肾脏纤维化十篇

时间:2023-04-03 20:50:06

肾脏纤维化

肾脏纤维化篇1

关键词:HSP27;HSP47;HSP70;肾脏纤维化

【中图分类号】Q51;R692 【文献标识码】A 【文章编号】1672-3783(2012)06-0237-01

1 HSP27与肾脏纤维化

HSP27是小分子热休克蛋白家族主要成员,在细胞抗应激损伤、维持细胞内环境的稳定方面发挥着重要作用,参与多种效应反应[3]。

有研究报道,热应激、ATP耗竭等损伤可诱导肾小管上皮细胞表达HSP27,高渗透压可诱导肾组织细胞表达HSP27,IL-1、转化生子因子β等可诱导细胞合成HSP27,说明HSP27在肾小管上皮细胞生理和功能状态的维持和调节中发挥作用[4]。

周生国等[5]通过建立单侧输尿管梗阻肾小管间质纤维化大鼠模型,应用组织病理学和免疫组织化学法检测HSP27在肾小管间质纤维化大鼠肾组织中的表达,发现肾小管间质纤维化过程中肾皮质肾小管中HSP27的表达明显上调,主要分布于扩张的肾小管,这提示HSP27表达上调可能与肾小管上皮细胞对损伤的早期应激反应有关。

2 HSP47与肾脏纤维化

HSP47存在于内质网,与多种类型胶原和前胶原特异性结合的内质网驻留蛋白,在体内主要作为“分子伴侣”帮助新合成前胶原形成正确的三股螺旋结构,稳固前胶原的三股螺旋分子,防止结构错误的前胶原泌出内质网,协助前胶原在正常状况下分泌等,对胶原成熟的质量控制起着重要作用,与肾脏纤维化形成有着紧密的联系[6]。

正常生理情况下,肾内HSP47仅微量表达。在肾脏病理状态下,HSP47的表达或活性增加,可分布在多种细胞中如肾小球脏层上皮细胞、肾小球壁层上皮细胞等,并可直接刺激系膜细胞及肾小管上皮细胞分泌Ⅰ型、Ⅲ型及Ⅳ型胶原,积极参与肾小管上皮细胞-间质转换(EMT)过程,促进细胞外基质(ECM)的合成及过度聚集,引起肾纤维化过程中组织的过度修复,最终导致肾小球硬化和肾间质纤维化。因此,HSP47可能是肾脏纤维化的关键因子,通过HSP47为切入点研究肾纤维化,研制针对HSP47的拮抗剂,可能会找到防治肾脏纤维化的新方法。

已有研究报道,采用干扰HSP47表达的方法来改善肾纤维化[7]。在抗Thy-1肾小球肾炎大鼠模型中,HSP47反义寡聚脱氧核苷酸转染大鼠肾小球细胞,抑制了HSP47表达,从而成功减少了胶原的合成,减轻了肾小球硬化的程度。单侧输尿管梗阻大鼠模型,通过输尿管注射HSP47siRNA入梗阻侧肾,肾纤维化程度明显减轻,胶原蛋白明显减少[8]。HSP47的相关研究已经成为近年防治器官纤维化的研究热点。

3 HSP70与肾脏纤维化

HSP70是热休克蛋白家族中具有最高敏感性和高度保守性的一个家族,主要作为“分子伴侣”可促进新生多肽链的正确折叠,对解聚蛋白及维持恰当构型,分子重排以及新生多肽链在细胞内外跨膜转运有重要辅助作用。HSP70在正常细胞中含量较低,在应激状态下,蛋白合成量显著增加。

在离体的人肾培养细胞NRK52E中,暴露TGF-β诱导肾上皮细胞纤维化和细胞凋亡,通过保留上皮细胞钙粘蛋白表达水平和α-肌动蛋白来选择性诱导HSP72的表达可以抑制TGF-β诱导的肾上皮细胞纤维化,说明HSP72对肾脏纤维化有着密切的关系。该研究首次证实,HSP72通过调控Sat3介导的信号通路抑制肾间质成纤维细胞的活化、增殖以及细胞外基质的积聚,从而抑制肾脏纤维化。提示HSP72具有多途径、多水平和多靶点阻抑肾脏纤维化进程的作用,为慢性肾脏病的防治提供新的思路和途径。

由于HSP70能够加强自身体内细胞本身抗损伤潜能,有效减轻肾缺血再灌注损伤及肾间质纤维化,若能阐明HSP70基因表达调控的机制,通过无毒性的药物或基因转染等手段,诱导HSP70局部合理表达,可使肾脏细胞耐受潜在损伤刺激的能力增加,将为创伤、外科手术或移植等病理生理过程中肾脏的保护提供一个新的有效途径。

4 结语

肾脏纤维化是所有肾脏疾病发展到终末期衰竭的共同变化,及早阻止甚至逆转肾脏纤维化对防治终末期肾衰竭有重大意义。肾纤维化过程涉及很多细胞和分子参与,各种因素相互作用,机制非常复杂,本文简要介绍了HSP27、HSP47、HSP70与肾脏纤维化的关系,在肾脏纤维化过程中发挥着重要的作用,为治疗肾脏纤维化提供新的靶点和思路。但对其作用的机制和原理缺乏充分的认识,随着研究的不断深入,HSP27、HSP47、HSP70在肾脏纤维化过程中的作用机制将逐步被阐明,对防治肾脏纤维化的发生发展具有一定的指导意义。

参考文献

[1] 宋伟等.热休克蛋白70与心血管疾病关系的研究进展[J].中国心脏起搏与心电生理杂志,2011,25(2):167-169

[2] 钟文英等.热休克蛋白的分子生物学研究进展[J].医学综述,2005,11(2):148

[3] Oh DJ et al. Heat shock protein express in adenosinie triphosphate depleted renal epithelial cells[J]. Korean J Intern Med, 2004, 19, (3):149-54

[4] 周生国等. 小分子热休克蛋白在大鼠肾间质纤维化中的表达[J].中外医疗, 2009, 27: 28-29

肾脏纤维化篇2

【关键词】百令胶囊;肾小管间质纤维化;转化生长因子-β1;α-平滑肌肌动蛋白

The effects of bailing capsules on the expression of α-SMA in the rats with tubulointerstitial fibrosis

LI Nuan,YANG Da-sheng.Department of Pediatrics,First Affiliated Hospital of Xinxiang Medical College,Henan 453100,China

【Abstract】 Objective To observe the effects of bailing capsules on the expression of α-SMA in the rats with tubulointerstitial fibrosis to explore the possible mechanism of renal-protecting of bailing capsules.Methods 90 male Sprague-Dawley(SD)rats,aged three months,were randomly divided into three groups:control group(n=30),model group(n=30),treatment group(n=30).The renal tubulointerstitial fibrosis model was established by gavage with 150 mg/(kg•d)adenine solved by a solution of 2 percent starch and bailing capsules solved by normal saline was gave to the rats from treatment group in a dose of 1.5 g/(kg•d)and the same volume starch and normal saline were gave to the rats from control group.At week 7,12,17,ten rats of every group were killed,the urinary protein,N-acetyl-β-D-glucosaminidase(NAG)in the urine and renal profile including BUN and serum creatinine were examined.The histological changes of kidney were observed by light microscopy,and the expression of TGF-β1,α-SMA were examined by immunohistochemistry staining.Results At 7,12,17 weeks,the value of urinary protein,urinary NAG,serum BUN and serum Cr of rats from model and treatment group were higher than those of control one(P

【Key words】Tubulointerstitial fibrosis; Transforming growth factor-beta1; α-smooth muscle actin; Cordyceps Sinensis

在肾小管间质纤维化发生发展中肌成纤维细胞出现,并在细胞外基质过度沉积,该细胞主要表达α-平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA),α-SMA是肌成纤维细胞激活的指示性标志物。本实验观察百令胶囊对肾小管间质纤维化大鼠肾脏α-SMA表达的影响,探讨应用中药百令胶囊能否防治肾小管纤维化及其可能机制,现报告如下。

1 材料与方法

1.1 动物模型 选用雄性3个月龄SD大鼠90只,体质量160~210 g,购自郑州大学医学部动物试验中心。大鼠适应环境1周后,随机分为对照组(30只),模型组(30只),预防组(30只。模型组参考文献[1],将腺嘌呤以2%淀粉溶液溶解,制成混悬液,以150 mg/(kg•d)灌胃,连续17周,制作大鼠肾小管间质纤维化模型;预防组以150 mg/(kg•d)腺嘌呤灌胃,同时以1.5 g/(kg•d)百令胶囊溶于生理盐水灌胃,对照组以腺嘌呤相同体积淀粉和百令胶囊相同体积生理盐水灌胃,分别于实验第7、12、17周时各组随机处死10只大鼠。取肾脏,经10%多聚甲醛固定,光镜下观察肾组织的病理变化和免疫组织化学法检测肾脏转化生长因子-β1(transforming growth factor-beta1,TGF-β1)、α-SMA的表达情况。处死前取血,并于各时相点前1 d分别将各组10只大鼠放入代谢笼中留取24 h尿液,进行生化指标检测。

1.2 生化指标检测 血清肌酐(creatinine,Cr)和尿素氮(blood urea nitrogen,BUN)采用BECKMAN CX-7全自动生化分析仪测定;24 h尿蛋白定量采用考马斯亮蓝法;尿N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷(N-acetyl-β-D-glucosaminidase,NAG)酶采用比色法。

1.3 肾脏组织病理 肾组织HE染色和Masson特染,光镜观察。在IDA-2000高清晰度数码显微图像分析系统下计算肾小管间质纤维化指数。高倍镜(×200)下随机选取10个不重叠视野测定小管间质纤维化面积与同视野小管间质总面积的百分比,进行半定量评分[2]。评分标准:0分:无病变; 1分:50%。每张切片取10个视野的平均积分,再在各组取平均值。

1.4 免疫组化 采用链霉亲和素-生物素-过氧化物酶(SABC)法检测肾组织中的TGF-β1和α-SMA,操作步骤按SABC试剂盒说明书进行。光镜下组织切片呈棕黄色颗粒性沉积区域为阳性染色部位。TGF-β1和α-SMA染色结果在高倍镜(×200)下随机选择20个不重叠的视野,采用半定量评分[3]。TGF-β1半定量评分标准:0分:无染色;1分:染色面积

1.5 统计学方法 各组数据均采用均值±标准差(x±s)表示,组间比较采用两组独立样本的t检验(双侧)和方差分析,由SPSS 10.0统计软件进行统计学处理。

2 结果

2.1 生化指标检测 实验大鼠24 h尿蛋白、尿NAG酶、血BUN、Cr含量变化,见表1。

2.2 肾脏组织病理改变 对照组肾小管间质基本正常。实验7周时,模型组和预防组大鼠肾脏肾小管扩张,间质单核细胞浸润、水肿,可见间质纤维组织灶性增生。12周时,模型组和预防组肾小管扩张明显,肾小管上皮空泡或颗粒性变性,基底膜断裂,小管间质区域增宽,纤维化明显。17周时,模型组和预防组两组大鼠肾脏病理检查均可见肾小管明显萎缩及消失,间质广泛纤维化。7、12周时,预防组大鼠肾脏病理改变均较模型组轻。17周时,模型组和预防组大鼠肾脏病理改变差异无统计学意义(P=0.670)。各时相点,各时相点模型组和预防组大鼠肾间质损害半定量分析见表2。

2.3 肾组织免疫组化变化(TGF-β1、α-SMA),见表3。

3 讨论

肾小管间质纤维化的发生是个复杂的病理生理过程,其机制尚未完全清楚。1952年,Philips建立腺嘌呤致大鼠肾功能衰竭模型,现已成为研究肾小管间质纤维化病理机制的理想动物模型。本实验以腺嘌呤150 mg/(kg•d)灌胃1次,连续17周。实验第7周时,模型组尿蛋白排泄量、尿NAG酶水平高于对照组。病理改变显示,肾小管有沉积物出现,肾皮质出现异物肉芽肿,灶性小管扩张、间质单核细胞浸润、轻度纤维组织增生,而此时血BUN、Cr 水平和对照组比较无明显差异。随着时间的推移,病情的进展,至12周时,模型组血BUN、Cr等指标进一步增高,肾脏病理改变进一步加重,小管萎缩、扩张,间质纤维组织明显增加。17周时,模型组肾功能明显减退,间质大量纤维组织增生,肾小管结构消失。模型组大鼠肾脏TGF-β1表达量呈增加趋势,实验结果显示,肾小管间质纤维化动物模型制作是成功的,和楚非[1]报道相似。

据文献报告,肾间质纤维化的主要表现有肾脏固有细胞消失、肌成纤维细胞增多、细胞外基质沉积等[4]。肌成纤维细胞在纤维化肾组织的广泛存在及其在的重要意义已为众多实验所证实。所谓肌成纤维细胞是形态上介于成纤维细胞和平滑肌细胞之间的细胞,该细胞表达α-SMA。在人肾组织研究中,发现肾小管间质内α-SMA表达量与肾小管间质纤维化的程度以及肾功能恶化程度呈正相关关系[5]。有文献报道,在实验大鼠肾小管受损和肾间质纤维组织增生较明显区域检测到了α-SMA阳性细胞,表明肌成纤维细胞的积聚发生在纤维组织增生较明显部位,肌成纤维细胞在肾小管间质纤维化中发挥着重要作用,且与肾脏功能有一定相关关系[6-10]。本实验免疫组化结果显示,模型组7周时α-SMA表达已明显增多,12、17周时α-SMA表达量进一步增加。α-SMA的变化与肾病理、肾功能、尿蛋白的变化相一致,即α-SMA高表达者,其病理重、SCr、BUN、尿NAG或尿蛋白值就高。本实验的结果提示,在腺嘌呤致大鼠肾小管间质纤维化模型中,随着病情的进展,α-SMA表达量增加,肾脏病理变化越来越重,标志肌成纤维细胞产生,促进肾小管间质纤维化的发生。预防组血Cr、血BUN、尿NAG及24 h尿蛋白值在第7周时与模型组比较无明显差异,第12周时均低于模型组,并且可见细胞浸润、小管细胞空泡变性及细胞坏死减少。预防组大鼠肾脏TGF-β1表达量均较模型组少,提示百令胶囊治疗对肾小管上皮细胞有保护作用,能有效地改善大鼠的肾损害,减轻肾小管间质纤维化。笔者的实验结果显示预防组大鼠肾脏α-SMA表达量均较模型组少,提示百令胶囊可能通过下调α-SMA表达,抑制肌成纤维细胞增多,使细胞外基质沉积减少,延缓肾小管间质纤维化而发挥其肾脏保护作用。

参考文献

[1] 楚非,邹万忠,孙锁柱,等.大鼠肾小管间质纤维化中肾小管上皮细胞表型转化的研究.中华肾脏病杂志,2003,19(1):10-14.

[2] Mezzano SA,Droguett MA,Burgos ME,et al.Overexpression of chemokines,fibrogenetic cytokines,and myofibroblasts in human membranous nephropathy.Kidney Int,2000,57:147-158.

[3] Mizuno S,Matsumoto K,Nakamura T.Hepatocyte growth factor suppresses interstitial fibrosis in a mouse model of obstructive nephropathy.Kidney Int,2001,59:1304-1314.

[4] Ng YY,Huang TP,Yang WC,et al.Tubular-epithelial-myofibroblasts transdifferen-tiation in progressive tubuloinstitial fibrosis in 5/6 nephretomized rats.Kidney Int,1998,54:864-876.

[5] 陈楠,王伟铭.肾小管间质纤维化机制及防治进展.肾脏病与透析肾移植杂志,2001,10(6):551-552.

[6] 刘清娟,何宁,刘淑霞,等.糖尿病大鼠肾小管上皮细胞转化与肝细胞生长因子和Smad7蛋白的表达.中国危重病急救医学,2005,17(11):675-678.

[7] 易春霞,廖海强,周于禄,等.替米沙坦对糖尿病肾病大鼠肾脏α-SMA表达影响的实验研究.中南医学,2006,4(4):259-261.

[8] 陈威,杨守京,刘彦仿,等.实验性慢性肾缺血模型肾小管-间质细胞α-平滑肌肌动蛋白的表达和意义.肾脏病与透析肾移植杂志,2004,13(1):30.

肾脏纤维化篇3

【关键词】 慢性肾衰;冬虫夏草;百令胶囊

百令胶囊是人工培养的冬虫夏草(简称虫草)菌丝,经生物工程方法制成的中药制剂,它与天然虫草的化学组成和功能基本一致。现代研究表明虫草对肾脏病有防治作用。本实验用腺嘌呤灌胃制造慢性肾衰模型,观察百令胶囊对24 h尿蛋白定量、尿NAG酶、血肌酐(Scr)及尿素氮(BUN)的影响,探讨百令胶囊对肾脏的保护作用。

1 材料和方法

1.1 实验动物

选用雄性3月龄SD大鼠90只,体重160~210 g,购自郑州大学医学部动物试验中心。

1.2 动物模型

大鼠适应环境1周后,随机分为对照组30只、模型组30只、预防组30只。将腺嘌呤以2%淀粉溶液溶解,制成混悬液,以150 mg/(kg·d)灌胃,连续17周,制作大鼠肾小管间质纤维化模型[1];预防组以腺嘌呤混悬液150 mg/(kg·d)灌胃,同时以1.5 g/(kg·d)百令胶囊溶于生理盐水灌胃;对照组以腺嘌呤相同体积淀粉和百令胶囊相同体积生理盐水灌胃。分别于实验第7周、12周、17周时取血,并于各时相点前一天分别将各组10只大鼠放入代谢笼中留取24 h尿液,进行生化指标检测。

1.3 生化指标检测方法

血清肌酐(Cr)和尿素氮(BUN)采用BECKMAN CX7全自动生化分析仪测定;24 h尿蛋白定量采用考马斯亮蓝法;尿NAG酶采用比色法。

1.4 肾脏组织病理

肾组织HE染色和Masson特染,光镜观察。在IDA2000高清晰度数码显微图像分析系统下计算肾小管间质纤维化指数。高倍镜(×200)下随机选取10个不重叠视野测定小管间质纤维化面积与同视野小管间质总面积的百分比,进行半定量评分[2]。评分标准:无病变为0分,≤25%计1分,26%~50%计2分,>50%计3分。每张切片取10个视野的平均积分,再在各组取平均值。

1.5 统计学处理

各组数据均采用(±s)表示,组间比较采用两组独立样本的t检验(双侧),由SPSS10.0统计软件进行统计学处理。

2 结果

2.1 生化指标检测结果

结果见表1。与对照组比较,模型组、预防组各时相点大鼠尿蛋白、尿NAG酶、血Cr及血BUN均升高(P

2.2 肾脏组织病理改变

各期对照组大鼠肾脏无病理改变。模型组和预防组大鼠各期肾脏病理改变见图1。两组均呈加重趋势。实验7周时,模型组和预防组大鼠肾脏肾小管扩张,间质单核细胞浸润、水肿,可见间质纤维组织灶性增生。12周时,模型组和预防组肾小管扩张明显,肾小管上皮空泡或颗粒性变性,基底膜断裂,小管间质区域增宽,纤维化明显。17周时,模型组和预防组两组大鼠肾脏病理检查均可见肾小管明显萎缩及消失,间质广泛纤维化。7周、12周时,预防组大鼠肾脏病理改变均较模型组轻。17周时,模型组和预防组大鼠肾脏病理改变无显著差异(P=0.670)。模型组和预防组大鼠肾脏病理改变自身对照均较前一时相点加重。见表2。表2 各时相点模型组和预防组大鼠肾间质损害半定量分析(略)注:a与同时相点模型组相比P

3 讨论

本文采用腺嘌呤诱导大鼠肾小管间质纤维化模型,7周时即已出现肾功能改变,随着病程进展肾功能持续恶化,17周时肾功能明显减退,病理出现小管萎缩,间质纤维大量增生,具有典型的肾脏病理学损害和功能学改变,和文献[1]报道相似。本实验研究百令胶囊对大鼠肾小管间质纤维化早、中期的防治作用。预防组血Cr、血BUN、尿NAG酶及24 h尿蛋白值在第7周时与模型组比较无明显差异,第12周时均低于模型组,并且可见细胞浸润、小管细胞空泡变性及细胞坏死减少。提示百令胶囊治疗对肾小管上皮细胞有保护作用,能有效地改善大鼠的肾损害,减轻肾小管间质纤维化,和文献[3]报道一致。病程的末期(第17周)预防组和模型组肾功能均减低,肾脏病理检查均可见肾小管明显萎缩及消失,间质广泛纤维化,两者之间无差异,提示百令胶囊可能在肾小管间质纤维化的早期对肾脏有保护作用,但随着肾脏病变的加重,将失去其作用。百令胶囊晚期失去其作用可能和病因持续存在有关。研究结果提示,药物防治肾小管间质纤维化应该早期应用,且消除可能导致肾小管间质纤维化的病因尤为重要。

【参考文献】

[1]楚 非, 邹万忠, 孙锁柱, 等. 大鼠肾小管间质纤维化中肾小管上皮细胞表型转化的研究[J]. 中华肾脏病杂志, 2003, 19(1): 1014.

肾脏纤维化篇4

【关键词】 肾脏;纤维化;高血压;Rho/Rock信号通路;转化生长因子β;基质金属蛋白酶类

[ABSTRACT] Objective To investigate the effect of Rho/Rock signaling pathway on renal fibrosis in primary hypertension. Methods Thirtyone patients with primary hypertension were pided into normalproteinuria group (group A, 11 cases), microalbuminuria group (group B, 10) and uremic group (group C, 10) based on urinary albumin excretion rate in 24 hours. Ten healthy adults served as normal control group (group NC). Enzymelinked immunosorbent assay was performed to determine the serum concentrations of TGFβ,MMP9 and ROCK1. Expression patterns of TGFβ,MMP9 and ROCK1 and the correlation among the serum concentrations of TGFβ,MMP9 and ROCK1 were analyzed by ANOVA and SNK test. Results The serum TGFβ, MMP9 and ROCK1 in groups A, B and C were significantly increased than that of the control group (F=14.498-126.037,q=3.222-20.617;P<0.05,0.01). The serum TGFβ and ROCK1 in groups B and C were significantly increased than that of group A (q=4.797-17.636;P0.05). The serum MMP9 of group B was significantly increased than that of groups A and C (q=4.799,5.959;P0.05). There existed significant correlation between TGFβ and ROCK1, MMP9 and ROCK1, MMP9 and ROCK1 (r=0.381-0.652,P

[KEY WORDS] kidney; fibrosis; hypertension; Rho/Rock signaling pathway; transforming growth factor beta; matrix metalloproteinases

长期的高血压可以导致高血压肾损害,其发生机制主要包括血流动力学因素[1]和非血流动力学因素,前者包括肾血管阻力增加,肾小动脉痉挛,持续高血压引起肾前小动脉硬化,导致肾脏缺血;后者包括肾素血管紧张素醛固酮(RAAS)的激活,导致血管内皮受损,诱导肾脏系膜细胞及肾小管上皮细胞等产生转化生长因子β(TGFβ),通过受体信号转导,促进细胞外基质(ECM)形成和沉积,抑制ECM降解,导致肾纤维化。其中,TGFβ被认为是最重要的促纤维化因子[2]。研究认为,循环中的TGFβ在肾纤维化过程中也起重要作用,如果能明确参与TGFβ促纤维化作用的信号通路,则有可能对其进行干预,进而延缓或阻断肾纤维化的进展。近期NAGATOYA 等[3]研究显示,Rho关联含卷曲螺旋蛋白激酶1(ROCK1)选择性阻断剂Y27632能够改善小鼠肾间质纤维化(RIF)的程度。孙骅等[4]通过动物实验也推测,Rho/Rock 信号通路在RIF的发生机制中起重要作用。这些研究使Rho/Rock 信号通路受到关注,但关于ROCK在高血压肾损害病人的表达及作用少有报道。本实验观察在原发性高血压病人血清中的表达,旨在初步探讨Rho/Rock 信号通路在高血压RIF中的作用。

1 资料与方法

1.1 研究对象

2009年3-5月,选取青岛大学医学院附属医院门诊及住院的原发性高血压病人31例,均符合1999年WHO/ISH高血压治疗指南的诊断标准。排除原发性肾脏疾病、糖尿病、脑卒中、心力衰竭、肝纤维化、肺纤维化、肿瘤、急性冠状动脉综合征等可引起除肾脏外其他脏器纤维化的疾病,并除外高脂血症及高尿酸血症。检测24 h尿微量清蛋白排泄率(UAER),并以此分组。正常清蛋白尿组(A组)11例,UAER每24 h为0~30 mg;微量清蛋白尿组(B组)10例,UAER每24 h为30~300 mg;尿毒症组(C组)10例,每24 h为UAER >300 mg。同时,选取我院查体中心健康查体者10例作为正常对照组。各组间年龄、性别组成、体质量指数(BMI)差异无统计学意义。见表1。表1 各组一般资料比较 (略)

1.2 检测指标及方法

各组均取晨空腹静脉血5 mL(血液透析者抽取透析当日晨血),放置30 min血液凝固后,1 500 r/min离心10 min,留取2 mL血清,置-70 ℃冰箱冻存,剩余血清送检验科常规检测肝肾功能等生化指标。血清TGFβ、MMP9、ROCK1检测采用固相夹心酶联免疫吸附试验(ELISA)法,试剂盒由上海锐聪生物工程有限公司提供。

1.3 统计学方法

应用SPSS 11.0统计学软件进行数据处理,计量资料结果用±s表示,多组间比较采用方差分析,组间两两比较采用q检验;相关性分析采用直线回归及相关分析。

2 结

2.1 各组间各检测指标比较

与对照组相比较,A、B、C组病人TGFβ、MMP9、ROCK1的血清浓度均有显著性升高(F=14.498~126.037,q=3.222~20.617,P<0.05、0.01);B、C组TGFβ及ROCK1血清浓度较A组显著升高(q=4.797~17.636,P

2.3 血清TGFβ、MMP9、ROCK1之间的相关性

血清TGFβ与MMP9浓度呈显著正相关(r=0.480,P<0.05),TGFβ与ROCK1浓度呈显著正相关性(r=0.652,P<0.01),MMP9与ROCK1浓度呈显著正相关(r=0.381,P<0.05)。

3 讨

长期高血压引起肾脏损害的机制主要包括高血压引起的血流动力学因素改变及非血流动力学因素改变,前者包括高血压引起肾血管阻力增加,肾小动脉痉挛,持续高血压引起肾前小动脉硬化,入球小动脉玻璃样变,小叶间动脉及弓状动脉内膜增厚,血管腔狭窄,导致肾脏缺血[5];后者因素包括RAAS激活,内皮素1及血栓素A2等缩血管物质生成增加,诱导肾脏系膜细胞及肾小管上皮细胞等产生TGFβ,通过受体信号转导,促进ECM形成和沉积,抑制ECM降解,导致肾纤维化。在动物实验中,抑制RAAS的药物可以减轻RIF[6]。有研究结果显示,肾脏纤维化在肾功能恶化的过程中起到更重要的作用,TGFβ被认为是最重要的促纤维化因子[2],通过与多种细胞因子的相互作用及多条信号转导通路参与肾纤维化。其中,本实验主要研究的是Rho/Rock 信号通路。

Rho蛋白是最早发现的Ras相关单体GTP酶,ROCK是目前功能研究最为清楚的Rho下游靶效应分子。ROCK接受Rho传递的活化信号后对其底物肌球蛋白磷酸酶进行磷酸化修饰,最终引起细胞肌动蛋白聚合增加、张力纤维形成与局部黏附激酶活化,从而影响细胞趋化、黏附和收缩等生物学行为。在肾脏中主要以ROCK1形式存在。

NAGATOYA等[3]研究结果显示,ROCK1的特异性阻断剂Y27632能够改善单侧输尿管梗阻(UUO)小鼠RIF的程度,提示该激酶可能在RIF中扮演重要角色。孙骅等[4]的动物实验研究显示,ROCK1基因在RIF发生早期即有明显上调, 在病变进展阶段与RIF指标呈显著的正相关;而至纤维化后期下降至基础表达水平,进一步证实ROCK1参与了RIF的形成。有学者通过动物实验研究也发现,在体外培养的肾小管上皮细胞加入ROCK的特异性阻断剂阻断Rho/Rock信号通路后,肾小管上皮细胞转分化被抑制,提示Rho/Rock 信号通路在TGFβ诱导的肾小管上皮转分化即RIF中起重要作用。

在本实验中,我们观察到A组血清TGFβ及ROCK1浓度较正常对照组显著升高,差异有统计学意义。TGFβ被认为是最重要的促纤维化因子,它的升高提示在高血压初期,病人体内可能已经有纤维化病理过程的启动,B组TGFβ血清浓度较A组又有显著性升高,在排除了心肌梗死、肝纤维化及肺纤维化等可能存在的纤维化情况后,提示随着病人UAER的增加及肾功能的下降,病人肾脏纤维化的程度在逐渐加重。而ROCK1血清浓度A组较对照组明显升高,且与TGFβ的浓度变化趋势一致,相关性有统计学意义,由此推测,ROCK1可能参与了原发性高血压肾纤维化的病理过程,并可能与 TGFβ的促纤维化作用之间存在联系。

本实验同时检测了原发性高血压各组与对照组血清MMP9水平。MMP9是降解TBM蛋白质的主要酶之一[7]。在正常生理条件下, 肾脏固有细胞和单核细胞可以表达微量MMP9,对维持肾脏的正常代谢和降解重塑具有重要意义[8]。在病理情况下,可被炎症因子等激活,降解ECM,损伤肾脏基底膜,基底膜损伤加重炎症反应,形成恶性循环,导致肾脏损伤修复过程紊乱,引起纤维化。近年多项实验及临床研究均提示MMPs及TIMPs参与了肾纤维化过程,但其具体机制仍不明确,且关于MMPs及TIMPs(尤其是MMPs)在肾纤维化过程中活性与表达是增高还是降低,仍存在争议。目前,对于这些蛋白水解酶的表达及活性改变在肾脏纤维化病理过程中作用尚不清楚。有实验研究也显示,自发性高血压大鼠(SHR)MMPs活性水平的增加和纤维化的增强同时存在的矛盾现象[9]。本实验结果显示,MMP9在A组即有显著升高,B组血清含量增加更明显,据此,我们推测在原发性高血压肾脏损伤早期存在着MMP9活性增高,引起肾脏损伤修复过程紊乱;而C组血清含量下降至与A组无显著差异的水平,考虑与尿毒症终末期肾脏已呈“固缩肾”改变,炎症反应趋于“静止”有关。

对培养的人类系膜细胞研究显示,TGFβ可以增加MMP2 mRNA的表达,而使MMP1 mRNA的表达降低[10],提示在TGFβ与MMPs之间存在密切联系。本文结果显示,各组高血压病人TGFβ与MMP9血清水平存在相关性,进一步证实了这种联系的可能。但TGFβ是否可以增加MMP9的活性,从而加重纤维化,尚需进一步实验证实。

总之,对原发性高血压肾损害不同阶段的病人研究表明,早期清蛋白尿正常组病人血清TGFβ及ROCK1浓度显著升高,在微量清蛋白尿组升高更明显,且二者变化趋势一致,提示TGFβ可能通过Rho/Rock 信号通路参与了高血压肾纤维化过程。

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肾脏纤维化篇5

关键词:肾间质纤维化;蛋白质类;信号转导

中图分类号:R692

文献标识码:A

文章编号:1008-2409(2007)03-0623-04

肾间质纤维化(renal interstitial fibrosis,RIF)是各种慢性肾脏疾病进展为终末期肾功能衰竭的共同通路,是多种原因共同作用的结果,它以肾间质中细胞及胶原成分集聚增多,伴有肾小管萎缩或扩张变形,小管周围毛细血管减少、荒废,完整肾单位的进行性减少,肾小球滤过率的持续性下降为特征。这一病变过程涉及细胞、细胞因子、细胞外基质(extraeelluarmatrix,ECM)、生长因子及它们之间的相互作用。在调节因子中,TGF-βl被公认为最主要的前纤维化因子;而BMP-7是一个重要的抑制肾纤维化的细胞因子。近期研究表明,BMP-7与TGF-β1具有非常相似的信号转导机制,在RIF的形成中相互拮抗,共同调节着肾脏纤维化的发生和发展,现对TGF-β1及BMP-7的结构和功能、信号转导调控及其在肾间质纤维化中的相互作用作一综述。

1 TGF-β1与肾间质纤维化

1.1 TGF-βl的生物学特点

转化生长因子β家族包括TGF-βs、活性素(activins),骨形态发生蛋白(BMPs)。哺乳动物的TGF-风以TGF-pl、TGF-β2和TGF-β3三种形式分别定位在不同的染色体上,成熟的TGF-β是分子量为25 KD的同源二聚体多肽,每个单体由包括9个半胱氨酸残基的112个氨基酸组成,通过二硫键连接而成。大多数细胞产生的TGF-β1无生物活性,需经酸、碱、加热、尿素和SOD处理激活后才能结合受体,发挥生物学效应。TGF-β1是一个多功能的细胞因子,调节细胞的生长、分化、迁移和凋亡,能促进细胞合成ECM成分等多种生物学活性。TGF-β1主要分布在肾小管间质,是迄今研究的最主要的、作用最强的致肾纤维化细胞因子。

1.2 TGF-β1的信号转导途径

大量的临床和实验资料表明,多条信号转导途径参与RIF的形成,其中最重要的是TGF-β1-Smads信号转导途径。TGF-β1可与跨细胞膜的受体结合而发挥细胞生物学效应,与TGF-β1结合的受体由两条不同的肽链构成,分别称为I型、I型受体,是具有丝氨酸/苏氨酸激酶活性的异二聚体。TGF-β1首先与I型受体结合,导致I型受体磷酸化而激活,活化的I型受体有激酶活性,进而催化其下游信号分子Smads磷酸化引起一系列信号传导。Smads蛋白是TGF-β超家族信号传导中一种独特的信号通道蛋白,现已发现的Smads蛋白至少有8种,根据其结构和功能特性分为3类:第1类是R-Smads(receptor-actived Smads),是TGF-β家族受体激酶的直接底物,包括Smadl,2,3,5,8被I型受体特异的丝氨酸激酶磷酸化活化后,与Smad4结合形成复合物,并转移到核内启动相关基因的表达。其中Smad2,3受TGF-鼬特异性激活,介导TGF-β信号转导;Smadl,5,8则主要通过BMP受体磷酸化,介导BMP-7信号转导。第2类Co-Smads(common-medi-tor Smads),同R-smads结合参与信号转导,Smad4是哺乳动物中唯一的Co-smads,在BMPs和TGF-β信号通路中共享。第3类是I-Smads(Inhibitory Smads),包括Smad6和Smad7,是TGF-β1信号通路的负反馈调节因子,能抑制R-smads与I型受体结合,也可以与R-smads竞争性结合Co-smads。

1.3 TGF-β1在肾间质纤维化中的作用

TGF-β1在肾纤维化中的作用涉及到ECM沉积、细胞增殖及转分化、炎症浸润等各个环节。TGF-β1能促进炎症细胞的浸润(如单核细胞、巨噬细胞和淋巴细胞);可刺激成纤维细胞分泌ECM成分,包括I、Ⅱ、Ⅳ型胶原、纤维连接蛋白(FN)、层粘蛋白(LN)等细胞外基质蛋白,又能提高纤溶酶原激活抑制物-l(plasminogen activator inhibitor-l,PAl-1)及组织基质金属蛋白酶抑制物.1(tissue inhibitor of the matri metallopro-teinase-1,TIMP-1)的活性,降低基质金属蛋白酶-2(matrimetalloproteinase-2,MMP-2)的活性而抑制ECM的降解[7’;能诱导肾小管上皮细胞凋亡或肾小管上皮细胞.间充质细胞转化(epithelial-to-mesenehymal transition,EMT),使其正常表型丧失,表达a-平滑肌肌动蛋白(a-SMA),转分化为肌成纤维细胞(myofibroblast,MFB),参与肾纤维化的进展。Oga.ta等研究结果显示,单侧输尿管梗阻(unilateral ureteral ob.struction,UUO)大鼠模型TGF-βl表达增强,梗阻解除后肾纤维化缓解,Ⅳ型胶原表达下降,TGF-β1表达亦下降,证明TGF-β1在梗阻侧肾脏促进细胞外基质的合成。Ling等[研究表明,TGF-β1在环孢菌素A肾病中起着重要作用,注入TGF-β1中和抗体能明显减轻环孢菌素A诱导的肾脏病理变化,包括减轻小管损伤、间质炎症浸润及纤维形成,I型胶原沉积和小管上皮细胞的凋亡。另外,在许多实验模型中显示,TGF-β对成纤维细胞具有化学趋化作用,能刺激成纤维细胞增殖,并能聚集单核巨噬细胞和淋巴细胞等炎症细胞。

2 BMP-7与肾间质纤维化

2.1 BMP-7的生物学特点

BMP-7是一种分泌型多功能蛋白,是分子量约为35kDa的同源二聚体糖蛋白,是一种可溶性的局部激活信号蛋白,在细胞内以前体形式合成,前体分子经蛋白水解酶酶解后再通过二硫键结合形成成熟的二聚体分子,可以释放到细胞外与机体各处靶细胞表面特殊的受体结合,介导Smad细胞间信号,激活特殊的基因发挥作用。肾脏是BMP-7合成的主要器官,在哺乳动物胚胎期肾脏的发育过程中起着重要作用,主要是诱导间充质细胞向正常肾组织结构转化,诱导间充质细胞一上皮细胞转化(mesenchymal-to-epithelial transition,MET),形成由上皮细胞组成的管样结构,最终逐渐分化并形成肾小管和肾小球。在成年动物,BMP-7的表达主要分布于髓袢升支粗段、远端小管、集合管、肾小球足细胞、肾盂和输

尿管上皮以及肾动脉外膜,有拮抗TGF-B1、减少细胞凋亡、逆转EMT等抗纤维化作用。

2.2 BMP-7的信号转导途径

BMP-7与TGF-pβ具有非常相似的信号转导机制,BMP一7分子的受体(BMP一7R)与其他TGF-β超家族成员分子的受体一样分为I型和I型,属于丝氨酸/苏氨酸激酶受体家族。I型BMP一7 R包括AL K-2/ActR I、AL K-3/BMPR-I a及AL K-6/BMPR-I b,I型BMP-7 R包括ActR I、ActR l b、BMPR I。I型受体是I型受体的下游活化成分,I型受体决定了信号转导的特异性。BMP-7先与I型受体结合后再与I型受体结合,使I型受体磷酸化,激活的I型受体迅速作用于细胞内相应的Samdl,5,8信号传递蛋白,后者与Samd4结合形成有活性的转录复合物,进入细胞核内,发挥相应的生物学效应。

2.3 BMP-7在肾间质纤维化中的作用

在慢性肾脏病中,BMP-7作为肾纤维化的负性调节因子,通过维持上皮细胞表型、逆转EMT,抑制肾脏上皮细胞的凋亡、增加MMP一2的表达、促进ECM的降解、减少多种促炎症因子表达、影响TGF-β1/Sroads传导途径以及与TGF-βl的互逆作用,对肾间质纤维化起到预防及逆转作用。在UUO模型大鼠中,Morrissey J等发现予外源性BMP一7的治疗组与安慰剂相比,BMP-7治疗能够恢复70%的肾小球滤过率glomerular filtration rate,GFR),减少14%肾间质容积和27%Ⅳ型胶原纤维沉积;同时,通过测量肾小管的直径发现,BMP一7单独治疗能够明显地抑制肾小管萎缩,还能保存上皮细胞表型,显著减少肾小管上皮细胞的凋亡。在糖尿病肾病的动物模型研究中Wang等发现,肾间质纤 x维化与BMP一7及其受体ALK-2、ALK-3及BMPRⅡ的表达下降有关,而且下降程度随着肾纤维化的进程逐渐加重。同样给予外源性BMP一7,能减少炎症细胞浸润、ECM在系膜区积聚及间质容量,拮抗TGF-B1的前纤维化作用。肾毒性血清肾炎模型属于原发性肾小球肾炎模型,呈慢性进行性肾损害,可在6周内发展成严重的肾纤维化。Zeisberg等给CDI小鼠注射肾毒性血清,然后分别从第1,2,3,4周开始给予BMP-7 300tμg/kg腹腔注射,隔日1次,共6周。发现治疗第3周就几乎完全逆转了肾间质纤维化和肾小管萎缩,与治疗前相比,肾小管萎缩程度下降了70%,血BUN、Ser也明显下降。结果显示,BMP-7治疗能够逆转业已形成的肾损害,修复受损的肾组织结构,显著地改善肾功能,降低病死率。此外,许多动物炎症性肾病模型显示,BMP-7能减轻巨噬细胞浸润和组织损伤;在5/6肾切除模型、遗传性肾病模型、狼疮性肾炎等模型中均发现BMP-7能明显改善肾脏纤维化,具有肾脏保护作用。

3 BMP-7在肾间质纤维化中拮抗TGF―p1的作用

近来许多研究发现,BMP-7能够拮抗TGF-βl的致肾纤维化作用而发挥其抑制肾纤维化的作用。已经研究证实,EMT在肾间质纤维化过程中起着重要的作用,而TGF-β1是引起EMT的最主要因素,BMP-7可以有效地抑制TGF-β1诱导的EMT。E-cadherin是上皮细胞的标志物,对维持肾小管上皮细胞表型非常重要,其缺失是EMT的第一步。Zeisberg等[ts]发现,BMP-7能通过再诱导E-Cadherin的表达而逆转TGF-β1诱导的肾小管上皮细胞转分化,维持上皮细胞的表型,在小鼠远端小管上皮细胞剂量效应研究中,TGF-β1能够减少BMP-7和ALK-3的表达,抑制内源性E-Cadherin表达(69%);BMP一7不影响TGF-β1的表达,但能拮抗TGF-β1的作用,能提高E-Cadherin表达(174%)。TGF-β1激活ALK-5受体,引起下游Smad2和Smad3的磷酸化并进入细胞核,抑制E-cadherin基因的转录;而BMP-7激活ALK-3和ALK-6受体,磷酸化下游的Smadl、Smad5和Smad8,其中Smadl和Smad5可在细胞核内拮抗Smad2和Smad3D9]。因此,BMP-7可以在基因转录水平上拮抗TGF-β1,恢复肾小管上皮细胞E-cadherin的表达,抑制病理条件下的EMT。进一步研究发现,BMP-7不仅可以抑制肾病发展过程中的EMT,还能诱导MET,BMP-7可以诱导体外培养的人成纤维细胞表达E-cadherin,逐渐向上皮细胞转化,并相互聚集形成管样结构。此过程类似于胚胎期肾脏发育过程中间充质细胞诱导的肾小管上皮的形成。此作用在动物实验中也得到证实,BMP-7确实可以通过诱导MET,促进肾间质成纤维细胞向肾小管上皮细胞转化,修复受损的肾小管,同时减轻肾间质纤维化。

肾脏纤维化篇6

【摘要】 目的 探讨在单侧输尿管梗阻致大鼠肾间质纤维化进程中血流变学的改变与氧化应激反应的关系。方法 成年SD大鼠36只,随机分为假手术组和模型组:模型组采用左侧输尿管结扎术,各组分别于实验的第7、14、21天处死动物6只。腹主动脉取血测血流变学指标;HE染色和免疫组化观察大鼠肾间质α-SMA变化;测定梗阻侧肾组织匀浆中T-SOD和MDA的含量。结果 随梗阻时间增加,肾组织中MDA含量增加,T-SOD活性降低,血液粘滞度增加,肾间质纤维化程度加重。结论 氧化应激反应增加使血液流变学改变,参与单侧输尿管梗阻致肾间质纤维化的形成。

【关键词】 肾间质纤维化 氧化应激 血流变

【Abstract】 Objective To investigate the relationship between Hemorheology changes and the oxidative stress in the progression of unilateral ureteral obstruction (UUO) rats with renal interstitial fibrosis. Methods: 36 SD rats were randomly pided into sham -operated and UUO group.Rats in UUO group underwent left unilateral ureteral ligation.The rats were sacrificed at day 7,14and 21. Renal fibrosis were assessed by the determination of tissue malondialdehyde (MDA) and superoxide dismutase(SOD) content.Hemorheology were detected. Immunohistochemistry study was performed on renal tissue for α-smooth muscle actin (α-SMA). Results: Time increases with the obstruction and kidney tissue MDA content increased, T-SOD activity decreased, blood stagnation increases, increased renal interstitial fibrosis.Conclusion: Oxidative stress increased the blood rheology changes, caused by unilateral ureteral obstruction in renal interstitial fibrosis.

【Key words】 Renal fibrosis Oxidative stress Hemorheology

肾间质纤维化是各种终末期肾脏疾病的主要病理过程,目前其发病机制尚未完全阐明。现有研究证明,氧化应激损伤在肾间质纤维化发病过程中起重要作用,抗氧化能有效延缓肾纤维化进程[1]。本实验采用经典的单侧输尿管梗阻(unilateral ureteral obstruction,UUO)致大鼠肾间质纤维化模型,动态观察大鼠血液粘度改变、超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)的改变,以及对肾间质α-平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA)的表达,探讨血液流变学改变情况和肾脏氧化应激反应对大鼠肾间质纤维化形成的影响。

材料和方法

1 材料

试剂和仪器

丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)检测试剂盒(南京建成生物工程研究所);全自动血流变快测仪(FASCO-3010,重庆大学维多生物工程研究部);AX70荧光显微镜(Olympus);722型分光光度计(厦门分析仪器厂)。

2 方法

2.1 动物模型的建立及分组

雄性SD大鼠36只,体重200g左右 ,清洁级动物,由重庆腾鑫生物技术有限公司提供。动物随机分为2组:假手术组18只,单侧输尿管梗阻手术(模型组/UUO组)18只。大鼠腹腔注射1%戊巴比妥钠(3 ml/kg)麻醉,常规消毒,沿腹白线开腹,暴露并分离左侧输尿管,模型组在左输尿管中、上l/3处两次结扎,连续缝合关闭腹腔,间断缝合皮肤。术后连续5天腹腔注射青霉素4u/天/只,假手术组不结扎输尿管,其余操作过程均相同。

2.2 指标检测

两组分别于术后7天、14天、21天麻醉(同前)6只动物,腹主动脉取血5ml抗凝,37℃恒温保持,4小时内检测全血高、中、低切粘度,血浆粘度和全血还原粘度。处死动物,立即取左侧肾脏,对剖取一半用10%中性甲醛固定,72小时后石蜡包埋切片,HE染色和α-SMA免疫组化染色;另一半-20℃冻存,按试剂盒说明,羟胺法测SOD,硫代巴比妥酸法测MDA。

2.3 数据分析

数据采用SPSS 13.0软件包进行统计分析,结果以均数±标准差(x-±S)表示,组间比较采用单因素方差分析,全血还原粘度与肾组织T-SOD、MDA关系采用Pearson相关分析。

结果

1 肾脏形态

假手术组大鼠双侧肾脏颜色红润,中等大小,包膜完整压力不高;模型组大鼠梗阻侧肾(左肾)体积随梗阻时间的延迟而逐渐增大,呈囊状,压力高,包膜不光滑,外有脂肪组织包裹,皮质较薄,色暗红;右肾无明显差异。

假手术组各时点的肾组织HE染色未见异常。模型组7天,肾小管扩张明显,部分近端小管变性坏死,管腔内可见脱落的上皮细胞,肾间质内大量炎细胞浸润。模型组14天,部分肾小管扩张,部分萎缩,肾间质内炎细胞浸润更明显,纤维细胞增殖明显。模型组21天,肾小管萎缩明显,部分已经消失,纤维细胞增殖更多,肾间质内见明显纤维化。α-SMA免疫组化染色显示各时点假手术组无明显差异,模型组随梗阻时间增加,肾间质胶原纤维沉积越多。

2 血液流变学指标比较

模型组较假手术组全血粘度、血浆粘度及全血还原粘度均增高(*:P

Tab 1a The chang of property of hemorheology in each group at 7d(x-±S,n=6)

Group Hηb(mpPa.s) Mηb(mpPa.s)Lηb(mpPa.s)ηp(mpPa.s)ηre(mpPa.s)

Sham5.10±0.327.05±0.2815.06±1.561.34±0.129.42±0.47

UUO6.63±0.49*8.31±0.60* 17.34±0.98*1.56±0.19*11.63±0.63#

Tab 1b The chang of property of hemorheology in each group at 14d(x-±S,n=6)

Group Hηb(mpPa.s) Mηb(mpPa.s)Lηb(mpPa.s)ηp(mpPa.s)ηre(mpPa.s)

Sham5.21±0.477.23±0.3015.02±1.281.42±0.0810.06±0.53

UUO7.34±1.35#9.14±1.63#18.46±2.52#1.68±0.15#13.08±0.81#

Tab 1c The chang of property of hemorheology in each group at 21d(x-±S,n=6)

Group Hηb(mpPa.s) Mηb(mpPa.s)Lηb(mpPa.s)ηp(mpPa.s)ηre(mpPa.s)

Sham5.17±0.487.30±0.4715.13±1.371.38±0.1110.20±0.37

UUO6.75±0.84*8.46±0.62*17.60±1.67#1.53±0.06*11.73±0.91*

与假手术组比较*:P

3 肾组织T-SOD和MDA比较

模型组肾组织T-SOD活性较假手术组显著降低,MDA水平显著升高(P

Tab 2a T-SOD activiyty of each group (x-±S,n=6)U/mgprot

timeShamUUO+NS

7d146±14.50102±23.21#

14d150±20.1386±15.24#

21d147±18.3479±21.05#

Tab 2b MDA levels of each group (x-±S,n=6)nmol/mgprot

timeShamUUO+NS

7d5.26±0.2812.12±3.45#

14d4.98±0.2420.41±2.56#

21d4.75±0.5718.24±1.29#

与假手术组比较#:P

4 相关性分析

Pearson相关分析表明肾组织中MDA含量与全血还原粘度成正相关(P

讨论

肾小管上皮细胞转分化为成纤维细胞是肾间质纤维化发病的重要机制之一,肾小管上皮细胞转分化过程中α-SMA表达阳性的成纤维细胞是致间质纤维化的主要细胞[2]。单侧输尿管梗阻致肾间质纤维化是研究肾间质纤维化的经典模型[3]。本实验结果显示,在单侧输尿管梗阻过程中,肾小管上皮细胞损伤逐渐加重,随梗阻时间增加,部分肾小管上皮细胞被成纤维细胞代替,α-SMA的表达增加,间质纤维化程度加重。肾组织抗自由基作用的酶SOD含量减少,脂质过氧化产物MDA含量增加,这与文献报道一致[4,5,6]。输尿管梗阻后,尿液逐渐积聚,压迫肾组织,肾脏持续缺血缺氧,导致肾清除氧自由基的能力降低,组织的脂质过氧化反应增加,介导了肾毒性损伤,促使α-SMA的表达增加,肾实质细胞转分化为纤维母细胞,并增殖分化,使细胞外基质沉积增加,间质纤维化程度逐渐加重。

血液粘度是衡量血液流变性的常用指标,是决定血流阻力的重要因素。当血液中有超生理浓度的自由基时,膜脂发生过氧化反应及膜蛋白交联,会直接减低膜磷脂含量及膜的流动性,使红细胞刚性化,变形性下降,全血粘度和血浆粘度均增高。本研究结果表明,随着单侧输尿管梗阻时间增加,肾组织MDA含量增加,SOD活性下降,血液粘度增加,病理切片显示,肾间质α-SMA表达增加,间质纤维化程度加重。肾脏是高耗氧器官,持续梗阻压迫,肾组织缺血缺氧严重,氧化应激反应明显增加,大量脂质过氧化产物生成,导致血粘度增加,进一步加重肾组织缺氧,形成恶性循环,肾纤维化加重。减少机体氧化应激反应,降低血粘度,可有望减缓肾纤维化进程,还有待深入研究。

参 考 文 献

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肾脏纤维化篇7

[摘要] 目的:探讨丹参对糖尿病大鼠肾脏的保护作用及其机制。方法:采用单侧肾切除、腹腔注射链脲佐菌素诱导糖尿病肾病大鼠模型,予以丹参药物干预。观察大鼠肾脏形态学及肾功能的变化。采用荧光实时定量逆转录聚合酶链反应法检测转化生长因子β1(transforming growth factorbeta1, TGFβ1)、结缔组织生长因子(connective tissue growth factor, CTGF)、纤溶酶原激活物抑制物1(plasminogen activator inhibitor1,PAI1)等细胞因子在糖尿病大鼠肾皮质中的表达水平。结果:与正常对照组比较,用药第8周末糖尿病肾病模型组大鼠的肾脏肥大指数、平均肾小球体积、尿白蛋白排泄率、肌酐清除率均有明显升高(P<0.05),肾皮质TGFβ1、CTGF、PAI1和纤维连接蛋白的表达水平也有显著增高(P<0.05)。丹参治疗组大鼠的上述指标与糖尿病肾病模型组比较,则有明显的降低(P<0.05)。结论:丹参可通过抑制TGFβ1、CTGF、PAI1等细胞因子的表达,从而对糖尿病大鼠肾脏起保护作用。

[关键词] 链脲霉素糖尿病; 丹参; 转化生长因子β1; 结缔组织生长因子; 纤溶酶激活物抑制物1

Protective effects of Salvia miltiorrhiza on rats with streptozotocin diabetes and its mechanism

LIU Gang, GUAN GuangJu,QI TongGang, FU YuQin, LI XueGang, SUN Yun, WU Tao, WEN RongZhu

(Department of Nephrology, Second Hospital, Shandong University, Jinan, Shandong Province 250033, China; Laboratory of Molecular Biology, Second Hospital, Shandong University, Jinan, Shandong Province 250033, China)

ABSTRACT Objective: To explore the effects of Salvia miltiorrhiza on renal morphology and renal function of rats with streptozotocin diabetes. Methods: Thirty male Wistar rats were randomly pided into three groups, which were normal control group, untreated group and Salvia miltiorrhizatreated group. Diabetic nephropathy was induced in rats of the last two groups by intraperitoneal injection of streptozotocin after unilateral nephrectomy. Then the rats in the normal control and untreated groups were fed with normal saline while those in the Salvia miltiorrhizatreated group were fed Salvia miltiorrhiza preparation for 8 weeks. The glomerular volume (VG), kidneytobody weight ratio (KW/BW), urinary albumin excretion rate (UAER) and creatinine clearance (Ccr) were observed. The expression levels of transforming growth factorbeta1 (TGFβ1), connective tissue growth factor (CTGF), fibronectin (FN) and plasminogen activator inhibitor1 (PAI1) were detected by realtime quantitative reverse transcriptasepolymerase chain reaction (RTPCR) at the end of the experiment. Results: UAER, Ccr, VG and KW/BW ratio were significantly higher in the untreated group than those in the normal control group (P<0.05). The expression levels of TGFβ1, CTGF, PAI1 and FN in the untreated group were also significantly higher as compared with those in the normal control group (P<0.05). UAER, Ccr, VG, KW/BW ratio and the levels of TGFβ1, CTGF, PAI1 and FN in the Salvia miltiorrhizatreated group were obviously lower than those in the untreated group (P<0.05). Conclusion: Salvia miltiorrhiza can protect rats with streptozotocin diabetes from diabetic nephropathy by suppressing the overexpressions of TGFβ1, CTGF, PAI1 and FN in renal cortex.

KEY WORDS streptozotocin diabetes; Salvia miltiorrhiza; transforming growth factorbeta1; connective tissue growth factor; plasminogen activator inhibitor1

糖尿病肾病(diabetic nephropathy, DN)是糖尿病(diabetes mellitus, DM)常见的并发症。在西方国家,DN已成为导致终末期肾病的首要原因[1]。丹参(Salvia miltiorrhiza)对糖尿病肾病具有较好的治疗作用,但其作用机制尚不清楚。本研究通过观察转化生长因子β1(transforming growth factor beta1, TGFβ1)、结缔组织生长因子(connective tissue growth factor, CTGF)及纤溶酶激活物抑制物1(plasminogen activator inhibitor 1, PAI1)等细胞因子在DN大鼠肾脏中的表达及其与肾脏结构和功能改变之间的关系,探讨丹参对肾脏保护作用的机制。

1 材料和方法

1.1 动物分组及模型建立 30只清洁级雄性Wistar大鼠,体质量180~200 g,由山东大学实验动物中心提供,随机分为正常对照组、DN模型组和丹参治疗组,每组10只。所有大鼠均经背部切口行右肾切除术。2周后,DN模型组和丹参治疗组大鼠按60 mg/kg剂量1次性腹腔内注射链脲佐菌素(美国Sigma公司产品,使用前用0.1 mol/L pH 4.5的枸橼酸缓冲液配制成1%浓度),制作DN大鼠模型。72 h后,尾静脉采血,以血糖>16.7 mmol/L且尿糖呈强阳性作为DN大鼠模型建立标准。正常对照组仅腹腔注射等量缓冲液。

1.2 实验方法 丹参治疗组大鼠成功建立DN模型后,用丹参注射液(三九医药股份有限公司产品)按15 g・kg1・d1予以灌胃;正常对照组和DN模型组仅给予等量生理盐水灌胃。1 d/次,连续8周。用药期间,每4周测1次体重及血糖。用药第8周末,用金属代谢笼收集大鼠24 h尿,2 000 r/min离心10 min,去除沉渣,-20℃保存,备尿肌酐及尿白蛋白排泄率(urinary albumin excretion rate, UAER)检测。然后,用戊巴比妥钠按30 mg/kg行大鼠腹腔麻醉,取腹部正中切口,腹主动脉取血,2 000 r/min离心10 min,取上清,-20℃保存,备血肌酐检测。取出肾脏,剥离被膜称重后,经肾门纵向剖开,用10%中性福尔马林固定一半以上的肾组织,用石蜡包埋、切片后,行常规苏木精伊红(hematoxylin and eosin,HE)及过碘酸Schiff(periodic acidSchiff,PAS)染色;另一半以液氮保存,备逆转录聚合酶链反应(reverse transcriptasepolymerase chain reaction, RTPCR)检测。

1.3 检测指标

1.3.1 生化指标 血、尿肌酐采用Hitachi7150型自动生化分析仪进行检测,尿白蛋白采用放射免疫法(放射免疫试剂盒购自中国原子能科学研究所)进行检测。内生肌酐清除率(creatinine clearance, Ccr)计算公式:Ccr=[尿肌酐浓度(mg/ml)×1 min尿量(ml)]/血肌酐浓度(mg/ml),并按体质量予以校正。

1.3.2 荧光实时定量RTPCR检测 采用TRIzol Reagent(上海生工生物工程技术服务有限公司产品)提取肾皮质总RNA。电泳鉴定RNA完整性。取总RNA 2 μg逆转录合成cDNA。逆转录反应体系:随机引物2 μl,5×反应缓冲液4 μl,10 mmol/L dNTP 2 μl,核糖核酸酶抑制剂1 μl,Moloney小鼠白血病病毒逆转录酶 1 μl ,总体积20 μl。采用ABI PRISM 7000 SDS进行实时PCR检测。TGFβ1、CTGF、PAI1、纤维连接蛋白(fibronectin, FN)与3磷酸甘油醛脱氢酶(glyseraldehyde3phosphate dehydrogenase, GAPDH)引物由上海生工生物工程技术服务有限公司合成,见表1。

表1 PCR引物(略)

Tab 1 Primers for quantitative realtime PCR

PCR反应体系:5×SYBR Green PCR缓冲液2 μl,dNTP 0.5 μl,MgCl2 8 μl,AmpliTaq Glod 0.25 μl,目的基因上、下游引物各2 μl,逆转录产物2 μl,总体积25 μl。PCR参数:预变性94 ℃×2 min;94 ℃×15 s、55 ℃×30 s、72 ℃×45 s,共50个循环。结果用目的基因与内参GAPDH的比值表示。

1.3.3 肾组织病理学检查 每张PAS染色切片在光镜下(×200)随机选取30个肾小球,用HPIAS1000彩色图像分析系统测定肾小球截面积。肾小球体积=1.25×肾小球截面积3/2。

1.4 统计学方法 采用SPSS 10.0软件进行统计学分析,计量资料均数用x±s表示,组间比较采用方差分析和q检验。

2 结果

2.1 一般情况的比较 实验期间,DN模型组和丹参治疗组各有1只大鼠因血糖过高、感染等原因而死亡,未纳入最后统计。DN模型组和丹参治疗组大鼠较正常对照组体质量减轻、血糖升高,差异有统计学意义(P<0.05)。表明DN大鼠模型复制成功。DN模型组和丹参治疗组大鼠体质量、血糖比较无统计学差异,表明丹参对DN大鼠的体质量、血糖没有影响。见表2。

2.2 肾脏形态学与肾功能变化的比较 与正常对照组比较,DN模型组大鼠肾脏肥大指数(kidneytobody weight ratio, KW/BW)、平均肾小球体积(glomerular volume, VG)、UAER、Ccr均有明显升高,差异有统计学意义(P<0.05),为早期DN的特征表现。丹参治疗组大鼠KW/BW、VG、UAER、Ccr较DN模型组均有明显降低,差异有统计学意义(P<0.05)。见表3。

2.3 肾皮质细胞因子表达的比较 荧光实时定量RTPCR检测结果显示,DN模型组大鼠肾皮质TGFβ1、CTGF、PAI1和FN基因的表达水平较正常对照组大鼠均有明显增高,差异有统计学意义(P<0.05)。丹参治疗组大鼠上述指标与DN模型组比较,则有明显下降,差异有统计学意义(P<0.05)。见表4 。

表2 3组大鼠体质量、血糖变化的比较(略)

Tab 2 Changes of body weight and blood glucose level of rats in 3 groups

*P<0.05, vs normal control group

表3 3组大鼠肾脏形态学及肾功能变化的比较(略)

Tab 3 Renal morphology and renal function of rats in 3 groups

*P<0.05, vs normal control group; P<0.05, vs untreated group

表4 3组大鼠肾皮质TGFβ1、CTGF、PAI1、FN表达的比较(略)

Tab 4 Expression levels of TGFβ1, CTGF, PAI1 and FN in kidney cortex of rats in 3 groups

*P<0.05, vs normal control group; P<0.05, vs untreated group

3 讨论

细胞外基质(extracellular matrix, ECM)沉积是DN特征性的病理改变。合成与降解失衡是造成ECM积聚的主要原因[2]。许多细胞因子参与了这一病理过程,并在DN的发生发展过程中起着非常重要的作用[3]。其中TGFβ在ECM的积聚中起关键作用。CTGF被认为是介导TGFβ促纤维化活性的下游效应因子,在刺激细胞增生、ECM合成及促进组织器官纤维化方面起着重要作用[4]。TGFβ1刺激成纤维细胞产生胶原Ⅰ及FN的效应是由CTGF介导的[5]。Ito等[6]采用原位杂交方法,发现在新月体肾炎、IgA肾病、局灶节段性肾小球硬化及DM患者的肾小球新月体、系膜增生部位及肾间质纤维化区域,均出现CTGF mRNA的高表达。Riser等[7]研究发现,db/db DN模型小鼠在DN早期,其肾小球系膜区的CTGF mRNA的表达较正常对照组增高28倍,说明CTGF与肾小球ECM的蓄积相关。纤溶酶/基质金属蛋白酶系统在调节ECM的降解过程中具有十分重要的作用。体内纤溶酶原激活物包括组织型和尿激酶型两种,其活性均受到纤溶酶原灭活剂的抑制,其中尤以PAI1最为重要。肾小球系膜细胞及上皮细胞均可产生PAI1。PAI1不仅能维持凝血与纤溶平衡,还参与ECM的降解过程,可直接降解FN、层黏连蛋白及明胶,但不降解胶原;可激活基质金属蛋白酶系统,进而降解包括胶原在内的几乎所有的ECM成分[8]。

丹参属活血化瘀类中药,具有降低血黏度、抗凝、抗血栓、促进纤溶、改善微循环等作用。丹参具有明显降低急慢性肝损伤动物血清转氨酶活力、促进肝细胞再生、抑制胶原纤维增生、防止实验性肝硬变发生的作用,还可以促进已形成的胶原纤维降解和肝纤维的重吸收[9]。丹参对肾间质纤维化影响的研究报道较少。彭佑铭等[10]发现,丹参注射液可降低阿霉素大鼠肾皮质Ⅳ型胶原和层黏连蛋白的含量,减轻阿霉素所致肾小球硬化的程度。丹参的水溶性成分之一丹酚酸A可抑制小鼠成纤维细胞的增殖,降低成纤维细胞内胶原的合成率,是丹参抗纤维化的有效成分之一[11]。通过结扎单侧输尿管建立肾间质纤维化动物模型的研究显示,丹参注射液可降低梗阻侧大鼠肾脏TGFβ1 mRNA和蛋白的水平、下调α平滑肌肌动蛋白的表达、减轻相对间质容积的增加、减少Ⅰ型胶原的沉积,从而延缓肾间质纤维化的产生[12]。

本实验结果表明:DN大鼠肾脏中TGFβ1、CTGF、PAI1等细胞因子的表达明显增高,同时伴有肾脏结构与功能的改变,说明在DN早期,这些细胞因子生成增多,一方面促使肾小球体积增大、滤过面积增加,从而导致DN时肾小球高滤过的发生;另一方面,可造成ECM的大量沉积,致使肾小球滤过屏障受损而出现蛋白尿。丹参治疗组大鼠TGFβ1、CTGF、PAI1等细胞因子表达较DN模型组则有明显下降,说明丹参可显著降低DN大鼠肾脏TGFβ1、CTGF、PAI1等细胞因子的表达水平、减少ECM的沉积、缩小肾小球体积、减少尿白蛋白的排泄,从而起到较好的保护肾脏的作用。

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10 彭佑铭, 刘伏友, 罗季安, 等. 丹参及生脉液对阿霉素所致大鼠肾小球硬化的实验性治疗作用[J]. 湖南医科大学学报, 1999, 24(4): 332334.

肾脏纤维化篇8

【糖尿病肾病;肾小管间质纤维化;转化生长因子;结缔组织生长因子

糖尿病肾病(DN)是糖尿病主要的慢性并发症之一,其已成为导致终末期肾衰竭的主要原因。过去的探究认为糖尿病肾病的病变主要是肾小球的硬化。但近期的大量探究,已证实糖尿病肾损伤同时也发生在肾小管。探究证实在各种继发性及原发性肾小球疾病中,肾小管间质病变程度是反映肾功能下降严重程度和判定预后最重要的指标[1]。糖尿病肾病发病机制非常复杂,主要是遗传因素、长期的糖代谢紊乱、血液动力学改变、蛋白尿,及炎症因子、细胞因子、激素等因素综合功能的结果。近年来大量的实验证实,细胞因子和糖尿病肾病的病理变化及临床表现密切相关。在高糖、蛋白尿、慢性缺氧等因素的功能下肾组织中的一些细胞因子异常表达从而加重其病理损害。本文主要针对和糖尿病肾病肾小管间质损害有关的细胞因子进行综述。

1糖尿病时肾小管间质的变化

糖尿病肾病的病理特征主要表现为早期肾脏肥大,肾小球和肾小管基底膜的增厚,随着病程进展,可逐渐发展为肾小球细胞外基质进行性积聚,肾小管间质纤维化,而最终发展为不可逆性肾组织结构毁损。正常的肾小管上皮细胞(TEC)具有旺盛的代谢活性和潜在的增殖能力,并能分泌多种细胞因子。糖尿病患者在尿糖、蛋白尿和慢性缺氧等因素的功能下,其TEC极易发生结构和功能损伤。因TEC和尿液直接接触,尿液中的蛋白、细胞因子等有害物质可直接引起TEC损伤、活化及表型转化,并释放多种炎症因子和生长因子。而肾小管上皮细胞损伤后的改变被认为是肾间质纤维化的起始因素[2]。主要因为TEC在结构上和肾间质紧密相连,损伤的TEC可直接参和间质炎症、纤维化,或通过吸引间质炎症细胞浸润和促进间质固有细胞增殖而在间质纤维化过程中起重要功能。肾小球蛋白高滤过造成的肾小管的蛋白负荷为诱导间质炎症的关键信号;蛋白质等大分子物质过滤至肾小管,导致溶酶体破裂、能量供给降低,并且一些特定成分可直接损伤小管细胞,从而造成小管间质病变[3]。同样,Mark也认为和肾小管接触的蛋白尿将会引起小管四周炎症及纤维化[4]。此外,糖尿病患者处于一种慢性低水平的炎症状态。体内有多种生长因子参和炎症反应,并功能于极性很强的小管上皮细胞,使细胞间紧密连接消失、极性破坏,小管上皮细胞的屏障功能减弱,加速细胞外基质沉积,导致间质纤维化[5]。由此可见,肾小管间质纤维化已成为糖尿病肾病自然发展的必然趋向。

2转化生长因子-β(Transforminggrowthfactor-beta,TGF-β)

TGF-β是一个多潜能的生长因子,由多种细胞分泌的、具有多重生物学效应的细胞因子。TGF-β在哺乳动物体内主要存在三种同分异构体TGF-β1、TGF-β3、TGF-β2,各异构体的生物学特征基本相同。但在肾脏,TGF-β1表达的最多,主要在肾小管上皮细胞和肾小球。TGF-β1主要通过自分泌及旁分泌发挥生物学功能,它通过控制细胞周期G1期向S期转化来抑制细胞增生、诱导细胞肥大;同时它能增加肾小球上皮细胞、系膜细胞、肾近曲小管上皮细胞和成纤维细胞ECM蛋白分子的合成,抑制基质降解蛋白酶如胶原酶的合成,阻止ECM的降解,结果使ECM成分稳定升高。在长期的高糖环境培养下,Fraser等发现近曲小管上皮细胞的TGF-β1的转录被激活,同时也激活了血小板衍化生长因子(PDGF)的受体,以致增强了对内源性的PDGF的反应,而并不刺激PDGF的合成。而且糖诱导下的TGF-β1的转录增加,同时PDGF介导下的TGF-β1的表达也增加。此外,还发现PDGF对TGF-β1的表达有协同功能。从而证实了在DN的发展中高糖对致纤维化因子TGF-β1合成的各个环节进行调节[6]。探究显示,在DN小管间质纤维化过程中,TGF-β1参和了有关细胞外基质(ECM)堆积及细胞肥大的各大环节摘要:TGF-β1可刺激ECM中层粘蛋白、纤维连接蛋白(FN)、Ⅳ型胶原等多种成分合成增加,而且TGF-β1不仅可抑制和ECM成分降解有关的基质金属蛋白酶(MMPs)的表达及活性,还能通过增加MMP抑制物的表达及活性,减少ECM的降解。另外,TGF-β1还可使间质纤维原细胞转化为肌成纤维细胞,导致ECM过度产生,小管间质纤维化[7]。Li等认为TGF-β1可能在肾小管间质纤维化进程中经Smad信号转导通路调节表达肌成纤维细胞表型的基因的转录,促发TEC向成纤维细胞转化发生,促进肾间质纤维化[8]。Han等在短期内给STZ所致的糖尿病大鼠模型持续皮下注射TGF-β1反义寡核苷酸液(ODN)可以明显地减少TGF-β1蛋白水平,减缓肾脏的重量增长,降低细胞外基质mRNA的水平;在体外实验中TGF-β1ODN可以减轻高糖所致近曲小管肥大[9]。在db/db糖尿病小鼠模型中,予TGF-β抗体可以成功地阻止细胞外基质表达和肾功能损伤[10]。所以,在糖尿病肾病中TGF-β1可能通过介导肾脏肥大,细胞表型转化,增加细胞外基质,抑制基质降解酶合成及活性等功能,而加速肾间质纤维化,导致肾功能受损。

3结缔组织生长因子(Connectivetissuegrowthfactor,CTGF)

CTGF最初是从人脐静脉内皮细胞中分离纯化获得的一种富含半胱氨酸的生长调节因子。CTGF基因属于CCN家族。人的CTGF基因定位于6q23,为单体分泌蛋白,相对分子质量约为36KD或38KD,两者N端结构不同。CTGF存在于心、脑、肾、肝、子宫、胎盘、胰腺、结缔组织等多种组织器官中,在肾脏中含量最高。在正常肾脏组织中,肾小球壁层、脏层上皮细胞及一些间质细胞均可分泌少量CTGF,在肾小管间质炎症时,CTGF的来源主要由成纤维细胞及肾小管上皮细胞转化而来的成肌纤维细胞。目前认为,CTGF在细胞的增殖、分化、胚胎形成和损伤的修复中起着重要调节功能。高血糖本身可以引起CTGF的表达和合成增多,此外还可以通过刺激TGF-β的产生,而上调CTGF的表达和分泌。糖基化终末产物可以使人类肾脏基质细胞中的CTGF上调;另一部分实验,在糖尿病大鼠中予AG(糖基化终末产物形成抑制剂)治疗可以预防CTGFmRNA及其蛋白水平的增加[11]。在0kada等的实验中,抑制肾小管上皮细胞CTGF的表达,虽然不能影响TGF-β1mRNA的水平,但可以使基质蛋白的mRNA水平降低,并减轻肾间质纤维化[12]。Wang等在糖尿病鼠的近曲小管、皮质和髓质远曲小管及状集合管都观察到CTGFmRNA表达,且含量明显增多,但在非糖尿病鼠却未见上述现象[13]。McLennan等认为CTGF介导高糖对ECM降解的抑制功能[14],在肾小管间质纤维化中发挥功能。此外,CTGF可增加细胞外基质及纤维原细胞;介导TGF-β致细胞肥大的功能;介导TGF-β致上皮细胞转型表达的功能,刺激肾小管上皮细胞向肌成纤维细胞转分化,而CTGF反义寡核苷酸的导入可有效抑制TGF-β诱导的转分化过程[15]。同样,Yokoi等人通过CTGF的抑制剂也减轻了肾脏间质纤维化的程度[16]。总之,CTGF作为TGF-β致纤维化的下游调节因子,在许多方面介导TGF-β的致纤维化功能,其在糖尿病肾病中起重要的功能。

4血小板衍化生长因子(Platelet-derivedgrowthfactor,PDGF)

PDGF是一种多肽,可由多种细胞经刺激产生。它由两条高度同源的肽链即A链、B链通过二硫键连接而成,分子量约为30KD,存在3种形式摘要:PDGF-AA、PDGF-BB、PDGF-AB。PDGF的生物学效应为摘要:(1)促进成纤维细胞、神经胶质细胞、平滑肌细胞、上皮细胞及内皮细胞增生;(2)刺激成纤维细胞、血管平滑肌细胞、中性粒细胞和单核细胞的趋化性;(3)引起血管收缩等。糖尿病状态下存在肾组织局部糖代谢紊乱。高糖可刺激葡萄糖转运子1(GLUT1)的表达和活化,促进葡萄糖进入细胞内,而细胞内高糖可诱导PDGF产生,后者进一步刺激GLUT1的表达和活化。促进更多的葡萄糖进入细胞内,形成恶性循环,促成糖尿病肾病的发生。此外,PDGF可通过和转化生长因子之间的相互功能促进DN的发生、发展。如前所述,近端肾小管上皮细胞可通过分泌细胞因子TGF-β1在肾间质纤维变性的发生中起重要功能,而其分泌受高血糖和PDGF的调节。同时,TGF-β1调节PDGF受体的表达和分泌。实验已证实糖尿病时肾小管间质内PDGF的表达增加。Kelly等发现用链脲佐菌素诱导的糖尿病鼠和糖尿病病人,其肾小管间质内PDGF-B链mRNA表达较正常增高近5倍,采用原位杂交也可见肾小管上皮细胞内PDGF-B链mRNA表达升高,使用AGEs(晚期糖基化终末产物)抑制剂氨基胍后可显著降低PDGF-BB的水平[17]。PDGF除引起肾小球系膜细胞增生和ECM积聚外,还可引起肾小管及其间质的病变。Wang等通过对24~30周病程的糖尿病鼠肾单位微穿刺检查也发现近端小管中PDGF表达升高,而水平升高的PDGF-BB能功能于肾小管间质肌成纤维细胞,诱导其产生胶原纤维Ⅲ,从而引起肾小管间质的纤维化,加重肾脏的硬化[18]。总之,PDGF通过使细胞增生,ECM积累,纤维细胞表达,和TGF-β相互功能等方面在糖尿病肾病的发生、发展中起着重要的功能。

5单核细胞趋化因子1(Monocytechemoattractantprotein,MCP-1)

MCP-1属于趋化因子家族中的β类趋化因子(趋化因子是一些分子量相对较低的蛋白质)。其可由体内多种细胞产生,包括内皮细胞、平滑肌细胞、单核细胞、系膜细胞等。MCP-1有两种分子量分别为15kD和13kD的蛋白质,分别称之为MCP-1α和MCP-1β。MCP-1的主要功能是趋化和激活单核-巨噬细胞,它对单核细胞的趋化功能在C-C亚族趋化因子中占绝对优势;另外还刺激单核细胞产生呼吸爆破和钙离子释放。此外MCP-1可趋化和激活嗜碱性粒细胞,使其释放组胺。Wada等发现DN患者尿中MCP-1水平的升高和肾间质纤维化及肾小管萎缩的程度相一致,也和肾间质中CD68阳性单核巨噬细胞数具有显著相关性[19]。因此,认为局部产生的MCP-1参和了DN的发展,尤其通过单核巨噬细胞的聚集和活化导致肾小管间质损害。进一步的临床试验探究发现,大量蛋白尿的患者尿中MCP-1平均水平明显高于正常蛋白尿及微量蛋白尿者,且尿MCP-1排泄水平和尿中白蛋白及N-乙酰-β-氨基葡萄糖苷酶(NAG)的排泄水平呈正相关,提示尿MCP-1由肾小管细胞产生释放入尿液,产生的MCP-1进一步参和肾小管损害[20],说明大量蛋白尿通过增加肾小管表达MCP-1,从而加速DN进展。

6肝细胞生长因子(hepatocytegrowthfactor,HGF)

HGF又名离散因子(sactterfactor,SF)属不耐热多糖蛋白。其前体由728个氨基酸残基组成单链,是无活性的,经蛋白酶水解功能产生具有生物活性的异二聚体,成熟的HGF蛋白分子由α链(分子量为68kD)和β链(分子量为34kD)通过二硫键相连接。探究已证实,HGF是一种非组织特异性生长因子,是目前已知生物活性最广泛的生长因子之一,其可以刺激多种上皮细胞和内皮细胞进行有丝分裂、运动以及小管形态的发生[21]。对正常肾脏HGF的功能主要是保留和维持肾脏细胞的表型和分化状态。大量探究表明肝细胞生长因子的减少和肾小管间质纤维化密切相关。探究发现在高血糖的功能下HGF的表达存在时间特异性摘要:高血糖这个有害信号刺激细胞后,使得细胞发生损伤,诱导机体发生一过性防御反应,早期HGF/c-Met快速上调,可以促进细胞有丝分裂,对损伤的细胞进行修复;而随着高血糖的持续稳定的功能,细胞产生防御反应的能力下降,HGF/c-Met表达逐渐降低,而且伴随着TGF-β等生成增多,使细胞外基质蛋白表达增多并抑制其降解,造成细胞肥大,最终导致肾脏纤维化[22]。在糖尿病肾病动物模型C57BL/KSJ-db/db(db/db)鼠12W时连续肌肉注射HGF12周后发现,其在不影响糖代谢功能的前提下,HGF通过减少小管上皮细胞的凋亡及表型转化、增加基质的分解,以及抑制TGF和CTGF上调及抑制TIMP(组织基质金属蛋白酶)抑制因子表达,从而抑制糖尿病时肾小管间质病变,明显的改善了肾功能[23]。同样,Dai等的实验中证实HGF可以减轻糖尿病肾病时肾脏肥大,肾脏内转化生长因子的表达,以及肾小管上皮细胞的凋亡,从而对糖尿病肾病起保护功能[24]。总之,通过体内外实验可以证实,肝细胞生长因子通过对抗一些促纤维化的生长因子(TGF等)的功能对糖尿病肾病起保护功能。

7表皮生长因子(Epidermalgrowthfactor,EGF)

EGF在体内合成的主要器官之一是肾脏,Henle’s袢升枝厚壁段和远曲小管是EGF合成的主要部位,肾小球内浸润的单核细胞和血小板也能释放EGF。EGF可以刺激上皮细胞增殖。Wassef等给STZ诱导的SD糖尿病大鼠予以EGF受体抑制剂PKI166(100mg/kg·d)2天和3周后,通过检测增殖细胞核心抗原(PCNA)反映肾小管上皮细胞增殖并测量肾重,结果发现,干预2天和对照组相比,EGF受体抑制剂显著减少肾重及肾小管上皮细胞增殖(P<0.01)干预3周和对照组相比,EGF受体抑制剂还可明显降低肾小管上皮细胞的硬化(P%26lt;001)[25]。由此可见,EGF参和了DN的发展,促进了TEC的改变。

8骨桥蛋白(Osteopontin,OPN)

OPN具有组织细胞特异性,能以多种不同的成熟形式存在于不同的组织细胞及正常体液中。肾脏为表达OPN的主要器官之一。在正常成人肾脏切片中可见,OPN主要表达于肾小管(包括近曲小管、远曲小管、髓袢升支粗段)及一些集合管上皮。OPN启动子存在高糖及葡萄糖胺的反应元件,提示高血糖及葡萄糖胺可诱导OPN的表达。体外培养的人近端小管上皮细胞在高糖环境下可经磷脂酰肌醇-3激酶(PI3K)途径诱导OPN表达[26]。另一实验显示肾小管及系膜细胞在缺氧环境下OPN表达上调,并且和高糖上调OPN的功能相协同,促进Ⅳ型胶原合成[27]。

9总结

肾小球和肾小管肥大是DN早期的主要病理表现,而肾小管间质纤维化更是DN进展为肾衰竭的主要因素。由于高糖等因素刺激导致TGF-β、CTGF、MCP-1、HGF、PDGF等多种细胞因子异常分泌,直接或间接促进成纤维细胞增殖,诱导Ⅰ型、Ⅳ型胶原和FN的合成,促进ECM堆积;并且细胞因子间的失衡使间质炎症细胞浸润和间质固有细胞增殖、ECM积聚。由于细胞因子形成网络系统而使该功能放大,因此细胞因子在DN发病机制中具有重要功能。因此,寻求恢复细胞因子间平衡、阻止细胞因子失衡而继发肾间质纤维化的手段,将成为今后防止DN持续进展的新途径。

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肾脏纤维化篇9

肾间质纤维化(renalinterstitialfibrosis,RIF)是慢性肾脏疾病发展至终末期肾衰竭的共同途径及病理基础,以肾小管萎缩,大量炎性细胞浸润,肌成纤维细胞活化,导致细胞外基质成分(extracellularmatrix,ECM)过度堆积而取代正常肾脏结构,造成肾功能不全与丧失为特征[1]。近年来对肾间质纤维化机制的不断深入研究,发现TGF-β1/Smad及其介导的小管上皮细胞向间充质细胞转分化(epithelialtomesenchymaltransition,EMT)与肾间质纤维化有着密切的关系,而BMP-7是一种内源性肾脏保护因子,具有显著的抗纤维化作用。现就TGF-β1/Smad/BMP-7信号转导通路机制与相关中医药干预研究综述如下:

1TGF-β/Smad/BMP-7信号通路成员的结构及生物学特性

1.1TGF-β及其受体的结构和生物学特性转化生长因子β(transforminggrowthfactorβ,TGF-β)是多效能细胞因子,1978年被Delaro和Todaro首次发现,它可以诱导ECM蛋白在间质细胞表达,刺激产生蛋白酶抑制剂阻止ECM酶解。若TGF-β过度表达可以形成组织纤维化。TGF-β有5种异构体,其中TGF-β1-3存在哺乳动物中[2],以TGF-β1表达量最高,它以无活性形式存在于组织中,能被组织局部的血栓素A2、酸性因子、纤溶酶及凝血酶原激活物激活,产生两条分子量为12500的多肽链,通过二硫键结合形成同源二聚体,以二聚体形式存在的TGF-β方具有生物活性。Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型受体是目前研究较多的属跨膜丝氨酸/苏氨酸激酶TGF-β受体,其中Ⅱ型受体能单独结合TGF-β。Ⅱ型受体与配体结合后又可吸引Ⅰ型受体,并使其磷酸化而传递信号。

1.2Smad分子结构和及功能Smads家族是TGF-β家族信号转导通路中的胞质递质。Smad蛋白是TGF-β受体后下游的信号转导因子,Smads在整个发育过程及所有的成熟组织中广泛表达[3]。哺乳动物Smads目前发现有8种,即Smad1-Smad8。Smad蛋白在TGF-β受体信号转导中的作用可分为3类,Ⅰ类Smad是受体激活的Smad(R-Smad),包括Smad1-3、5、8、9,能直接与Ⅰ型Ser/Thr激酶受体结合而被受体丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(PSTK)磷酸化而激活;Ⅰ型受体激活的PSTK能特异的磷酸化Ⅰ类Smad,它们与辅Smad形成二聚体转入核内与DNA结合转录因子,形成活性的转录复合物,促进靶基因的转录。Ⅱ类Smad为辅Smad(co-Smad),有Smad4。它虽然不是受体的直接底物,但能通过与Ⅰ类Smad形成二聚体,参与TGF-β信号转导,调节靶基因转录[4]。Ⅲ类Smad蛋白是抑制性Smads(I-Smads),包括Smad6和Smad7,已在肾脏中有发现[5-6]。I-Smads可与TGF-βⅠ型受体结合,但因缺乏关键性的磷酸化受点而阻止R-Smads磷酸化。

1.3BMP-7结构及功能BMP-7又称骨蛋白-1(osteogenicprotein-1,OP-1),主要在肾、骨组织中表达,单体有7个半胱氨酸残基,其中6个半胱氨酸残基形成3对二硫键,另外一个用于形成链间的二硫键,借此连接两条多肽链而形成有活性的二聚体形式。BMP-7参与细胞内信号传导、调节细胞增生、分化和凋亡、调控组织发育和形态维持。成熟而有活性的BMP-7是一种同源二聚体糖蛋白,BMP-7可以释放到细胞外与机体各处靶细胞表明特殊的受体结合,介导Smad细胞间信号,激活特殊的基因发挥作用[7]。BMP-7是内源性抗肾纤维化的调节因子,作为正调节因素的对应物,有制约肾纤维化的作用[8]。

2TGF-β/Smads信号通路转导机制

Smads蛋白是将TGF-β信号从细胞外转导到细胞核内的关键步骤。TGF-β首先在细胞外与TGF-β受体Ⅲ结合形成复合物,TGF-β直接与受体Ⅱ结合或被传递给处于自动磷酸化的受体Ⅱ,形成二元复合物,随后磷酸化激活受体Ⅰ[9],形成三元/二元复合物,使靶细胞内与膜受体偶联的GS区活化而形成信号复合物,活性TGF-β受体Ⅰ的激酶区直接使Smad2/3MH2结构域的SSXS基序磷酸化,进一步与Smad4形成异源寡聚体复合物,转移到细胞核与其他转录因子共同调节相应靶基因转录。Smad6-7能牢固的与TGF-β受体Ⅰ结合使Smad2/3无法磷酸化而阻断信号转导通路。

3BMP-7与肾纤维化

BMP-7能够保持肾脏电解质平衡,抑制血管钙化,在肾脏发育中起到重要的调节作用。大量研究表明其在抗肾纤维化方面起着重要的作用,是重要的抑制肾纤维化的细胞因子,其活性减低是促使肾纤维化发生的机理之一[10]。Biyikli等[11]研究发现在实验性慢性肾盂肾炎中,BMP-7的表达减少是持续肾脏损害导致纤维化的因素之一。Tuglular等[12]研究认为环孢素A诱导的肾毒性与肾脏BMP-7表达减少有关。在多种急慢性肾损伤模型中都明确显示BMP-7可通过阻止炎症和纤维化改善损伤严重程度。

4TGF-β/Smad信号转导通路与肾间质纤维化

大量研究表明,肾纤维化与TGF-β1的增多有密切关系,TGF-β1正常表达时起抑制炎症和细胞增生、调节细胞的生长、分化和免疫功能,过度表达则刺激系膜细胞、肾小管细胞、间质纤维细胞合成胶原、纤维链接蛋白和层粘连蛋白,刺激成纤维细胞增殖、促进细胞肥大和细胞外基质的积聚,抑制胶原酶转录、增加金属蛋白酶抑制物(TMPs)合成纤溶酶原激活物抑制因子-1基因的表达,介导Ang-Ⅱ、血小板源性生长因子(PDGF)、结缔组织生长因子(CTGF)的致纤维化作用,介导肾小管上皮细胞向间充质细胞转分化[13]。

5中医药对TGF-β/Smad/BMP-7信号转导通路的干预

近年来以中医药干预TGF-β/Smad信号转导通路的研究日趋深入,冯胜刚[14]等通过研究发现三七总皂苷能有效减轻UUO大鼠肾小管间质的损伤,三七总皂苷从基因、蛋白水平抑制TGF-β1、p-Smad2/3的表达而发挥抗肾间质纤维化的作用;丁樱[15]等认为清热止血颗粒可以通过下调Smad2/3、Smad4,升高Smad7表达,进而对TGF-β1/Smad信号转导通路起干预调节,抑制系膜增生。王芳[17]等试验研究表明鱼腥草对糖尿病肾脏组织有明显的保护作用,认为机制可能与降低肾脏TGF-β1表达,增加BMP-7的表达有关。郭立芳[7]等通过试验研究表明化瘀泻浊方对上调BMP-7有上调作用,可起到减少肾纤维化面积及改善病理损害的作用。

6讨论

肾间质纤维化的研究已进入分子生物学水平,近年来,中医药研究干预TGF-β1/Smad信号通路的激活,目前研究较多的是血管紧张素系统、正反馈调节因子包括Smad2、Smad3、CTGF、负反馈调节因子包括BMP-7、HGF、Smad7以及阻断TGF-β1旁路激活系统等,大量研究表明中医药在抗肾纤维化方面具有多途径、多靶点的优势,临床观察亦可发现中医以补肾健脾、泻浊化瘀、清热解毒之品治疗慢性肾功能衰竭方面起到良好疗效。但是研究过程中存在不够深入的问题,我们应该充分肯定中医药肾纤维化中的作用及独到优势,但在科研探索路上有待进一步深入研究,阐明作用靶点及作用机制,以便临床治疗的推广运用。

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肾脏纤维化篇10

【关键词】 系膜细胞;TNF-α;NF-κB;肾小球纤维化

肾纤维化是大多数免疫和非免疫性肾脏疾病的共同病理特征,是多种肾脏疾病进行性肾功能丧失的最后通路。当肾纤维化已经启动后,若不给予适当的治疗,那么即使在起始致病因素去除后纤维化仍会进行,这说明继发性机制在后续肾损伤中起着重要的作用[1,2]。近年来由于细胞分子生物学技术的发展,推动了对肾脏细胞生物学研究的深入,从而证实肾脏细胞的活化增殖对进展性肾病的发生、发展有着重要的影响。而在慢性进展性肾小球疾病中,肾小球固有细胞不但是受害的靶细胞,而且通过细胞活化产生多种细胞因子、生长因子等活跃的调节分子参与疾病的发展过程。它们可以直接合成ECM,也能够产生蛋白酶调节ECM的代谢。

1 肾小球系膜细胞

系膜细胞是维持正常肾小球结构和功能需要的三种肾小球细胞之一,目前已知系膜细胞至少有2种,一种是平滑肌样细胞,占绝大多数,为肾小球固有细胞;另一种是Ia-阳性的吞噬细胞,为骨髓源性细胞。肾小球系膜细胞是多种细胞因子的分泌源,同时又是多种细胞因子作用的主要靶细胞,具有许多重要的生理功能,如分泌细胞基质,产生细胞因子,通过收缩与扩张作用,参与肾小球血流动力学的调节,其所具有的吞噬功能又使它在肾小球系膜区大分子物质的清除中扮演重要角色,此外它还参与免疫调节功能,是肾小球中功能最为活跃的一类固有细胞。正常情况下,肾小球系膜细胞仅行使收缩、吞噬及维持基质的正常代谢等功能。在病理情况下,系膜细胞可通过自分泌或旁分泌形式释放多种细胞因子,使细胞外基质产生增加,而某些高浓度的细胞因子又反过来促进系膜细胞的增殖,进而加重肾小球的损害。系膜细胞是分泌产生细胞外基质的主要细胞之一,而系膜基质聚集则是肾小球硬化机制的关键。

系膜细胞损伤后,细胞及基质发生一系列的改变,参与肾小球纤维化的形成,包括表型转化、系膜细胞的过度增生、系膜基质产生过多和降解减少、系膜细胞异常凋亡等。(1)表型转化:在病理情况下,损伤后的系膜细胞由静止状态转而表现为细胞增殖活跃,表达a-平滑肌肌动蛋白和胎儿型肌球蛋白,具有了肌纤维细胞样特性,增强合成ECM蛋白,引起细胞外基质增多。(2)系膜细胞的过度增生:表型转化后的系膜细胞,可导致各种细胞因子释放增加,一方面导致系膜细胞过度增生以及基质合成显著增加以及降解减少;同时导致其他各种固有细胞损伤,肾小球损伤进行性发展。(3)系膜基质产生过多和降解减少:肾小球固有细胞产生或者调节的TGF-β、结缔组织生长因子、降解酶以及其抑制系统等共同作用导致:①ECM合成增加;②降解减少;③ECM的沉积[3]。(4)系膜细胞异常凋亡:系膜细胞过度凋亡可能是晚期肾小球纤维化肾小球细胞丢失的主要原因。慢性肾病时多种致病因素,如脂质异常、RAS作用过强和高血糖等,均可诱导系膜细胞凋亡。

Border把肾小球硬化的病理特点归纳为:(1)系膜基质的增多或系膜区增宽;(2)GBM增厚及不规则;(3)肾小球毛细血管襻的闭塞并伴滤过面积减少[4]。ECM从形态上分为肾小球基底膜及系膜基质两部分,实验研究可以看到系膜细胞及基质增多的相关性。系膜基质的生化成分包括Ⅳ型胶原、糖蛋白和蛋白多糖。体外培养证实肾小球的三种固有细胞均能产生ECM,其中以系膜细胞为最强,系膜细胞产生系膜基质,正常状态下产生和消除处在动态平衡,当系膜细胞或清除防御功能受抑制时,便可产生过多的系膜基质[5]。过量聚积的系膜基质可以导致毛细血管被挤压、闭塞、滤过面积减少,最终导致肾小球硬化的发生及肾功能衰退。系膜基质的聚积还可导致系膜清除功能障碍,使进入系膜区的致病因子不能被及时清除,而导致肾损害进一步加重。ECM通过与细胞膜上的特异受体整合素结合,对细胞的增殖、分化、物质合成等生物功能具有重要调控作用[6]。因此,ECM的异常聚积,也可导致细胞功能异常,加重肾脏损害。

肾小球系膜细胞及基质增多是多种类型肾小球疾病常见而又突出的病理形态学特征,是肾小球走向纤维化的重要因素之一,最终导致肾小球纤维化和间质纤维化。体内外多种物质包括内毒素、免疫复合物、糖基化终末产物、各种炎性介质和细胞因子都可导致肾小球系膜细胞增殖,而增生的系膜细胞分泌的ECM沉积,逐渐使肾小球纤维化。另外各种原发性病理损伤也可通过不同疾病类型特异的病理过程,使部分肾小球受到损害、功能性肾单位减少,进而引起肾小球发生一系列的代偿性改变,如系膜细胞肥大、增殖及细胞间质合成代谢加强等。这种肾小球系膜的代偿性变化的结果,反过来又会造成另一部分肾小球的损害、功能性肾单位进一步减少以及剩余功能性肾小球的进一步代偿,最终导致了肾小球硬化的肾脏病理改变[7]。越来越多的研究表明,一些细胞因子在肾小球这一继发性病理发展过程中起关键作用,而给予一些细胞因子的拮抗剂,如抗体,或抑制性的细胞因子可溶性受体,可有效地抑制肾小球系膜细胞在体内或体外的增殖以及系膜细胞间质成分的合成与分泌,防止动物实验模型中肾小球的继发性病理改变,使肾功能得到明显的改善。

2 肿瘤坏死因子-α

TNF是机体炎症与免疫的重要调节因子,且对人及动物肿瘤细胞有细胞毒性和细胞生长抑制作用,活化单核巨噬细胞产生的TNF称TNF-α,活化T淋巴细胞也可产生TNF称TNF-β,旧称淋巴毒素。TNF除了能引起体内某些肿瘤组织的出血坏死和体外直接杀伤某些肿瘤细胞外,还有许多生物学活性:(1)对肿瘤细胞的作用;(2)致热作用;(3)对白细胞的作用;(4)对内皮细胞作用;(5)对巨噬细胞/单核细胞的作用;(6)促进纤维母细胞增殖;(7)抑制脂蛋白脂酶活性;(8)抗感染作用;(9)抗病毒作用。近年来的研究表明,肾脏的多种细胞,包括肾小球系膜细胞近曲小管上皮细胞及肾脏中的血液细胞均可产生TNF-α[8]。Mathison等应用动物实验放射自显影方法研究显示,静脉注射已标记的LPS后,在肾脏中浓度较低。然而,静脉注射未标记的内毒素后,肾脏中TNFmRNA的表达量及时间较其他组织(包括肝脏)高且时间长[9]。Baudl等应用分子杂交Northern blot方法,进一步证实了未经刺激的系膜细胞有微弱TNF-αmRNA表达[10]。而系膜细胞给LPS激活后,TNF-α基因表达呈两条杂交带,一条粗带和一条窄带。至少1h后便才可测得TNF-α的活性,2h达高峰,以后便逐渐下降[11]。系膜细胞不仅在内毒素刺激下产生TNF-α,而且在补体片段,免疫复合物、血小板源生长因子、表皮生长因子、血小板活化因子及白细胞介素-1(IL-1)等刺激下也可分泌TNF-α[12]。TNF-α对系膜细胞有多种作用,通过许多不同途径影响系膜细胞的功能和结构:(1)TNF-α单独或与IL-1协同增加系膜细胞合成PGE2、PGE2a和6-keto-PGEIa;(2)诱导IL-1的产生;(3)活性氧的释放;(4)凝血机能的改变;(5)TNF-α有促进系膜细胞增殖的作用;1985年,Kobayashi观察,TNF-α浓度与系膜增殖性肾炎病理改变程度有关,提示TNF-α是导致系膜增殖性肾炎细胞增殖、硬化、疾病恶化的重要因素之一[13]。

转贴于 3 核因子-κB

NF-κB最早是从B细胞的核抽提物中发现的一种能与免疫球蛋白κ链基因的增强子κB序列特异性结合的核蛋白因子,因而称为NF-κB。NF-κB是一种具有多向性调节作用的蛋白质因子,参与基因尤其是与机体防疫反应有关的基因表达调控。除免疫细胞外,全身许多组织细胞,包括肾脏的组织细胞在内均存在NF-κB的转录调控。随着对NF-κB作用机制的更深入了解,更多的药物用于NF-κB的研究,将利于阐明某些疾病的分子机制。

肾小球系膜细胞增殖在各种肾小球疾病的发生发展中扮演着重要的角色,近年研究发现,NF-κB与肾小球系膜细胞增殖和分泌炎症因子密切相关。GuiJarroc等[14]发现体外培养的肾小球系膜细胞中NF-κB的活化能促进系膜细胞增殖,且对系膜细胞分泌的多种化学因子起着中心调节作用。有学者将NF-κB反义寡核苷酸经左肾动脉导入抗Thy1.1模型鼠中,发现可减少系膜细胞增生和TNF-α等细胞因子的表达[15]。近期研究证实,NF-κB能调节体外培养的系膜细胞分泌粘附分子,体内实验发现在脂多糖(LPS)诱导的小鼠中,抗氧化剂乙酰半胱氨酸在阻抑小鼠肾小球系膜细胞NF-κB活化的同时亦抑制ICAM-1的表达[16]。单核细胞趋化因子-1(MCP-1)是参与肾小球炎症的重要因子,文献报道肾小球系膜细胞内NF-κB活化与MCP-1表达显著相关,把NF-κB亚基蛋白的反义寡核苷酸片段转移至培养中的人类肾小球系膜可明显降低MCP-1mRNA的表达[14]。Ruiz[17]等报道,在实验性免疫复合物性肾炎,血管紧张素正是通过激活NF-κB促进MCP-1合成参与肾脏组织中单核细胞的募集反应,参与肾组织的炎症反应。上述研究提示,NF-κB与肾小球系膜细胞关系密切,通过调节NF-κB的活性可调控系膜细胞的增殖及其炎症因子的分泌。

TNF-α是NF-κB的重要诱导因子,参与构成NF-κB的正反馈环,TNF-α的表达不仅诱导NF-κB激活,而且由NF-κB活化对其进行转录调控。NF-κB活化后可增强TNF-α基因的转录,使TNF-α产生和释放增多,进而再次激活NF-κB产生级联瀑布效应加重与NF-κB相关疾病的恶化。另外TNF-α作为一种前炎症细胞因子可以自分泌和旁分泌的形式促进系膜细胞增殖,且可诱导系膜细胞分泌其他细胞因子,故两者在肾小球疾病向纤维化方向发展具有协同作用。是肾纤维化病理进程中一对重要的因子,有着十分重要的理论和现实意义。

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