2019年腎小管間質(zhì)纖維化的發(fā)病機(jī)制及治療進(jìn)展

1、第三十六章 腎小管間質(zhì)纖維化的發(fā)病機(jī)制及治療進(jìn)展 腎臟纖維化是各種不同病因的慢性腎臟疾病進(jìn)展到終末期腎病( end-stage renal disease, ESRD )的共同病理過(guò)程，包括腎小球硬化與腎間質(zhì)纖維化。近年來(lái)大量研究表明，腎功能 的損害程度與小管間質(zhì)病變的嚴(yán)重程度密切相關(guān)。 腎小管間質(zhì)損害程度是反映腎功能下降嚴(yán) 重程度和判斷預(yù)后最重要的指標(biāo)。 因此， 研究腎間質(zhì)纖維化的分子機(jī)制， 探索有效的防治措 施，對(duì)延緩 ESRD 的進(jìn)程，延長(zhǎng)患者壽命意義重大。一、腎小管 -間質(zhì)纖維化的發(fā)病機(jī)制腎小管 -間質(zhì)纖維化幾乎是所有慢性腎臟疾病發(fā)展到后期的病理學(xué)特征，它以腎間質(zhì)中 細(xì)胞及膠原成分聚集

2、增多、伴腎小管萎縮和擴(kuò)張變形、小管周圍毛細(xì)血管減少、荒廢、腎單位進(jìn)行性破壞、致腎小球?yàn)V過(guò)率持續(xù)下降為特點(diǎn)。 Eddy 將腎小管間質(zhì)纖維化過(guò)程大致分為 四期，第一期是細(xì)胞活化和損傷期， 表現(xiàn)為腎小管上皮細(xì)胞被活化， 單核細(xì)胞遷移到腎間質(zhì)， 并成熟為巨噬細(xì)胞，肌成纖維細(xì)胞( myofibroblast, MFB )開(kāi)始在間質(zhì)聚集，這些細(xì)胞釋放 促進(jìn)炎癥發(fā)生的可溶性物質(zhì)。 第二期是致纖維化信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)期， 致纖維化作用的細(xì)胞因子和血 管活性物質(zhì)釋放，如 TGF- 3、CTGF、Angll、PDGF等，同時(shí)也釋放抗纖維化作用的 IFN- 丫 和HGF。第三期是纖維形成期，表現(xiàn)為基質(zhì)蛋白合成增加和(或)降解

3、減少，間質(zhì)內(nèi)原有 的和新形成的基質(zhì)蛋白開(kāi)始沉積。第四期是腎臟結(jié)構(gòu)毀損期，表現(xiàn)間質(zhì)基質(zhì)蛋白過(guò)度沉積， 小管及管周毛細(xì)血管網(wǎng)毀損，完整的腎單位減少，腎小球?yàn)V過(guò)率下降，最終導(dǎo)致腎臟硬化。 經(jīng)典的觀點(diǎn)認(rèn)為腎小管 -間質(zhì)纖維化的主要過(guò)程為：各種致病因素引起腎臟損傷后，腎小管 上皮細(xì)胞釋放致炎因子，如趨化因子( MCP-1、 RANTES 、 IL-8、 IL-10 )和化學(xué)趨化物，誘 導(dǎo)巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)到腎間質(zhì)。 巨噬細(xì)胞和活化的腎小管上皮細(xì)胞釋放大量的細(xì)胞因子，這些細(xì)胞因子及血管活性物質(zhì)激活腎間質(zhì)固有細(xì)胞， 一方面促使間質(zhì)成纖維細(xì)胞和小管上皮細(xì)胞轉(zhuǎn) 變?yōu)榧〕衫w維細(xì)胞， 合成大量的胞外基質(zhì) ( extrac

4、ellular matrix, ECM )，另一方面由于基質(zhì)蛋 白降解酶活性降低，蛋白酶抑制物活性增強(qiáng)，因此 ECM 大量堆積，促使小管間質(zhì)纖維化的 發(fā)生。(一) 腎間質(zhì)成纖維細(xì)胞和肌成纖維細(xì)胞 正常情況下間質(zhì)成纖維細(xì)胞處于靜息狀態(tài)， 是一類低代謝、 非激活狀態(tài)的細(xì)胞， 其表面 標(biāo)志有波形蛋白 ( Vimetin )、成纖維細(xì)胞特異性蛋白 1( fibroblast specific protein 1, FSP-1 )。 它能合成許多胞外基質(zhì)成分如纖維連接蛋白(fibronectin, Fn )、膠原I、膠原川和膠原V,同時(shí)它們也是 ECM 降解酶的一個(gè)主要來(lái)源，從而調(diào)節(jié)胞外基質(zhì)代謝，對(duì)維持

5、ECM 內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定具有重要作用。各種刺激損傷因素如炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)、細(xì)胞因子、細(xì)胞-細(xì)胞直接接觸、缺氧及高血糖等都能誘導(dǎo)成纖維細(xì)胞活化增殖，發(fā)生表型改變，獲得表達(dá)a平滑肌肌動(dòng)蛋白(a -smooth muscle actin, a -SMA)的肌成纖維細(xì)胞。 無(wú)論原發(fā)疾病如何， 在腎間質(zhì)纖維化發(fā)生 發(fā)展過(guò)程中, a -SMA 陽(yáng)性的肌成纖維細(xì)胞( MFB )是導(dǎo)致病理?xiàng)l件下腎間質(zhì)中 ECM 過(guò)度 沉積的主要效應(yīng)細(xì)胞。 它的來(lái)源尚未完全清楚, 有以下幾種可能間質(zhì)固有成纖維細(xì)胞： 研究發(fā)現(xiàn)在一些致病因子的作用下 ，通過(guò)細(xì)胞因子的釋放、細(xì)胞間相互作用、細(xì)胞外基質(zhì)影響 及環(huán)境因素的刺激，成纖維細(xì)胞可轉(zhuǎn)為肌

6、成纖維細(xì)胞；骨髓源性干細(xì)胞；循環(huán)纖維細(xì)胞；小管上皮細(xì)胞間充質(zhì)轉(zhuǎn)變(epithelialThe Origin of th« Renal Fibroblastsmesenchymal transition, EMT)，其中 EMT是腎臟纖維化中 MFB的主要來(lái) 源。在纖維化疾病愈合過(guò)程中，這些 活化的成纖維細(xì)胞是怎樣被清除的尚 未闡明，可能有細(xì)胞凋亡(cell apoptosis)；恢復(fù)到靜息 的表型(quiesce nt phe no type )。因此深入理解肌成纖維細(xì)胞的生理清除，對(duì)于我 們開(kāi)發(fā)抑制小管間質(zhì)纖維化進(jìn)展的治 療策略具有重要意義。(二) 腎小管上皮細(xì)胞-間充質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)分化

7、(EMT)1. EMT的定義EMT指成熟的上皮細(xì)胞失去其上皮表型，而獲得未成熟的間充質(zhì)表型的過(guò)程。發(fā)育生物學(xué)的研究早已闡明，在胚胎三胚層結(jié)構(gòu)的形成中，上皮母細(xì)胞正是通過(guò)EMT的方式形成中胚層的原始間充質(zhì)細(xì)胞。隨后，中胚層的間充質(zhì)細(xì)胞通過(guò)“間充質(zhì)細(xì)胞向上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)變” 的方式產(chǎn)生次級(jí)上皮細(xì)胞，而次級(jí)上皮細(xì)胞再次通過(guò)EMT的方式形成中胚層和內(nèi)胚層其他結(jié)構(gòu)的細(xì)胞。成體分化發(fā)育成熟的上皮細(xì)胞在炎癥、創(chuàng)傷等因素的作用下，又通過(guò)EMT產(chǎn)生間質(zhì)纖維母細(xì)胞，參與組織纖維化的形成。而上皮組織來(lái)源的腫瘤細(xì)胞也是通過(guò)EMT實(shí)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞在體內(nèi)的轉(zhuǎn)移。因此EMT是一種生物體進(jìn)化過(guò)程中形成的“節(jié)省”機(jī)制，即細(xì)胞重新利用胚胎

8、期已經(jīng)存在的生物學(xué)過(guò)程來(lái)獲得新的功能。2. EMT的調(diào)節(jié)因素越來(lái)越多的證據(jù)證實(shí)上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)變是腎間質(zhì)纖維化發(fā)生的關(guān)鍵事件。關(guān)于腎小管上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)分化的機(jī)制目前尚不十分清楚。其可能機(jī)制如下：某些間充質(zhì)細(xì)胞決定基因的激活。在病理?xiàng)l件下，某些間充質(zhì)細(xì)胞決定基因如FSP-1基因、v-src、v-ras、v-mos、c-fos等基因被激活，上皮細(xì)胞決定基因如 E-cadherin基因關(guān)閉。最近Venkov等發(fā)現(xiàn)在發(fā)生EMT的上皮 細(xì)胞中，CBF-A/KAP-1蛋白識(shí)別并結(jié)合基因組的 FTS-1位點(diǎn)，調(diào)節(jié)許多EMT相關(guān)基因的表 達(dá)，從而推測(cè)FTS-1位點(diǎn)可能存在它們的啟動(dòng)子區(qū)，CBF-A/KAP-1/ FT

9、S-1復(fù)合物是EMT的一個(gè)關(guān)鍵調(diào)節(jié)因素。某些細(xì)胞因子及代謝產(chǎn)物參與了上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)分化的發(fā)生，如TGF-B、CTGF、bFGF、EGF、MMP-2、AGEs、IL-1等。目前對(duì)于細(xì)胞因子參與轉(zhuǎn)分化的研究 頗多，其中TGF- B是最重要的誘導(dǎo)上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)變的細(xì)胞因子，許多其它細(xì)胞因子也都是通 過(guò)TGF- B來(lái)發(fā)揮作用的。Yang等在UUO大鼠模型中發(fā)現(xiàn)，TGF- B 1誘導(dǎo)了 EMT的發(fā)生，且參與轉(zhuǎn)分化的全過(guò)程，是轉(zhuǎn)分化的關(guān)鍵因素。Li等的研究證實(shí)，TGF- B是上皮細(xì)胞-肌成纖 維細(xì)胞轉(zhuǎn)分化中的一個(gè)關(guān)鍵的細(xì)胞因子，通過(guò)Smad途徑調(diào)節(jié)EMT,HGF可以阻斷這一過(guò)程。近年來(lái)，很多研究證實(shí) CTGF也參

10、與調(diào)節(jié)上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)分化。另外，近期研究證實(shí)，ILK是處EMT的謂節(jié)因素誘網(wǎng)(或)促進(jìn)EJTT 的因素HypoxiaEGFAlbuminFGF-2機(jī)械牽拉IL-1AngllAGEsCTGFType IcollagenH3FBMP-7Vers lean decorin于TGF- 3 1/Smad下游的，對(duì)EMT及腎間質(zhì)纖維化至關(guān)重要的 效應(yīng)物?；|(zhì)膠原成分影響上 皮細(xì)胞轉(zhuǎn)分化的發(fā)生，Zeisberg等觀察到膠原的成分和裝配調(diào)節(jié) 轉(zhuǎn)分化的發(fā)生，他們發(fā)現(xiàn)W型膠 原能維持近端小管上皮細(xì)胞的上 皮細(xì)胞表型，而I型膠原能促進(jìn) 上皮細(xì)胞向間充質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)分化。 同時(shí)體內(nèi)也存在許多內(nèi)源性負(fù)性 調(diào)節(jié) EMT的因素，女口

11、HGF、BMP-7、Versican等，對(duì)維持機(jī)體內(nèi)環(huán)穩(wěn)定具有十分重要的意義。3. EMT與腎臟纖維化慢性腎臟疾病后期的病理特征是以進(jìn)行性實(shí)質(zhì)細(xì)胞減少和細(xì)胞外基質(zhì)(extracellularmatrix, ECM )沉積為特點(diǎn)的腎臟組織纖維化，進(jìn)而導(dǎo)致腎功能進(jìn)行性下降。其中腎間質(zhì)損 傷的程度是腎功能惡化的主要決定因素。無(wú)論原發(fā)疾病如何，在腎間質(zhì)纖維化發(fā)生發(fā)展過(guò)程中，a平滑肌肌動(dòng)蛋白(a -smooth muscle actin, a -SMA )陽(yáng)性的肌成纖維細(xì)胞(MFB)是導(dǎo) 致病理?xiàng)l件下腎間質(zhì)中ECM過(guò)度沉積的主要細(xì)胞。 其中EMT是腎臟纖維化中 MFB的主要來(lái)源。10年前，Strutz等

12、在抗小管基底膜疾病的小鼠模型中發(fā)現(xiàn)小管上皮細(xì)胞表達(dá)成纖維細(xì) 胞特異蛋白1 ( FSP1)，因此推測(cè)EMT可能是腎臟纖維化形成中一個(gè)重要步驟。后來(lái)， Lan 等在5/6腎大部分切除大鼠模型的分析為EMT的存在提供了形態(tài)學(xué)和表型轉(zhuǎn)化的證據(jù)，切除后三周，當(dāng)腎臟纖維化尚不明顯時(shí)，腎小管上皮細(xì)胞即表達(dá)a -SMA和肌動(dòng)蛋白，而且隨著疾病進(jìn)展小管上皮細(xì)胞失去極性，細(xì)胞延長(zhǎng)、變形，并且通過(guò)受損的小管基底膜進(jìn)入小管周圍間質(zhì)。Ya ng等發(fā)現(xiàn)，在單側(cè)輸尿管梗阻模型(un ilateral ureteral obstructio n, UUO )中，有大量細(xì)胞共同表達(dá) a -SMA和小管標(biāo)志蛋白，提示的確在纖維化

13、形成過(guò)程中有小管和間充 質(zhì)轉(zhuǎn)變的存在。目前許多實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ腿缈笹BM腎炎、糖尿病腎病、腎毒血清性腎炎中均發(fā)現(xiàn)存在EMT。不僅如此，在人類慢性腎病中，Rastaldi等報(bào)道在136例患有不同腎臟疾病的穿刺標(biāo)本中，不管其病理診斷如何均發(fā)現(xiàn)EMT不同程度的存在，而且發(fā)生EMT的腎小管上皮細(xì)胞數(shù)量與血清肌酐水平及間質(zhì)損傷程度密切相關(guān)。Iwano等最近更有力的提示，在梗阻性損傷模型中，用特異性綠色熒光蛋白(GFP )標(biāo)記成纖維細(xì)胞，近端腎小管上皮細(xì)胞進(jìn)行LAC-Z標(biāo)記，發(fā)現(xiàn)在腎纖維化過(guò)程中腎間質(zhì)14%15%成纖維細(xì)胞來(lái)源于骨髓，36%來(lái)源于腎小管局部EMT,其余來(lái)源于成纖維細(xì)胞的增殖，因其它節(jié)段小管也可能通

14、過(guò)EMT產(chǎn)生成 纖維細(xì)胞，因此研究仍低估了 EMT 發(fā)生的比率，也進(jìn)一步說(shuō)明腎小管上皮細(xì)胞 EMT 積極 參與了腎間質(zhì)纖維化的形成。5. EMT 及 MET 的細(xì)胞分子機(jī)制EMT 發(fā)生在各種動(dòng)物模型腎纖維化過(guò)程的晚期，提示小管上皮細(xì)胞在正常情況下并不 發(fā)生表型轉(zhuǎn)化，除非存在持久的慢性損傷。 Yang 等研究認(rèn)為 EMT 是一種有序的調(diào)節(jié)過(guò)程， 包括四個(gè)關(guān)鍵步驟：上皮細(xì)胞失去粘附能力； a -SMA的表達(dá)及肌動(dòng)蛋白的重組；腎 小管基底膜破壞；細(xì)胞遷移和侵襲能力增強(qiáng)。研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)體內(nèi)許多因素可以調(diào)節(jié) EMT 形成，如生長(zhǎng)因子、細(xì)胞因子、蛋白酶、胞外基質(zhì)成分、糖基化終末產(chǎn)物(GAES)、缺血缺氧等因

15、素。細(xì)胞因子在腎間質(zhì)纖維化形成中發(fā)揮重要作用， 其作用可分為促進(jìn)纖維化和抑制纖維化兩種。 正常生理情況下， 抑制纖維 化因素制約著促纖維化因素， 從而維持腎臟的正常形態(tài)結(jié)構(gòu)及功能； 而當(dāng)抑制作用被減弱時(shí)， 這一平衡發(fā)生紊亂，則會(huì)導(dǎo)致纖維化形成。TGF- 3 1是公認(rèn)的EMT誘導(dǎo)劑，它可以單獨(dú)引起并完成整個(gè) EMT 過(guò)程，從而導(dǎo)致纖維化。 進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)整合素連接激酶 ( integrin linked kinaSe, ILK )是 TGF-3 1 致 EMT 所必須的。最近 Liu 等研究發(fā)現(xiàn) CTGF 呈濃度時(shí)間依賴方 式增強(qiáng)小管上皮細(xì)胞ILK表達(dá)及促進(jìn)EMT的發(fā)生，可能是其模塊"

16、發(fā)揮作用。進(jìn)一步通過(guò) 小干撓 RNA 沉默 ILK 表達(dá)，減弱了 CTGF 誘導(dǎo)的 EMT 作用。整合素連接激酶是一種絲 / 蘇氨酸激酶，能與細(xì)胞內(nèi)的 3 1 整合素結(jié)構(gòu)域以及多種細(xì)胞內(nèi)骨架蛋白相互作用，過(guò)度表達(dá) ILK 能誘導(dǎo) EMT 的 4 個(gè)關(guān)鍵步驟的發(fā)生。 總之， TGF-3 1 和表皮生長(zhǎng)因子 ( epidermal growth factor, EGF)聯(lián)合使用是 EMT最有力的誘導(dǎo)劑。另外 Wnt蛋白、IL-1、IGF-I川等對(duì)EMT 也發(fā)揮重要作用。 研究發(fā)現(xiàn)在大多數(shù)組織損傷區(qū)域往往可以見(jiàn)到上述大量細(xì)胞因子聯(lián)合發(fā)揮 作用，因此難以區(qū)分何種細(xì)胞因子在啟動(dòng) EMT 的過(guò)程中占據(jù)主導(dǎo)

17、地位，每種細(xì)胞因子都可 能發(fā)揮其獨(dú)特的作用。在上皮細(xì)胞間充質(zhì)轉(zhuǎn)變過(guò)程中， TGF-3 1 與其受體結(jié)合后活化的 Smad 蛋白為 Smad2 和Smad3,磷酸化的 Smad2和Smad3隨后與Smad4 同進(jìn)入細(xì)胞核，在核內(nèi)調(diào)控了 TGF- 3 1反應(yīng)基因的轉(zhuǎn)錄。試驗(yàn)證實(shí)，定向阻滯TGF- 3 1/ Smad3信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)對(duì)單側(cè)輸尿管梗阻所致的腎小管間質(zhì)纖維化具有保護(hù)作用。 FGF-2 與小管上皮細(xì)胞表面相應(yīng)受體 FGFR-1 結(jié)合并 激活后， 一同進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)募集許多序列特異的轉(zhuǎn)錄因子， 從而調(diào)節(jié)相應(yīng)的靶基因轉(zhuǎn)錄。 3 -catenin是細(xì)胞黏附連接的主要成分。正常情況下，胞漿中只有少量游離3

18、 -catenin，大部分都與 E-cadherin 胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域相連， 胞漿內(nèi) APC/GSK-3 3 激酶 /axin 復(fù)合物可以降解 3 -catenin， 保持胞漿中游離 3 -catenin 在正常水平。 LEF-1 與 Smad3 或3 -catenin 結(jié)合后可向細(xì)胞核內(nèi) 轉(zhuǎn)移，是腎小管上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)分化中關(guān)鍵的分子機(jī)制。糖原合成酶激酶(glycogen SynthaSekinaSe-33 , GSK-3 3 )可使 3 -catenin 磷酸化，在細(xì)胞內(nèi)與 APC 抑制復(fù)合物蛋白結(jié)合為復(fù)合 物，并通過(guò)泛素化(ubiquitin action)過(guò)程使游離3 -catenin減少，從而使

19、 EMT的過(guò)程受到 抑制。各種原因?qū)е?3 -catenin 降解減少，胞漿水平上升后， 3 -catenin 被轉(zhuǎn)運(yùn)入核，與相應(yīng) 轉(zhuǎn)錄因子如淋巴細(xì)胞增強(qiáng)因子 /T 細(xì)胞因子( lymphoid enhancing factor 1/T- cell factor,LEF1/TCF )等相互作用，調(diào)控特定基因的表達(dá)。TGF- 3 1通過(guò)誘導(dǎo)ILK表達(dá)，激活的ILK能直接磷酸化 Akt 和 GSK-3，ILK 激活的 Akt 導(dǎo)致細(xì)胞凋亡受抑制和上皮細(xì)胞間的黏附丟失。 磷酸化的 GSK-3 活性受抑，進(jìn)而促進(jìn) 3 -catenin 核移位，激活 AP-1 和 CREB 等轉(zhuǎn)錄因子， 促進(jìn) EMT

20、發(fā)生。Wnt 蛋白和小 GTPase 通過(guò) PI3-K (phosphatidylinositol-3-kinase ) /AKt 信 號(hào)通路抑制 GSK 磷酸化。 其他的還有來(lái)自 Snail 家族的轉(zhuǎn)錄因子， 如 Twist 和一些 FTS-1 結(jié) 合蛋白也能結(jié)合各自靶基因啟動(dòng)子。 最終的結(jié)果是上皮細(xì)胞決定基因如 E-cadherin 關(guān)閉， 間 充質(zhì)細(xì)胞決定基因如 FSP-1、v-src、v-ras、c-fos 等基因被激活。近年來(lái)， 發(fā)現(xiàn)了一些內(nèi)源性抗腎臟纖維化的物質(zhì)， 作為正調(diào)節(jié)因素的對(duì)應(yīng)物， 起到制約 腎臟纖維化的作用。因此恢復(fù)促纖維化與抗纖維化信號(hào)之間的平衡是我們所要達(dá)到的目的。

21、從這點(diǎn)說(shuō)， 抑制促纖維化信號(hào)僅僅是一個(gè)方面， 另外就是增強(qiáng)抗纖維化信號(hào)。 肝細(xì)胞生長(zhǎng)因 子( hepatocyte growth factor , HGF )是一種多效性細(xì)胞因子，在急性腎損傷中，對(duì)腎小管的 再生、修復(fù)起關(guān)鍵作用。各種慢性腎臟疾病的動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)也表明，HGF 作為一種內(nèi)源性再生保護(hù)因子，具有抗纖維化作用。HGF結(jié)合到C-met酪氨酸激酶受體，引起 STAT3進(jìn)入核內(nèi)。HGF上調(diào)小管上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)錄共抑制子SnoN表達(dá)，拮抗TGF- 3 1/ Smad3信號(hào)通路。它也能妨礙 Smad2/Smad3 核移位，抑制成纖維細(xì)胞的活化。在系膜細(xì)胞中， HGF 通過(guò)穩(wěn)定 蛋白增強(qiáng)Smad轉(zhuǎn)錄共

22、抑制子TGIF的表達(dá)。因此對(duì)不同的腎臟固有細(xì)胞來(lái)說(shuō)，HGF是特異性的對(duì)抗TGF- 3 1/ Smad3信號(hào)的一條共同通路。體外培養(yǎng)的腎小管上皮細(xì)胞中，BMP-7直接中和TGF- 3 1誘導(dǎo)的細(xì)胞信號(hào)作用，逆轉(zhuǎn) EMT。這種EMT的逆轉(zhuǎn)使腎小管的動(dòng)態(tài)平衡 恢復(fù)和腎功能改善。 在慢性腎損傷的小鼠動(dòng)物模型中BMP-7逆轉(zhuǎn)TGF- 3 1誘導(dǎo)的EMT ,是通過(guò)上皮細(xì)胞的粘附因子 E 鈣粘蛋白的重新誘導(dǎo)起作用。因此系統(tǒng)給予 rhBMP-7 可修復(fù)腎 小管上皮細(xì)胞的嚴(yán)重?fù)p傷，維持上皮細(xì)胞的表型，抑制EMT。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)BMP-7信號(hào)的轉(zhuǎn)錄共調(diào)節(jié)因子， Smad1 利用 3 -catenin /TCF-4 實(shí)現(xiàn)

23、靶基因的轉(zhuǎn)錄。雖然在動(dòng)物模型中 HGF/BMP-7 表現(xiàn)出令人意想不到的治療作用，但當(dāng)將這些結(jié)果類推到人身上時(shí)，仍需十分 小心。 因?yàn)檫@些結(jié)果都是在體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)及動(dòng)物模型中獲得， 并且用的制劑很純， 劑量也比 較大，這些當(dāng)然有助于明確每種調(diào)節(jié)因子在調(diào)控 EMT 中的作用，但不能完全摸擬體內(nèi)的真 實(shí)情況。因?yàn)轶w內(nèi) EMT 發(fā)生是多種調(diào)節(jié)因子在較低劑量水平通過(guò)不同信號(hào)通路相互作用的 結(jié)果。因此誘導(dǎo)內(nèi)源性抗纖維化因子的表達(dá)可能是治療腎臟纖維化的另一條途徑。最近研究提示許多具有腎臟保護(hù)作用的藥物如過(guò)氧化物酶增殖物激活受體-丫 ( peroxisome proliferators-activated r

24、eceptor- 丫 , PPAR- 丫)激動(dòng)齊V、9-順式維甲酸、1,25 二羥維生素 D3 能誘導(dǎo)系膜細(xì)胞及間質(zhì)成纖維細(xì)胞 HGF 表達(dá)。 同樣發(fā)現(xiàn)阻斷 HGF 受體后， 這些藥物的抗纖維 化作用消失。參與上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)變的另一重要因素為配體捕獲蛋白( ligand-trap proteins ) ,它在 EMT 并導(dǎo)致組織纖維化過(guò)程中起很重要的作用。 它們通過(guò)與細(xì)胞膜結(jié)合作為一個(gè)輔助生物活性分 子結(jié)合到特異性受體上， 它也能作為可溶性分子在間質(zhì)中循環(huán)運(yùn)動(dòng)從而阻斷受體活化。TGF-3和 BMP-7 均具有各自的可溶性捕獲蛋白，許多配體捕獲蛋白具有超家族特性，然而在同一超家族中，也存在很大區(qū)別

25、。多數(shù)捕獲蛋白對(duì)受體起陰性調(diào)節(jié)作用，如TGF- 3的可溶性Pro-EDecori nLAP«-2 macrogtotnjlin CTGFTOF-pMT cytoki nesUSAG-1NogginCherdlnFcllistatinCTGFKCPBMP7),BMP7receptorEpithelial cell.Fibroblast- specrtic/ transcripts3-Catenin+TCFSTAT3 漪i/iiiiPro-MET cytok inesEpitheli al-m ese n c hynnaltransitionNucleusIP即® L帑豐甞tr

26、anscripts%屣曠litMesenchymal-epithelia Itransit on ”E- cadherin Zo-1Syndecan Tiam -1捕獲蛋白核心蛋白多糖(decorin)、LAP、a 2巨球蛋白等。BMP-7的陰性捕獲蛋白包括 noggin、chordin、USAG-1(uterine sensitization-associated gene-1)等。例如核心蛋白多糖可防Fibroblasts止TGF- 3與其膜受體結(jié)合從而減輕腎小球炎癥刺激后的腎臟纖維化發(fā)生。在急性和慢性腎 臟損傷小鼠模型中，敲除USAG-1基因后保護(hù)了腎功能、延長(zhǎng)其生存壽命。最近實(shí)驗(yàn)也提示

27、CTGF既是TGF- 3陽(yáng)性捕獲蛋白，可以促進(jìn)TGF- 3與其受體的結(jié)合，同時(shí)又是BMP-7陰 性捕獲蛋白，可抑制 BMP-7與其受體的結(jié)合。Liu等最近發(fā)現(xiàn)了可對(duì)腎臟纖維化過(guò)程進(jìn)行陰性調(diào)節(jié)的新型蛋白質(zhì)，即kielin/chordin 樣蛋白(kielin/chordin like protein , KCP)。KCP可通過(guò)增強(qiáng)BMP-7的作用而防止腎臟纖維化。對(duì)KCP這一作用的最好解釋是，它作為配體 捕獲蛋白，增強(qiáng) BMP-7與其受體的結(jié)合能力并提高細(xì)胞內(nèi)磷酸化Smad1水平，因此 KCP可拮抗上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)變作用。這些配體捕獲蛋白作為生物學(xué)分子，如果能夠被修飾給以口服， 也許有很好的應(yīng)用治療

28、前景。從目前看來(lái)，至少?gòu)膬蓚€(gè)層面調(diào)節(jié) EMT。一個(gè)是在間質(zhì)內(nèi)捕獲蛋白之間的平衡，另一 個(gè)就是在細(xì)胞因子刺激后胞核內(nèi)凈 Smad/3 -catenin活性。這種雙重調(diào)控機(jī)制使上皮細(xì)胞處 于一種動(dòng)態(tài)的分化狀態(tài)，從而保持器官結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定。二、抗腎臟間質(zhì)纖維化治療的現(xiàn)狀和進(jìn)展抗腎臟纖維化治療近年來(lái)才引起重視，大多數(shù)治療尚處于實(shí)驗(yàn)研究階段，臨床研究資料極少。目前對(duì)腎臟纖維化的治療，主要針對(duì)促纖維因子及抑制ECM成分合成或促進(jìn)其降解，近年來(lái)已開(kāi)始抗纖維化基因治療研究。 同時(shí)國(guó)內(nèi)對(duì)中藥抗腎纖維化作用進(jìn)行了大量的臨床和 實(shí)驗(yàn)研究，并取得了一些成果。（一）抑制促纖維化因子的活性1. TGF- B抗體及酪氨酸

29、激酶特異性受體（RSTK）阻滯劑TGF- B是引起腎臟纖維化的最重要的促纖維化因子，所以阻斷TGF- B也是防治腎臟纖維化的最有效方法之一，這在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中已取得一些成績(jī)。 Border 等用 ATS 注射大鼠 24h 后，再給于抗 TGF- B抗體，使硬化腎小球內(nèi)基質(zhì)減少80 %。修飾素（Decorin ）與TGF- B結(jié)合能中和其活性，給予 ATS大鼠靜脈注射修飾素可使 TGF- B表達(dá)及基質(zhì)沉積受抑制。但 重組修飾素十分昂貴且含有一定的異源蛋白， 已開(kāi)始研究修飾素基因治療， 并認(rèn)為有可能成 為抗纖維化有前途的治療。由于大多數(shù)生長(zhǎng)因子生成都與酪氨酸激酶有關(guān)，因此RSTK 阻滯劑能阻斷多種生長(zhǎng)

30、因子的活性， 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn) RSTK 阻滯劑 AG1- 295 能阻斷 PDGF 活性。 故認(rèn)為 RSTK 阻滯劑可能對(duì)腎纖維化治療有應(yīng)用前景。2. ACEI 及 ARBACEI 及 ARB 通過(guò)降低系統(tǒng)高血壓及腎小球內(nèi)高壓的腎臟保護(hù)作用已為人們熟知，但 它們的抗纖維化作用近年來(lái)才引起重視。 ACEI 及 ARB 不僅已在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)其抗纖維化 作用，也是目前臨床上已廣泛用于抗腎臟及心臟纖維化的藥物。ACEI抑制Ang-n合成，ARB阻斷Ang- n與受體結(jié)合，均起著阻斷Ang- n生物活性的作用，從而抑制ETC、成纖維細(xì)胞、系膜細(xì)胞增殖活化， 通過(guò)抑制TGF - B的分泌，從而抑制ECM成分

31、分泌和ECM沉 積。 ACEI 及 ARB 的這種抗纖維化作用是獨(dú)立于降壓之外的腎臟保護(hù)作用。（二）抑制 ECM 積聚及促進(jìn)其降解1. Pirfenidone（ PFI ）ECM 的主要成分是膠原， 脯氨酰 - 4-羥化酶及賴氨酰氧化酶是膠原合成的關(guān)鍵酶， 抑制 這兩種酶能阻止膠原合成，抑制 ECM 積聚。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明， PFI 能抑制脯氨酰 - 4 羥化酶的 活性，減少TGF- BmRNA和I型、W型膠原的表達(dá)，增加 MMP-2水平，從而抑制 ECM合 成并促進(jìn)膠原降解作用，防治腎臟纖維化。 PFI 的抗纖維化作用在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)已得到證明。2. 羥甲基戊二酰輔酶 A（ HMG-CoA ）還原酶抑

32、制劑（ HRI ）HRI 不僅有降脂作用， 而且有與降脂無(wú)關(guān)的腎臟保護(hù)作用， 能減輕各種腎損傷模型腎小 球硬化及間質(zhì)纖維化，其作用機(jī)制主要包括：阻止NF- kB的活性，影響細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳遞，從而阻止細(xì)胞因子合成；抑制腎內(nèi)TGF- B合成，阻止腎內(nèi)TGF- B的作用；抑制TEC、系膜細(xì)胞增殖；使近端腎小管上皮細(xì)胞t-PA合成增加，PAI-1活性降低。因此，HRI不僅抑制 ECM 合成，同時(shí)也有促進(jìn) ECM 降解作用。但 HRI 在臨床應(yīng)用效果尚存在分歧。3. 肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子（ HGF）HGF 不僅促進(jìn)急性損傷的肝細(xì)胞及腎小管上皮細(xì)胞再生，而且對(duì)慢性腎臟病有抗纖維 化作用，其抗腎臟纖維化作用機(jī)制有：

33、 促進(jìn) MMP- 9 表達(dá)，同時(shí)抑制 TIMP- 1 和 2 的表達(dá)， 從而抑制ECM合成并促進(jìn)其降解； HGF的基因啟動(dòng)區(qū)存在 TGF- B抑制元件，因而抑制 TGF - B轉(zhuǎn)錄；抑制TEC轉(zhuǎn)分化成纖維細(xì)胞。4. 松馳素（ Relaxin）Relaxin 屬于胰島素樣生長(zhǎng)因子家族， 為二聚體， 有三種分子形式： H1、H2 和 H3， H2 主要存在于循環(huán)中，可抑制間質(zhì)纖維化，但機(jī)理不清楚，可能通過(guò)TGF- B或激活MMP-3 ,而 MMP-3 是 MMPs 活化的起始因子，啟動(dòng)酶聯(lián)反應(yīng)，增加 ECM 降解，也可擴(kuò)張血管、增 加 NO 產(chǎn)生。5. 骨形態(tài)發(fā)生蛋白 -7 （BMP-7 ）骨形態(tài)

34、發(fā)生蛋白亞家族，被稱為BMPs、OPs、CDMPs或GDFs，是TGF- B細(xì)胞因子超家族中的一員。至少有 15 種骨形態(tài)發(fā)生蛋白參與了細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)，調(diào)節(jié)細(xì)胞增生、分化 和凋亡，調(diào)控組織發(fā)育和形態(tài)維持。腎臟中表達(dá)的骨形態(tài)發(fā)生蛋白有BMP-2、 3、 4、 5、 6、7,其中BMP-7，也被稱為骨調(diào)素-1 （osteogenic protein-1）,含量最豐富，而腎臟也是機(jī)體 中BMP-7產(chǎn)生最多的部位。BMP-7家族分子在羧基端具有 7個(gè)半胱氨酸殘基組成的特定區(qū) 域，屬于TGF- B超家族。TGF- B超家族成員的受體主要有I型和H型兩種受體，屬于絲氨 酸和蘇氨酸激酶受體。BMP-7分子與

35、其H型受體 （包括ActR n、ActR n B及BMPR n）結(jié) 合后再與其I型受體（包括 ALK22、ALK23及ALK26 ） 結(jié)合而使I型受體發(fā)生磷酸化。 I型受體被磷酸化后，作用于Smad1或Smad5羧基端末端的2個(gè)絲氨酸，使之磷酸化，隨后Smad1或Smad5再與Smad4結(jié)合成復(fù)合體，移位到細(xì)胞核內(nèi)，再作用于特定基因的啟動(dòng) 子,引起相應(yīng)生物學(xué)效應(yīng)。在大鼠單側(cè)輸尿管梗阻時(shí)給予 BMP-7 100 或 300ug. kg - 1. wt - 1隔日應(yīng)用一次, 可有效防 止間質(zhì)炎癥和纖維變性發(fā)生,阻止 UUO 引起的上皮細(xì)胞凋亡從而維持小管上皮的完整性, 還能保持腎血流量。在 UUO

36、 前即給予預(yù)防性 BMP-7 治療能否阻止腎纖維化進(jìn)程的研究, 結(jié)果表明作為預(yù)防性用藥 BMP-7在改善腎功、GFR、腎血流量、維持腎臟結(jié)構(gòu)等方面仍有 著顯著效果。另外有研究表明在腎臟急、慢性腎衰竭模型及小鼠狼瘡性腎炎模型中,應(yīng)用 BMP-7 治療都可明顯減輕腎小管間質(zhì)的炎癥浸潤(rùn)及纖維化,治療組腎組織中正常腎小球明 顯多于對(duì)照組,腎間質(zhì)面積顯著小于對(duì)照組,且呈劑量依賴性。應(yīng)用BMP-7 治療的這些動(dòng)物能提高上皮細(xì)胞存活并保持其組織學(xué)參數(shù),包括管間質(zhì)中巨噬細(xì)胞顯著減少。（三）基因治療腎纖維化研究 目前對(duì)腎臟病基因治療的研究主要采用反義技術(shù), 即將特異性反義基因連接到表達(dá)介體 上,導(dǎo)入靶細(xì)胞,直接

37、轉(zhuǎn)錄出反義 RNA ,后者通過(guò)與相應(yīng)的 mRNA 形成雙鏈,從而阻止 mRNA 翻譯,發(fā)揮治療作用。 Isaka 等發(fā)現(xiàn),在單側(cè)輸尿管梗阻的大鼠腎纖維化模型中,應(yīng) 用AVE型HVJ脂質(zhì)介體導(dǎo)入 TGF- B1反義寡脫氧核糖核酸（ODN ）,選擇性導(dǎo)入腎間質(zhì)成纖維細(xì)胞， 能明顯抑制基因表達(dá)， 改善腎臟纖維化。 由于腎臟細(xì)胞的異質(zhì)性及腎臟獨(dú)特的自 身結(jié)構(gòu)， 向腎臟細(xì)胞特異性靶向?qū)蛉狈硐敕椒ǎ?新近研究的一種新的骨骼肌介導(dǎo)的基因 治療，即將目的基因轉(zhuǎn)導(dǎo)骨骼肌， 合成的蛋白質(zhì)或多肽經(jīng)血循而到達(dá)靶細(xì)胞。 利用這種方法， 將修飾素 cDNA 注入大鼠肌肉，在基因轉(zhuǎn)入后 3 天，腎小球、肝和脾可測(cè)到升高

38、的修飾素， 硬化的腎小球處 TGF- 3 1 mRNA和TGF- B水平均顯著下降，到第14天，修飾素組硬化的腎小球基質(zhì)減少，與正常無(wú)明顯差異，且聚積的纖連蛋白 EDA 及肌鍵蛋白明顯降解。綜上所述，TGF- 3信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的激活是腎間質(zhì)纖維化的主要發(fā)病機(jī)制之一，目前對(duì)腎間質(zhì)纖維化的防治 TGF- 3信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路密切相關(guān)，近數(shù)年的進(jìn)展主要集中在TGF- 3信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的下游分子，如骨形態(tài)蛋白-7、肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子、Smad7等。Smad7可抑制TR I對(duì)Smad2和Smad3的磷酸化，增加泛素介導(dǎo)的TR I自身的降解，從而阻抗TGF- 3的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、改善腎間質(zhì)纖維化，是TGF- 3信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的負(fù)反

39、饋調(diào)節(jié)因子。同樣，BMP-7也抑制TGF- 3介導(dǎo)的EMT , TGF- 3對(duì)Smad7的誘導(dǎo)能力揭示了Smad7是具有負(fù)反饋調(diào)節(jié) TGF- 3功能的細(xì)胞分泌因子。由于Smad7是TGF- 3功能特有的內(nèi)源性抑制因子，因此對(duì)其表達(dá)的調(diào)控可能成為阻斷腎小球 TGF- 3效應(yīng)的具有生理學(xué)基礎(chǔ)的誘人策略。HGF為廣泛研究的抗纖維化因子，最近的研究進(jìn)展認(rèn)為其通過(guò)抑制 ILK 的活性而阻斷 EMT。近年來(lái)，對(duì)腎臟纖維化機(jī)制的研究已進(jìn)入到細(xì)胞分子學(xué)水平，EMT 的機(jī)制主要由于上皮細(xì)胞所在周圍微環(huán)境改變，多種因素參與調(diào)節(jié) EMT ，每種因素可能有特定的多條信號(hào)傳 導(dǎo)途徑激活，而這些胞內(nèi)途徑之間還存在“交互對(duì)

40、話”因此要徹底弄清EMT 形成機(jī)制就非常不易。但是很顯然，這種細(xì)胞“可塑性”是由轉(zhuǎn)錄因子網(wǎng)絡(luò)的作用來(lái)控制的，它們是形成 EMT 信號(hào)途徑的“共同通路”。然而對(duì)抗腎臟纖維化治療研究相對(duì)滯后，迄今為止，除了 ACEI及Ang-n受體拮抗劑、羥甲基戊二酰輔酶 A、還原酶抑制劑等少數(shù)幾類藥以外，能 進(jìn)入臨床抗纖維化藥物很少。基因治療抗腎纖維化已進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)研究并證明有良好效 果，但由于腎臟細(xì)胞的異質(zhì)性及腎臟獨(dú)特的自身結(jié)構(gòu)， 向腎臟細(xì)胞特異性靶向?qū)肴狈硐?方法， 尚未能解決向腎臟細(xì)胞特異性靶向?qū)虻慕橘|(zhì)， 距離臨床應(yīng)用尚有一定的距離。我國(guó)學(xué)者對(duì)中藥抗纖維化作用已進(jìn)行了大量研究， 證明活血化瘀中藥在

41、體外及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中均有明 顯的抗腎纖維化作用， 臨床觀察亦取得可喜的苗頭，但觀察指標(biāo)及研究手段尚比較簡(jiǎn)單， 缺乏臨床病理學(xué)資料。 因此， 對(duì)抗腎臟纖維化治療的研究亟待加強(qiáng)， 特別是對(duì)研究方法和手段 必需提高。參考文獻(xiàn)1 Strutz F, Okada H, Neilson EG.The role of the tubular epithelial cell in renal fibrogenesis.Clin Exp Nephrol, 2001, 5: 62-74.2 Strutz F, Okada H, Cecilia WL,et al. Idetification and character

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