足细胞损害与肾小球硬化

血流动力学在肾小球硬化的病理过程中起着重要作用， 表现为肾小球高滤过，肾血流量和肾小球毛细血管静水压力 增加。 血管紧张素Ⅱ（AngⅡ）可改变肾脏血流动力学，对肾脏 细胞发挥促肥大作用，最终通过直接机制或通过释放其它介 质导致肾纤维化。 Sigrid Hoffmann [5]对转基因大鼠研究发现， 在足细胞上的 AngⅡ受体 1 过度表达可诱导肾小球硬化的发 生。 Sheldon Chen1 等 [6] 对大鼠足细胞研究表明 AngⅡ通过 TGF-β 和 VEGF 信号通路促使足细胞产生Ⅳ胶原，从而导致 ECM 的积聚，促使基底膜增厚和蛋白尿产生。 同时 AngⅡ还 可 以 通 过 激 活 p38MAPK、抑 制 JNK，诱 导 足 细 胞 凋 亡 ，且 凋 亡效应能被 AngⅡ受 体 拮 抗 剂 所 拮 抗 。 AngⅡ诱 导 足 细 胞 凋 亡需足细胞暴露在 TGF-β 环境下，并且 其 凋 亡 是 与 TGF-β 呈剂量和时间依赖性。 这些研究表明 AngⅡ介导足细胞凋亡 可能是通过 TGF-β 来实现的， 是肾小球硬化的发病机 制 之 一。 另外研究还发现 AngⅡ还通过 AT1 型受体改变肾小球对 大分子的通透性， 该作用是通过改变足突在 GBM 上的运动 和裂孔蛋白的构象实现的，并不依赖于其对血流动力学的影 响。
Eun-Young Lee[3]对体外培养的足细胞研究表明 ，足 细 胞 ROS 表达增加在足细胞损伤的发病机制中起着重要作用。 由 ROS 诱导足细胞损伤而造成蛋白尿， 其机制可能是 ROS 通 过 化 学 诱 导 基 质 和 黏 附 分 子 改 变 (修 饰 )， 降 解 肾 小 球 乙 酰 肝 素硫酸 盐 、 使 肾 小 球 基 底 膜Ⅳ型 胶 原 富 含 赖 氨 酸 的 NC1 区 域发生交联、 破坏肾小球滤过屏障及活化了转录因子增强血 清蛋白的渗透性等作用,造成蛋白尿。 另 ROS 还可诱导抑制 因子-1 （PAI-1） 从内皮细胞释放和肾小管上皮细胞 PAI-1
转 化 生 长 因 子 （TGF-β）作 为 肾 小 球 硬 化 的 重 要 介 质 在 肾小球疾病的发病机制中起了 重 要 的 作 用 。 Ziyadeh FN[14]研 究表明 TGF 可能通过激活其下游丝 ／ 苏氨酸激酶受体(Smads) 或 丝 裂 原 激 活 蛋 白 激 酶 （MAPK） 家 族 信 号 通 路 而 调 节 多 种 基 因，如Ⅰ型胶原 、c-jun 及 JunB 等 的 转 录 ，参 与 肾 硬 化 的 各 个 环节，使足细胞增生、肥大、凋亡以及调节 ECM 代谢，是促肾 纤维化的重要介质。 Jinhua Li 对阿霉素肾病模型大鼠研究表 明 ： 尽 管 P38 MAPK 和 TGF-β1/Smad2 是 两 个 不 同 信 号 通 路，且在肾脏纤维化过程中各自起着重要作用，但二者对肾纤 维的发生发展具有协同作用。 联合使用 P38 MAPK 途径抑制 剂（SB203580) 和 TGF-β 受 体Ⅰ(ALK5) 阻 制 剂(ALK5I)可 明 显 减 弱 P38 MAPK 和 Smad2 的 活 性 ， 使 TGF-β1 生 成 减 少 及活性下降，使足细胞分泌 IV 胶 原 及 纤 维 蛋 白 的 表 达 减 少 、 同时抑制纤维细胞聚集 [15]。 Imke Peter 对转基因大鼠研究表 明，TGF-β 还可通过激活 IP3P/AKT 信号通路促使足细胞凋 亡，而足细胞凋亡是肾小球硬化的始动因素[16]。 另 TGF-β 还 可 以 改 变 基 质 金 属 蛋 白 酶 （MMPs）及 其 组 织 抑 制 剂 (TIMPs) 的活性，以及影响 α3β1 整合素的表达。
研究证实足细胞分泌的胶原成分参与了糖尿病肾病 GBM 增厚的病理生理 过 程 。 Xu ZG[9]等 报 道 ，高 糖 可 上 调 足 细胞周期蛋白依赖性蛋白激 酶 抑 制 剂 P27(Kip1)mRNA 和 蛋 白水平，促进足细胞肥大。 Christiane Rüster[10]用终末糖基化产 物 修 饰 的 牛 血 清 白 蛋 白 （AGE-BSA）作 用 与 培 养 的 足 细 胞 后 观 察 其 生 长 及 P27(Kip1)表 达 的 情 况 时 发 现 ，AGE-BSA 诱 导 的足细胞肥大和损伤是通过 P27(Kip1)相关机制介导的，该效
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表达的上调。 而纤溶酶原活化 PAI-1 在阻碍肾小球细胞外基 质的降解中有重要作用。 ROS 与抗氧化防御机制之间的失衡 是肾病综合征足细胞损伤的重要机制。 有人用抗氧化酶 (AOE)处理 PAN 诱导的大鼠肾病综合征动物模型发现，AOE 可以明显抑制病变的产生， 提 示 足 细 胞 损 伤 可 能 由 ROS 介 导产生。 Martin F. Bek[4]等研究表明 ROS 分子可减少 integrin 的表达且 呈 时 间 依 从 性 ， 而 integrin 对 维 护 足 细 胞 形 态 和 粘 附性起着重要作用。 2.1.2 血流动力学因素
足 细 胞 与 GBM 相 连 的 蛋 白 整 合 素 (integrin)主 要 是 以 α3β1 二聚体的形式存在，足细胞通过整合素与 GBM 相黏附, 在调控足细胞的粘着、迁移、分化中起着重要作用。 同时还参 与足细胞与肾小球基底膜之间的信号传递。 Cachen 等[1]研究 表明在 FSGS 形态学发生改变之前，足细胞表达的 α3β1 整合 素 亚 单 位 就 明 显 减 少 ，α3β1 整 合 素 的 表 达 减 少 与 足 细 胞 丢 失、肾小球硬化密切相关。
位 于 SD 上 的 蛋 白 位 于 SD 上 的 分 子 有 nephrin、 podocin 等。 它们对维持 SD 复合体完整性和足细胞形态是必 不可少的。 Nephrin 是由足细胞合成的跨膜蛋白。 可诱导有 丝分裂激活蛋白激酶 P38 和 JNKN 的活性， 进而激活 AP-1 转录因子的活性 ，提 示 nephrin 不 仅 是 结 构 蛋 白 ，还 是 信 号 分 子。 Nephrin 作为引起先天性肾病综合征(芬兰型)的致病基因
1 足细胞生理学特性及相关蛋白
1．1 足细胞生理学特性 足细胞位于肾小球基底膜(GBM)的最外层，呈多突状。 按
结构和功能不同分为三个部分：细胞体、主突和足突。 主突的 微管连接着足突中以肌动蛋白为主的细胞骨架系统来维持 和改变足细胞的形态，调节足突的运动。 足突膨大如足，相邻 足细胞的足突交叉形成 裂 孔 隔 膜(slit diaphragm，SD) ，成 为 肾 小球滤过膜的最后屏障。 足细胞表面覆盖有一层带有负电荷 的唾液酸糖蛋白，是参与维持肾小球滤过膜电荷屏障的物质 基础。 足细胞通过表面广泛分布的整合素将其与细胞骨架紧 密地连接在基底膜和相邻的毛细血管上，所以具有稳定肾小 球 毛 细 血 管 ，维 持 肾 小 球 滤 过 屏 障 ，调 节 超 滤 系 数 kf 以 及 保 持 GBM 的正常形态的功能。 1.2 足细胞相关蛋白
位于足细胞顶部的蛋白成分 Podocalyxin 是足细胞 表 面 的 主 要 负 电 荷 物 质 ， 和 SD 一 起 构 成 了 肾 小 球 滤 过 屏 障 。 podocalyxin 通 过 接 头 蛋 白 NHERF2 及 Ezrin 与 细 胞 骨 架 肌 动蛋白连接，调 节 足 突 结 构 和 功 能 。 Podocalyxin 具 有 阻 止 细 胞-细胞之间或细胞-基 质 黏 附 的 作 用 ，从 而 在 维 持 SD 完 整 性方面起至关重要作用。
作 者 简 介 ：吴 永 耀 (1978-)，男 ，住 院 医 师 ，硕 士 生
(NPHS1 突 变)的 产 物 ，无 nephrin 表 达 ，电 镜 下 SD 也 完 全 消 失 ，并 产 生 严 重 的 蛋 白 尿 ，提 示 nephrin 与 蛋 白 尿 关 系 密 切 。 Podocin 作 为 膜 脂 的 一 部 分 ，含 有 丰 富 的 胆 固 醇 和 神 经 鞘 脂 ， 与信号分子和信号事件有关。 有研究发现 编 码 podocin 的 基 因(NPHS2)突变可以造成足细胞损害。 Farid Nakhoul[2]对阿霉 素 肾 病 模 型 大 鼠 给 予 血 管 紧 张 素 转 换 酶 抑 制 剂 (ACEI) 之 后 发 现 ACEI 具有稳定 nephrin 、podocin 蛋白作用，从而阻止蛋白 尿的发生。
第 6 期 吴永耀等：足细胞损害与肾小球硬化
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论著
足细胞损害与肾小球硬化
吴永耀 综述，曹 灵 审校 （泸州医学院附属医院肾内科，四川泸州 646000）
中图分类号 R692.6
文献标识码 A
文章编号 1000-2669（2008）6-0665-04
பைடு நூலகம்肾小球硬化是多种肾脏疾病发展的最终结局，是以进行 性 的 细 胞 外 基 质 (ECM)堆 积 和 肾 小 球 固 有 细 胞 成 分 的 减 少 为 特征。 机械因素、代谢因素以及多种调节分子等都与肾小球 硬化的发生发展密切相关。 足细胞是一种高度分化的细胞， 分裂增殖能力有限，因此一旦损伤丢失，就很难再生。 近年来 随着多种足细胞标记蛋白的发现，国内外对足细胞在肾小球 硬化中的研究日趋增多，大量研究提示足细胞损伤与缺失与 肾小球硬化的关系密切，本文就近年来有关足细胞损伤引起 肾小球硬化发病过程中的机制，作简要综述。
2 足细胞损伤与肾小球硬化
足细胞损伤在肾小球硬化的起始和进展中起关键作用， 是各种肾小球疾病发展到终末期的共同通路。 有研究表明选 择性的损伤肾小球系膜细胞很难诱导肾小球硬化。然而，针对 胚胎和成年动物的足细胞及肾小球内皮细胞损伤可以明显促 使肾小球硬化的发生。 2.1 足细胞损伤
众多因素可以引起足细胞损伤。这些因素包括：活性氧基 团(Ros)、血流动力学异常（如 AngⅡ、机械应力）、代谢因素(如 高血糖)、细胞因子、足细胞膜抗原的抗原抗体反应(如膜性肾 病 、补 体 激 活)、毒 素 与 药 物 、感 染(如 HIV)及 遗 传 因 素 如 基 因 （nephrin)突变等均可导致足细胞损伤。 足细胞损伤表现为细 胞正常形态消失、胞体肥大或萎缩、空泡化、胞浆脂滴形成，足 突消失，最后 GBM 脱落。 2.1.1 肾小球内活性氧簇(Reactive oxygen species，ROS)