康 碩，張 瑄

天津市兒童醫(yī)院綜合內(nèi)科腎臟科，天津 300204

1982年，Moorhead等[1]以假說的形式提出“脂質(zhì)腎毒性”一詞，認識到腎臟是繼心臟、肝臟等之后，脂毒性損傷的又一器官，從此國內(nèi)外學者對脂質(zhì)腎毒性開展了廣泛的研究。大量流行病學調(diào)查報道，甘油三酯(triglyceride，TG)、總膽固醇(total cholesterol，TC)等血脂指標升高是危害健康人群腎功能的獨立危險因素，可增加慢性腎臟疾病(chronic kidney disease，CKD)的發(fā)病率[2-3]。此外，血脂紊亂可增加腎病綜合征(nephrotic syndrome，NS)患者的復發(fā)頻率及激素依賴的風險[4-5]。因此，脂質(zhì)腎毒性在多種腎臟疾病的發(fā)生及進展中起重要的作用。本文就脂質(zhì)腎毒性研究的最新進展做以綜述。

正常血脂代謝及腎臟疾病中的血脂紊亂

脂類是一類不溶于水的化合物，包括脂肪酸、TG、TC等，以脂蛋白形式在血液中運輸，分為乳糜微粒(chylomicrons，CM)、極低密度脂蛋白(very low density lipoprotein，VLDL)、低密度脂蛋白(low density lipoprotein，LDL)、高密度脂蛋白(high density lipoprotein，HDL)等形式。由小腸吸收的外源性TC、TG合成CM，及由肝臟合成的內(nèi)源性TC、TG組裝成VLDL，CM與VLDL進入血液，途經(jīng)脂肪、肌肉等組織的毛細血管，經(jīng)脂蛋白脂肪酶分解成脂肪酸為組織供能，然后CM、VLDL殘粒被肝臟回收降解，部分VLDL還可在血液中轉(zhuǎn)化為TC為主的LDL，為外周組織細胞提供TC，TC在細胞內(nèi)發(fā)揮其生理作用。最終，多余的LDL經(jīng)肝臟表面的LDL受體(LDL receptor，LDLR)等途徑，回到肝臟被降解。此外，還有一類重要的脂蛋白HDL，可從外周組織攝取TC，并將其運回肝臟，TC最終以膽汁酸形式排出體外，這一過程即膽固醇逆向轉(zhuǎn)運(reverse cholesterol transport，RCT)。

在CKD、NS等腎臟疾病中，血脂紊亂的主要原因包括血脂合成增多及清除減少，導致血液中TG、TC、LDL等水平升高。除血脂升高以外，與脂代謝相關(guān)的酶在功能或量方面也出現(xiàn)異常，如前蛋白轉(zhuǎn)化酶枯草桿菌蛋白酶/kexin9型(proprotein convertase subtilisin/kexin type 9，PCSK9)，其水平在NS、CKD患者中均可升高，這種蛋白可降解LDLR并阻止其回收，從而減少LDL的清除[6-7]。此外，HDL介導的RCT途徑也出現(xiàn)異常，膽固醇?；D(zhuǎn)移酶是RCT中重要的酶之一，這種酶可將TC酯化為膽固醇酯，儲存在HDL內(nèi)核中，使其變?yōu)槟懝檀减ヘS富的成熟HDL，其水平降低導致HDL水平降低[8]。由此可見，血脂紊亂在腎臟疾病中普遍存在。

脂質(zhì)腎毒性

Moorhead等[1]指出血脂異常的致病性主要表現(xiàn)在已有病理改變的腎臟。脂質(zhì)在非脂肪組織內(nèi)(肝臟、胰腺、肌肉、腎臟等) 過多蓄積，稱之為異位脂肪沉積，其獨立于血脂途徑，通過危害腎組織已存在的增生性或硬化性損害，加重腎臟損傷。血脂如游離脂肪酸、LDL以及繼發(fā)的氧化型低密度脂蛋白(oxidized LDL，OxLDL)等，可通過不同受體途徑異位沉積在不同類型的腎臟細胞中。根據(jù)所結(jié)合脂質(zhì)不同，受體包括脂肪酸受體如CD36、FATP2(fatty acid transporter-2)等；膽固醇受體如LDLR等；OxLDL受體如LOX1(oxidized LDL receptor1)、CD36等。異位沉積的脂質(zhì)導致內(nèi)皮細胞損傷，進而滲透到內(nèi)皮鄰近組織，如系膜細胞、足細胞、腎小管上皮細胞(renal tubular epithelial cell，RTEC)等處[9]。過量沉積的脂質(zhì)在系膜細胞及其基質(zhì)中過氧化，導致系膜細胞增殖[10-11]。脂毒性導致足細胞CD36、LDLR、LOX1等受體表達上調(diào)，攝取過量脂肪酸、TC、OxLDL，從而引起或加重原有的足細胞損傷，加重腎小球濾過屏障對白蛋白等的濾過丟失[12-14]。此外，白蛋白結(jié)合的非酯化脂肪酸流經(jīng)腎小管，由RTEC攝取形成脂滴，導致RTEC損傷及腎間質(zhì)纖維化[15-16]。由此可見，脂毒性損傷多種腎臟細胞，從而誘發(fā)并加重腎臟病理改變。以局灶節(jié)段性腎小球硬化癥為例，異位脂肪沉積進一步加重腎小球硬化[17]，此外，微小病變型、IgA腎病等病理類型也可出現(xiàn)脂毒性病變[18]。大量研究表明微小病變型可進展為局灶節(jié)段性腎小球硬化癥，肥胖及血脂紊亂可能增加這種風險，降脂治療可延遲腎小球硬化[19-21]。腎臟的異位脂肪沉積在多種疾病中存在。研究發(fā)現(xiàn)人足細胞在糖尿病腎病患者的血清中培養(yǎng)，可出現(xiàn)TC的異常累積[22]。脂肪沉積不僅可加重NS腎功能進展，還可成為NS發(fā)病的誘因[23-25]。此外，肥胖相關(guān)性腎病中也存在腎臟脂質(zhì)沉積[14，26]。脂質(zhì)腎毒性在腎臟疾病的發(fā)生及進展中具有重要的作用，因此日益受到關(guān)注。

脂質(zhì)腎毒性的機制

目前脂質(zhì)腎毒性已不再停留于病理生理水平，新的分子機制定義在多種腎臟疾病中，其中包括自噬功能缺陷、氧化應激、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激(endoplasmic reticulum stress，ERS)、炎癥反應及表觀遺傳修飾等，這些機制之間相互交錯，共同介導脂質(zhì)腎毒性機制。

自噬功能缺陷自噬功能是細胞在自噬相關(guān)基因的調(diào)控下，利用溶酶體降解自身受損細胞器和大分子物質(zhì)的過程，可調(diào)節(jié)細胞脂質(zhì)代謝及感受細胞內(nèi)應激壓力，如氧化應激、ERS等。脂質(zhì)代謝失衡會阻礙線粒體動力學，導致線粒體結(jié)構(gòu)及功能異常，產(chǎn)生活性氧等具有高度反應活性的含氧分子，導致腎臟組織出現(xiàn)氧化應激[27-28]。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)在調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)折疊中起核心作用，而內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中過量的脂肪酸累積可導致錯誤折疊或未折疊的蛋白質(zhì)生成，破壞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的結(jié)構(gòu)完整性，這些蛋白質(zhì)釋放入細胞質(zhì)，激活ERS，并且ERS反之可誘導脂質(zhì)合成，加重腎臟異位脂肪沉積[29-30]。

腎臟是一個高度代謝的器官，足細胞、RTEC等以脂滴形式儲存脂質(zhì)，以自噬途徑向線粒體提供脂肪酸進行能量供應。在功能正常的情況下，自噬途徑從形成雙層膜結(jié)構(gòu)包裹脂滴開始，然后將其運輸?shù)饺苊阁w，降解成脂肪酸等，緩解高脂環(huán)境對細胞的損傷。自噬功能可在氧化應激環(huán)境中激活，降解棕櫚酸誘導足細胞產(chǎn)生的活性氧[31]。此外，自噬功能還可以由脂質(zhì)誘導的ERS途徑下的信號通路來激活，清除未折疊蛋白質(zhì)的聚集[32]。以上適度的自噬功能是細胞應對高脂環(huán)境的自我保護機制，然而高脂環(huán)境最終會導致自噬功能缺陷。在高脂飲食喂養(yǎng)的小鼠中，其RTEC細胞內(nèi)出現(xiàn)脂滴累積、溶酶體內(nèi)磷脂累積，及溶酶體擴張、通透性增加，表現(xiàn)為自噬功能缺陷[33]。這一缺陷反過來進一步放大脂質(zhì)負荷、氧化應激、ERS等細胞內(nèi)應激壓力，形成惡性循環(huán)。Kawakami等[34]在自噬基因消失的小鼠內(nèi)，發(fā)現(xiàn)其足細胞和RTEC內(nèi)出現(xiàn)空泡化、線粒體功能障礙以及ERS，最終導致小鼠腎臟組織出現(xiàn)FSGS病變。此外，在小鼠實驗中，足細胞自噬功能缺陷導致大量蛋白尿，并伴有蛋白尿所致的腎小管間質(zhì)損害[35]。因此認為自噬功能缺陷參與了脂質(zhì)對腎臟細胞的損傷，在脂質(zhì)腎毒性機制中具有重要作用。

炎癥反應炎癥反應是脂質(zhì)腎毒性的重要機制之一。核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體蛋白3(nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor protein 3，NLRP3)炎癥小體是一種多蛋白復合物，能識別來自損傷細胞和病原微生物釋放的信號分子。NS小鼠模型中，NLRP3炎癥小體可被足細胞CD36受體攝取的TC激活[36]。除脂質(zhì)外，線粒體活性氧、線粒體DNA、ERS等信號都可激活NLRP3炎癥小體[37-39]。此外，自噬功能缺陷導致NLRP3炎癥小體清除減少，進一步放大了NLRP3炎癥小體的危害[40]。NLRP3炎癥小體是多種炎癥反應途徑的共同通路，可活化白細胞介素-1β、白細胞介素-18等炎性細胞因子，引起炎癥反應。NLRP3炎癥小體可通過激活核轉(zhuǎn)錄因子κB(nuclear factor-κB，NF-κB)誘導炎癥反應[41]。NF-κB是重要的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子，參與白細胞介素8、趨化因子CXCL3和趨化因子CCL20等基因的調(diào)控，激活炎癥反應，NF-κB是脂質(zhì)誘導炎癥反應的經(jīng)典信號路徑[42]。小鼠注射棕櫚酸后，腎組織內(nèi)NF-κB增強，同樣，高膽固醇飲食的小鼠形成高膽固醇血癥后，腎臟組織內(nèi)NLRP3炎癥小體及NF-κB信號表達增強，激活炎癥反應[43-44]。以上研究均表明了炎癥反應在脂質(zhì)腎損傷中的重要作用。

表觀遺傳修飾表觀遺傳修飾是指在DNA序列未變化的情況下，發(fā)生可遺傳的基因表達的變化，主要包括DNA甲基化、組蛋白修飾、非編碼RNA等。近年來表觀遺傳修飾在腎臟領(lǐng)域的研究逐漸增多。首先DNA甲基化是最為經(jīng)典的調(diào)控方式之一。相關(guān)研究表明，肥胖在母親與子代之間的遺傳可能通過臍帶血細胞的DNA甲基化介導，并且DNA甲基化也可能參與了肥胖父母的子代患糖尿病腎病等疾病的機制，然而其在脂質(zhì)腎毒性方面的研究仍然有限[45-46]。此外，組蛋白修飾、非編碼RNA等參與了脂質(zhì)誘發(fā)的腎臟炎癥及纖維化等反應，MicroRNAs (miRNAs)是非編碼RNA的一種。Shan等[47]發(fā)現(xiàn)高脂飲食小鼠的腎臟組織中，組蛋白去乙?；?活動增強，然后通過降低miRNAs-10a水平，導致腎小球系膜細胞外纖維蛋白原的累積，表現(xiàn)為尿白蛋白/肌酐比值升高。同樣，氧化脂質(zhì)增強了大鼠系膜細胞中與纖維原基因表達相關(guān)的組蛋白修飾[48]。不同miRNAs在脂質(zhì)腎毒性中的表觀遺傳修飾作用不一，與miRNAs-10a相反，miRNAs-155、miRNAs-802等在高脂飲食小鼠的腎臟組織中升高，可激活NF-κB炎癥信號，引起腎臟損傷[49-51]。綜上，表觀遺傳修飾在脂質(zhì)腎毒性中的作用逐漸得到認識，其可能在脂質(zhì)腎毒性機制中發(fā)揮重要作用，然而這一認識仍處于起步階段，有待進一步研究。

小結(jié)與展望

隨著研究的不斷深入，自噬功能、氧化應激、ERS、炎癥反應及表觀遺傳修飾等在脂質(zhì)腎毒性中的作用逐漸明確，且這些機制之間相互關(guān)聯(lián)，共同導致腎臟疾病的發(fā)生及進展，然而這些機制有待進一步研究，從而為今后治療及預防腎臟疾病提供方向和支持。