楊祖飛 綜述；沈穎 審校

（云南省第一人民醫(yī)院 腎內(nèi)科，云南 昆明 650000）

糖尿病腎?。╠iabetic nephropathy, DN）是由糖尿病慢性微血管病變引起的腎臟結(jié)構(gòu)改變和功能異常病變。我國糖尿病發(fā)病率已經(jīng)排在全球第一，糖尿病患者終末期腎病的患病率高達(dá)十倍；我國約有20%～40%的糖尿病患者合并DN，現(xiàn)已成為慢性腎臟?。╟hronic kidney disease,CKD）和終末期腎病的主要原因。因此進(jìn)一步研究DN 的發(fā)病機制，提高其臨床診斷及治療效果是我們必須探討的問題。美國Brownlee 教授曾提出氧化應(yīng)激是導(dǎo)致糖尿病并發(fā)癥統(tǒng)一機制的學(xué)說，氧化應(yīng)激作為高糖介導(dǎo)組織損傷途徑激活的主要原因，其介導(dǎo)的多元醇途徑、糖基化終末產(chǎn)物途徑、蛋白激酶C 途徑和氨基已糖途徑對腎臟產(chǎn)生了較大的損害；慢性組織缺氧是引起糖尿病腎臟病變的一個重要因素，低氧環(huán)境下缺氧誘導(dǎo)因子（hypoxiainducible factor,HIF）表達(dá)通過影響糖和能量的代謝、血管再生、紅細(xì)胞生成等調(diào)節(jié)腎臟功能，但目前HIF 表達(dá)是否延緩腎臟纖維化仍存在爭議；三七是中國地道藥材，近年來研究顯示其主要成分三七皂苷（panax notoginseng saponins, PNS）具有抗氧化應(yīng)激、抗細(xì)胞纖維化、保護腎臟等作用，為DN 提供了新治療方向。本文就氧化應(yīng)激、缺氧誘導(dǎo)因子對DN 的影響，以及三七皂苷保護腎臟功能機制進(jìn)行綜述。

1 氧化應(yīng)激

氧化應(yīng)激（或氧化衍生的組織損傷）是指機體在受到各種有害刺激時機體高活性分子如活性樣簇（reactive oxygen species,ROS）產(chǎn)生過多，超出體內(nèi)抗氧化系統(tǒng)的清除能力，使氧化系統(tǒng)與抗氧化系統(tǒng)平衡失調(diào)，從而導(dǎo)致組織細(xì)胞損傷。糖尿病高血糖狀態(tài)下，以腎組織中糖代謝紊亂為主的多種因素綜合造成腎組織中化學(xué)性質(zhì)活潑的ROS 產(chǎn)生過多，破壞腎組織正常的清除能力，過多不穩(wěn)定的ROS 將與脂質(zhì)、蛋白、DNA 等分子相互作用激活一系列細(xì)胞信號通路導(dǎo)致腎組織學(xué)改變和功能異常，造成氧化應(yīng)激狀態(tài)。

線粒體是體內(nèi)ROS 來源的主要細(xì)胞器，呼吸鏈中產(chǎn)生的超氧化物如O2-和H2O2是構(gòu)成生物體內(nèi)ROS 主要因素，除此之外ROS 的產(chǎn)生還與一氧化氮（NO）的合成及許多酶的作用，包括髓過氧化氫酶、黃嘌呤氧化酶、環(huán)氧化酶、脂氧化酶、血紅素氧化酶、過氧化酶、NAD(P)H 氧化酶等相關(guān)［1］。氧化應(yīng)激是高糖介導(dǎo)組織損傷途徑激活的主要原因，其主要激活途徑如下：

1.1 多元醇通路的激活

多元醇途徑由2 種相應(yīng)酶催化的2 個反應(yīng)組成。第一反應(yīng)是在醛糖還原酶（aldose reductase,AR）催化下使葡萄糖轉(zhuǎn)化為山梨醇，并將還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（nicotinamide adenine dinucleotide phosphate,NADPH）轉(zhuǎn)化為煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP+）；第二反應(yīng)在山梨糖醇脫氫酶催化下將山梨糖醇轉(zhuǎn)化為果糖，其從煙酰胺腺嘌呤二核甘酸（NAD+）產(chǎn)生煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（nicotinamide adenine dinucleotide,NADH）；持續(xù)性高血糖狀態(tài)上調(diào)了AR 的表達(dá)。兩個反應(yīng)造成山梨醇和果糖的積累，山梨醇積累可以改變細(xì)胞膜的滲透壓，并觸發(fā)滲透脅迫損害細(xì)胞，過度積累的果糖糖化蛋白質(zhì)，使其功能受損造成機體損傷；NADPH 減少和NADH 過量產(chǎn)生，造成機體氧化還原失衡促進(jìn)了ROS 產(chǎn)生和氧化應(yīng)激增強［2］。相關(guān)研究證明AR 缺乏可預(yù)防糖尿病誘導(dǎo)腎皮質(zhì)蛋白激酶C（protein kinase C,PKC），轉(zhuǎn)化生長因子-β1 （transforming growth factor-β1, TGF-β1） 和腎小球肥大的激活［3］。AR 抑制劑是否可以作為DN 治療的新靶點仍需進(jìn)一步探討。

1.2 蛋白激酶C（PKC）途徑激活

PKC 是體內(nèi)重要的一類蛋白激酶，它參與了細(xì)胞增殖、分化及凋亡等，PKC 可通過多種途徑介導(dǎo)DN 的發(fā)生與發(fā)展：①PKC 的激活促進(jìn)了細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞外基質(zhì)（extracellular matrix, ECM）的產(chǎn)生和誘導(dǎo)TGF-β1、血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor, VEGF）的高表達(dá)，導(dǎo)致ECM 的聚集和腎臟肥大、纖維化［4］；②調(diào)節(jié)血小板黏附、聚集與分泌功能，促進(jìn)糖尿病血管病變的高凝、低纖溶和高血黏度的形成［5］，引起腎臟肥大、腎小球的高濾過；③PKC-β2 激活細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶通路，誘導(dǎo)了細(xì)胞凋亡；④PKC 還可介導(dǎo)糖基化終末代謝產(chǎn)物（advanced glycation end products,AGEs）的生成和促進(jìn)氧化應(yīng)激反應(yīng)；但最新研究結(jié)果顯示大鼠腎小管上皮細(xì)胞中PKC 活性增強時可上調(diào)維生素D 受體（vitamin D receptor,VDR）表達(dá)［6］，維生素D 在腎臟中的作用近年來成為研究的熱點，相關(guān)研究顯示維生素D具有抑制炎癥反應(yīng)、抗氧化應(yīng)激反應(yīng)、保護足細(xì)胞、阻斷腎素-血管緊張素系統(tǒng)（renin-angiotensin system, RAS）等作用［7］，有關(guān)實驗報道體內(nèi)維生素D 水平與DN 嚴(yán)重程度及氧化應(yīng)激呈負(fù)相關(guān)，提高血清維生素D 含量及維生素D 受體水平可改善 DN 患者腎功能［8］，進(jìn)一步探討 PKC 和 VRD 的關(guān)系，權(quán)衡PKC 表達(dá)的利弊，可能為DN 提供新的治療靶點。

1.3 非酶糖基化

葡萄糖可以在非酶的條件下最后與各種蛋白質(zhì)形成糖基化終末代謝產(chǎn)物（advanced glycation end products, AGEs），AGEs 可以改變腎小球系膜細(xì)胞、小管間質(zhì)組織中的ECM 的結(jié)構(gòu)與功能，導(dǎo)致基底膜增厚和系膜擴張，促進(jìn)腎小球硬化；其次 AGEs 可激活核因子 κB（nuclear factor-κB, NF-κB）誘導(dǎo)凝血前組織因子、血管細(xì)胞黏附因子等介導(dǎo)炎癥反應(yīng)；AGEs 能誘導(dǎo)TGF-β、血小板衍生的生長因子的表達(dá)，從而促進(jìn)腎臟纖維化。

1.4 已糖胺通路代謝異常

通過己糖旁路增加TGF-β 造成腎臟損傷，TGF-β1 被認(rèn)為是糖尿病腎臟ECM 蛋白積聚的關(guān)鍵因子，ROS 通過活化TGF-β1，增加ECM 蛋白的合成；引起腎小球ECM 的過度積聚，導(dǎo)致腎小球系膜增寬和腎小管間質(zhì)纖維化，進(jìn)而啟動內(nèi)皮素1、VEGF 等細(xì)胞因子的活化，TGF-β1 系統(tǒng)還介導(dǎo)了腎臟細(xì)胞的增殖、腎小球硬化及腎間質(zhì)纖維化［9］，研究顯示TGF-β1 可誘導(dǎo)CX26 和CX43 鏈接蛋白的表達(dá)增加，誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)與足細(xì)胞損傷從而損害腎臟［10］，而 TGF-β1 作為氧化應(yīng)激中關(guān)鍵性因子之一或許可作為早期診斷DN 的敏感指標(biāo)之一。

1.5 ROS 與足細(xì)胞

ROS 在足細(xì)胞內(nèi)的聚集參與了其損傷的多個環(huán)節(jié)。糖尿病狀態(tài)下足細(xì)胞中抗氧化酶活性的升高預(yù)示著足細(xì)胞損傷的發(fā)生。足細(xì)胞主要分泌的細(xì)胞因子——血管內(nèi)皮生長因子（VEGF），高糖可通過氧化應(yīng)激依賴對其在DN 中腎小球基底膜增厚和通透性增加的病理機制進(jìn)行調(diào)節(jié)［11］。VEGF是在調(diào)節(jié)糖尿病內(nèi)皮功能紊亂及血管病變方面起著重要作用。許多因素，如缺氧、高血糖、血管緊張素Ⅱ、AGEs、PKC 及各種生長因子及細(xì)胞因子均能刺激VEGF 的合成及作用。VEGF 有如下作用：①直接引起血漿外滲，增強血管通透性，使蛋白濾過增多［12］；②與系膜細(xì)胞表面的VEGF 受體結(jié)合，活化細(xì)胞內(nèi)絲裂原活化蛋白激酶信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，促進(jìn)系膜細(xì)胞合成膠原，導(dǎo)致腎臟肥大［13］；③作為選擇性最強的血管內(nèi)皮細(xì)胞促有絲分裂劑；同時可刺激內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生NO，使其濃度程劑量依賴性增加，起到血管維持作用，生成與維持病理性新生血管［14］；④可導(dǎo)致腎小球簇絨塌陷，使腎小球系膜細(xì)胞的數(shù)量減少［15］，造成腎臟損害。有實驗研究糖尿病腎?。╠iabetic kidney disease,DKD）小鼠模型中抑制VEGF-B 信號傳導(dǎo)可降低腎臟脂毒性，使足細(xì)胞重新敏感胰島素信號傳導(dǎo)，抑制DKD 相關(guān)病理的發(fā)展［16］。有趣的是有研究發(fā)現(xiàn)，VEGF 家族中VEGF-A165b 能恢復(fù)腎小球內(nèi)皮細(xì)胞糖萼，從而保護血管，改善糖尿病腎?。?7］；近日李旭日教授團隊也發(fā)現(xiàn)VEGF-B 具有高抗氧化、抗凋亡的作用［18］。VEGF 家族包含了VEGF-A、VEGF-B、VEGF-C、VEGF-D 等多種類型，各類型的作用還需我們進(jìn)一步研究。

過量的活性氧簇可以通過各種機制使過氧化亞硝酸鹽合成增加，從而使硝化酪氨酸水平增高，造成DNA 的損傷。尿8-羥基脫氧鳥苷（8-hydroxydeoxyguanosine, 8-OHdG）是目前國際上公認(rèn)的一種新型評價DNA 氧化損傷和氧化應(yīng)激狀態(tài)的敏感的重要指標(biāo)，DN 患者隨腎臟的損傷其氧化水平增加，氧化應(yīng)激的重要標(biāo)志物8-OHdG 作為重要因素參與了DN 的參與發(fā)展。

2 缺氧誘導(dǎo)因子

缺氧誘導(dǎo)因子（hypoxia-inducible factor, HIF）是細(xì)胞對于缺氧主要的應(yīng)答因子，包括HIF-1、HIF-2、 HIF-3， 其 中 HIF-1 和 HIF-2 （也稱為EPAS1）是當(dāng)前最廣泛研究的HIF 轉(zhuǎn)錄因子；它們由氧敏感的α 亞基和組成型表達(dá)的β 亞基組成，β 亞基在細(xì)胞中穩(wěn)定表達(dá)，不受組織氧濃度的影響，α 亞基是主要的調(diào)節(jié)因子，機體正常氧飽情況下，HIF-α 能被脯氨酰羥化酶（prolyl hydroxylase domain,PHD）羥基化，羥基化形式被泛素連接酶VHL 識別，并且靶向降解，因此在正常氧濃度情況下基本檢測不到HIF-α；機體缺氧時PHD 受到抑制，阻斷了HIF-α 的降解，HIF-α 迅速聚集，并與β 亞型結(jié)合轉(zhuǎn)移至核內(nèi)，通過上調(diào)下游靶基因的轉(zhuǎn)錄，從而彌補機體缺氧所產(chǎn)生的多種病理生理反應(yīng)。

在DN 中HIF-α 的表達(dá)除了缺氧因素，還受其他因子的調(diào)控包括高糖、氧化應(yīng)激、AGEs、一氧化氮、炎癥反應(yīng)、血管緊張素Ⅱ等。在DN 的表達(dá)中：①HIF-1 通過增加糖酵解途徑酶的表達(dá)，介導(dǎo)細(xì)胞代謝從氧化磷酸化轉(zhuǎn)變?yōu)闊o氧糖酵解，通過乳酸脫氫酶（lactate dehydrogenase, LDH）的轉(zhuǎn)錄上調(diào)維持增加的糖酵解通量，并抑制C-myc 癌基因和介導(dǎo)線粒體復(fù)合物IV 亞基組成的變化降低細(xì)胞氧消耗，從而增強組織在缺氧環(huán)境中產(chǎn)生ATP的能力，增加對缺血性損傷的抗性；②HIF-1 誘導(dǎo)一氧化氮合成酶（iNOS）水平并增加NO 的產(chǎn)生，NO 具有抗細(xì)胞凋亡、抗炎和血管舒張活性，因此其能夠促進(jìn)和防止細(xì)胞損傷；③HIF-2 刺激主要抗氧化酶的轉(zhuǎn)錄，HIF-1 調(diào)節(jié)血紅素加氧酶1 使血紅素降解，產(chǎn)生一氧化碳（CO）和膽紅素，從而起到抗氧化應(yīng)激和抗炎作用。HIF-1 還具有促進(jìn)細(xì)胞凋亡和抗凋亡雙重作用，其機制還有待進(jìn)一步研究；④HIF-2α/β 異二聚體通過轉(zhuǎn)錄共激活因子（如CREB 結(jié)合蛋白CBP 和p300）增加促紅細(xì)胞生成素（erythropoietin, EPO）轉(zhuǎn)錄，促進(jìn)紅細(xì)胞的生成，同時HIF-2α 可直接調(diào)節(jié)二價金屬離子轉(zhuǎn)運體（divalent metal-ion transporter-1,DMT1）和十二指腸細(xì)胞色素B（duodenal cytochrome B, DCYTB），增加機體中的Fe2+［19］，從而增加機體攜氧量，改善細(xì)胞缺血缺氧；⑤當(dāng)前HIF-1 與腎臟纖維化的關(guān)系尚具有爭議，部分研究報道HIF-1 介導(dǎo)的慢性缺氧可促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)產(chǎn)生、上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial-mesenchymal transition, EMT）的增加和TGF-β 信號通路，從而可能促進(jìn)腎纖維化和腎病的進(jìn)展。也有相關(guān)研究顯示HIF-1 能上調(diào)miR-29c，miR-29c 能下調(diào)纖維化蛋白Ⅱ型膠原α1（collagen type II alpha 1, COL2α1） 和 原 肌 球 蛋 白 1（tropomyosin 1, TPM1），從而緩解腎臟的纖維化［20］。相關(guān)研究認(rèn)為DN 早期，上調(diào)的HIF 可以誘導(dǎo)機體適應(yīng)低氧狀態(tài)，發(fā)揮腎保護作用；當(dāng)DN發(fā)展到一定階段，過度表達(dá)的HIF-1α 可能加重腎纖維化程度［21］。

抑制PHD 的活性上調(diào)HIF-1 的表達(dá)從而治療疾病已成為研究熱點，目前PHD 抑制劑已經(jīng)投放市場，其臨床療效及HIF 在機體中表達(dá)的利弊仍需我們進(jìn)一步研究與觀察。

3 三七皂苷

三七 ［Panax notoginseng （Burk.） F.H.Chen］是我國名貴中藥，為五加科植物三七的根，主產(chǎn)云南、廣西、四川。《本草綱目》中記載：“又名金不換，近時始出，南人軍中用為金瘡要藥，云有奇功......大抵此藥氣味溫，甘微苦，乃陽時，厥陰血分之藥，故能治一切血病，與血竭相似?！逼渚哂谢鲋寡?、消腫定痛之功效，同時兼活血、止血、補血三效；現(xiàn)代醫(yī)藥研究顯示：其總皂甙含量約為12%，是三七主要藥理活性成分；從三七中分離得到20 種達(dá)瑪（Dammarane）型皂甙，根據(jù)水解后次皂甙元結(jié)構(gòu)的不同，分為人參皂甙（Ginsenoside）Rg、Rb、Ro 三種類型，包括：人參皂甙 Rg1、Rg2、Rb1、Rb2、 Rb3、Rc、Rd、Re、Rh、F2，三七皂甙 R1、R2、R3、R6、Fa、Fc、Fe、R4 等。除Ro 的苷元是齊墩果酸外，其余幾種均為原人參二醇和原人參三醇。

現(xiàn)代藥理研究顯示其主要活性成分三七皂苷（PNS）具有抗氧化、抗炎、抗纖維化、提高機體免疫力等作用，PNS 在DN 中的研究中，潘晶、杜月光等最新研究結(jié)果顯示PNS 能激活SIRT1 進(jìn)而抑制 TGF-β1/Smad 通路，阻止 TGF-β1 誘導(dǎo)的腎小管上皮細(xì)胞EMT 的發(fā)生，從而延緩腎臟損害，其次PNS 還可上調(diào)SIRT1、Klotho 蛋白表達(dá)及活性，降低NF-κB P65 蛋白乙?；剑M(jìn)而抑制炎癥及氧化應(yīng)激反應(yīng)保護腎小球系膜細(xì)胞［22］；徐剛等［23］曾報道三七皂苷可通過抗氧化、抑制AGEs過度生成、下調(diào)腎組織中VEGF 的表達(dá)，從而減輕糖尿病大鼠腎臟病變程度，但其抗氧化應(yīng)激機制仍不清楚；還有研究顯示PNS 可通過抑制血小板源性生長因子（platelet derived growth factor,PDGF）及白細(xì)胞介素-2（interleukin-2, IL-2），減緩慢性缺血所致腎間質(zhì)纖維化［24］。國內(nèi)外相關(guān)研究報道：三七皂苷R1 可抑制HK-2 細(xì)胞NF-κB 的表達(dá)，并通過PI3K/Akt 信號通路抑制足細(xì)胞的炎癥和凋亡來改善腎功［25］。PNS 作為中藥三七的主要有效成分，已作為單一主藥多種制劑上市，在DN 治療中結(jié)合其防治機制給藥的同時應(yīng)觀察記錄其臨床療效，及其是否影響實驗指標(biāo)，以便進(jìn)一步運用于DN 的治療。

4 小結(jié)

綜上所述，氧化應(yīng)激在DN 的發(fā)生發(fā)展中起著重要作用，眾多疾病相關(guān)因子、介導(dǎo)通路的發(fā)病機制仍需進(jìn)一步探討和明確；缺氧誘導(dǎo)因子在DN的表達(dá)作用有望成為DN 防治的新靶點，但其具體表達(dá)機制研究仍不全面，其對腎臟纖維化作用和病程中不同表達(dá)作用需繼續(xù)探討；三七皂苷對DN的防治機制眾多，但有些機制仍需完善與研究，除實驗研究其機制外，臨床應(yīng)多收集其治療效果及實驗室指標(biāo)，使其更好地運用于臨床疾病防治。目前尋找DN 的早前期診斷指標(biāo)及有效治療手段已成為廣大學(xué)子共同的課題。