管病變DR、DN中作用的研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述。

1　Netrin-1的生物學(xué)特征

1.1Netrin家族的作用及分布Netrin家族是最早發(fā)現(xiàn)的可溶性神經(jīng)導(dǎo)向因子，在神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育過程中為神經(jīng)元和軸突的靶向遷移提供信號。除在中樞神經(jīng)系統(tǒng)外，Netrin家族及其受體在非神經(jīng)組織中也有表達(dá)，如胰腺、乳腺和肺等器官。Netrin家族因子包括Netrin-1、Netrin-2、Netrin-4、G1a和G1b等[1]，廣泛參與急性損傷、炎癥、腫瘤發(fā)生等病理過程[2]和血管內(nèi)皮細(xì)胞的黏附、游走、增殖、分化、凋亡[3]等分子機(jī)制的調(diào)控。

1.2Netrin-1的作用Netrin-1是第一個被鑒定并命名的Netrin家族軸突導(dǎo)向因子，分子量68 kDa，多表達(dá)于脊髓、延髓、腦室腹側(cè)區(qū)、內(nèi)囊等中樞神經(jīng)系統(tǒng)[4,5]。在神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育過程中，Netrin-1可刺激神經(jīng)元和神經(jīng)軸突的生長和定位，引導(dǎo)神經(jīng)元和軸突到達(dá)靶體。Netrin-1的受體包括結(jié)直腸癌缺失基因家族(DCC)受體及UNC5同源物家族(UNC5)受體(包括UNC5A、UNC5B、UNC5C等)。Netrin-1因子在神經(jīng)系統(tǒng)以外的組織也廣泛表達(dá)，如腎小管上皮細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞[6]等，通過與其依賴性受體結(jié)合，對胚胎發(fā)育過程中細(xì)胞增殖、遷移、形態(tài)發(fā)生和血管新生等功能發(fā)揮重要的調(diào)控作用[7]。

1.3Netrin-1對血管生成的作用 目前認(rèn)為，高血糖引起的氧化應(yīng)激是DM并發(fā)癥的共同發(fā)病機(jī)制，繼而激活多種途徑導(dǎo)致組織損傷。機(jī)體低度炎癥狀態(tài)、胰島素抵抗(IR)、血管內(nèi)皮功能紊亂等是導(dǎo)致糖尿病發(fā)生并發(fā)癥的因素。因此，通過增加血管新生、抑制炎癥細(xì)胞遷移和炎癥反應(yīng)，改善微循環(huán)障礙和血管基底膜增厚的狀態(tài)，對DR和DN的臨床治療有重要意義。

Netrin-1屬于一種血管生成因子，類似于血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)、血小板源性生長因子(PDGF)，對血管內(nèi)皮細(xì)胞和血管平滑肌細(xì)胞有增殖、遷移及黏附作用，參與血管生成的調(diào)節(jié)[2]。其機(jī)制可能為Netrin-1通過與DCC受體結(jié)合，增加NO含量，從而增加局部組織的血氧供應(yīng)，直接誘導(dǎo)血管生成[8]。Fan等[9]研究表明，Netrin-1過度表達(dá)可促進(jìn)小鼠中樞神經(jīng)系統(tǒng)血管新生，促進(jìn)動脈血管及微血管形成，而VEGF和PDGF只能促進(jìn)毛細(xì)血管的生成。經(jīng)體外培養(yǎng)及兔角膜新生血管實驗[10]發(fā)現(xiàn)，Netrin-1對血管新生具有雙重調(diào)控作用，即低濃度時具有促進(jìn)血管生成作用，而高濃度時可抑制血管生成。Fan等[9]研究發(fā)現(xiàn)，不同水平的Netrin-1對血管生成的作用也不同。因此，Netrin-1對新生血管生成過程的調(diào)控作用與其水平有關(guān)，其變化可能對糖尿病微血管病變新生血管的發(fā)生具有一定作用。

2　Netrin-1對DR的影響

眼部組織的缺血缺氧是導(dǎo)致增殖性視網(wǎng)膜病變眼部血管新生的根本原因[11]。DR患者由于長期處于高糖狀態(tài)，組織血液供應(yīng)減少，可引起血-視網(wǎng)膜屏障(BRB)受損、血管滲透壓升高、通透性增加和血管壞死，血管再生相關(guān)因子如缺氧誘導(dǎo)因子(HIFs)、VEGF及紅細(xì)胞生成素(EPO)等表達(dá)上調(diào)，增加血管滲透壓以保持組織血液灌注，最終導(dǎo)致視網(wǎng)膜纖維化和出血[12]。

2.1Netrin-1在DR玻璃體液中高表達(dá) 研究發(fā)現(xiàn)，Netrin-1在糖尿病增殖期視網(wǎng)膜病變患者玻璃體液中表達(dá)上調(diào)，提示在糖尿病視網(wǎng)膜病變病理增殖過程中，Netrin-1發(fā)揮重要作用[13]。緊密連接蛋白Occludin蛋白是構(gòu)成視網(wǎng)膜血管內(nèi)皮細(xì)胞緊密連接的跨膜蛋白，存在于BRB的連接處，是觀察視網(wǎng)膜屏障功能和血管通透性的重要指標(biāo)[14]。實驗證實，在DR小鼠模型中，Netrin-1可保護(hù)Occludin蛋白，從而保護(hù)BRB功能，避免血管通透性的增加和血管壞死，從而延緩DR進(jìn)程[15]。

2.2Netrin-1因子及其相關(guān)受體對DR的作用 Park等[2]研究發(fā)現(xiàn)，Netrin-1因子可引起角膜緣的新生血管萌芽，同時可以促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞和血管平滑肌細(xì)胞的遷移及促有絲分裂。其促血管新生作用一方面是通過增加內(nèi)皮細(xì)胞的存活率，另一方面是通過減少內(nèi)皮細(xì)胞凋亡來實現(xiàn)的[16]?？赡艿臋C(jī)制[17]是：Netrin-1通過激活DCC受體依賴的ERK1/2-eNOS正反饋途徑促進(jìn)血管再生，引起NO釋放，促使內(nèi)皮細(xì)胞增殖和存活，也可通過抑制死亡相關(guān)聯(lián)蛋白激酶DAPK，抑制內(nèi)皮細(xì)胞在抗凋亡級聯(lián)反應(yīng)中的凋亡。

目前臨床上廣泛采用眼底鏡對DR發(fā)病程度進(jìn)行診斷，通過檢測糖尿病患者玻璃體液中的Netrin-1，從而用于早期判斷DR的發(fā)病，也為其治療提供了新的靶點。盡管相比非PDR患者，增殖期DR玻璃體液中Netrin-1水平明顯升高，但可檢出水平小于1 μg/mL[18]，所以在臨床應(yīng)用方面仍需要繼續(xù)研究。

3　Netrin-1對DN的影響

3.1Netrin-1在DN腎組織中高表達(dá)研究表明，急性腎損傷患者和糖尿病腎病小鼠的尿液Netrin-1水平增高，可能的機(jī)制[19]是：機(jī)體高糖狀態(tài)導(dǎo)致Netrin-1表達(dá)下調(diào)，同時高蛋白尿誘導(dǎo)近曲小管上皮細(xì)胞產(chǎn)生Netrin-1。這種由蛋白誘導(dǎo)分泌產(chǎn)生Netrin-1的作用，是通過增強(qiáng)絲裂原活化蛋白激酶-細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶(MAPK- ERK)和磷脂酰肌醇3激酶-蛋白激酶B-mTOR(PI3K-Akt-mTOR)信號通路實現(xiàn)的。

3.2Netrin-1 UNC5B受體對腎臟的保護(hù)作用Ranganathan等[20]研究發(fā)現(xiàn)，急性腎損傷過程中，UNC5B受體介導(dǎo)了Netrin-1對腎臟的保護(hù)作用。Punithavathi等[21]研究發(fā)現(xiàn)，相比于糖尿病野生型和雜合型的(UNC5B-/+)小鼠，特異性敲除鏈霉素誘導(dǎo)的糖尿病小鼠腎臟近曲小管上皮細(xì)胞中Netrin-1受體UNC5B基因后，引起了更嚴(yán)重的腎臟疾病，加重了糖尿病腎病引起的蛋白尿，提示UNC5B受體在糖尿病腎病發(fā)病進(jìn)程中可能發(fā)揮了保護(hù)性作用。

3.3Netrin-1對DN的保護(hù)作用 Mohamed等[22]研究發(fā)現(xiàn)，DN患者腎小管上皮細(xì)胞誘導(dǎo)產(chǎn)生的Netrin-1可通過其過度表達(dá)進(jìn)而抑制炎癥、增加白蛋白的攝取，減少蛋白尿和間質(zhì)纖維化。體外研究發(fā)現(xiàn)，Netrin-1介導(dǎo)的對糖尿病腎病的部分保護(hù)作用是通過增加腎小管上皮細(xì)胞對蛋白的攝取來實現(xiàn)。動物實驗也證實，對1型糖尿病小鼠給予重組Netrin-1注射后，可保護(hù)腎臟使其避免炎癥反應(yīng)、蛋白尿和纖維化[21]?？赡艿臋C(jī)制是：Netrin-1與其UNC5B受體促進(jìn)腎小管上皮細(xì)胞的增殖與遷移，而腎小管上皮細(xì)胞快速增殖是腎臟修復(fù)的細(xì)胞標(biāo)志，最終導(dǎo)致腎臟結(jié)構(gòu)和功能的恢復(fù)[6]。Netrin-1還可通過抑制腎小管上皮細(xì)胞分泌單核細(xì)胞趨化蛋白-1(MCP-1)來抑制尿蛋白的排泄[23]。Calpurnia[24]等研究證實，相比于糖尿病腎病后期患者，Netrin-1在早期無微量白蛋白尿的糖尿病腎病患者尿液中排泄明顯增加，且在無微量蛋白尿的糖尿病患者尿液中，Netrin-1水平明顯升高，表明DN患者尿液中Netrin-1的出現(xiàn)是在微量蛋白尿之前，即在糖尿病腎病發(fā)病過程中腎小管損傷在前，且加劇了腎小球的損傷。因此，在腎臟損傷時，應(yīng)激狀態(tài)下的近曲小管過度表達(dá)Netrin-1，其可作為預(yù)測腎損傷的分子標(biāo)志，從尿液即可檢測，具有早期臨床意義；同時，高表達(dá)的Netrin-1可通過促進(jìn)腎小管上皮細(xì)胞的增殖與遷移、抑制腎小管上皮細(xì)胞分泌MCP-1、減輕DN局部炎癥和增加白蛋白攝取，從而改善腎臟損傷的癥狀。

綜上所述，Netrin-1在糖尿病早期微血管病變的發(fā)生、發(fā)展中具有重要作用，在DR及DN發(fā)病過程中，Netrin-1不僅具有損傷生物標(biāo)志物的作用，還具有促進(jìn)血管生成、抑制炎癥因子和炎癥反應(yīng)的作用，這些新靶點可以為臨床診療提供幫助。

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國家自然科學(xué)基金資助項目(31260223)。

柯亭羽(E-mail： ketingyu@hotmail.com)

10.3969/j.issn.1002-266X.2016.30.037

R587.1

A

1002-266X(2016)30-0105-03

2015-10-28)