肾小管上皮_间充质转化的研究现状_李旭艳

上皮-间充质转化（e p i t h e l i a l - m e s e n c h y m a l transition, EMT ）在胚胎发育、伤口愈合、组织再生、器官纤维化和肿瘤转移过程中发挥关键作用[1-2]。很多证据表明，EMT 是肾小管间质纤维化（tubular interstitial fibrosis ，TIF ）的关键发病机制之一，借此肾小管上皮细胞从形态及功能上向肌纤维母细胞转化[3]。因此，肾脏中EMT 作为治疗靶目标之一是目前研究的热点[4]，全面了解EMT 的发生机制及在TIF 的作用，有利于临床提出有效的干预措施。本文综述了肾小管EMT 的研究现状，旨在加深对EMT 分子机制及EMT 在TIF 中作用的认识，从而为TIF 治疗措施的研究提供理论支持。

一、 EMT 概述

1. EMT 的定义：EMT 是指上皮细胞从形态和功能上转变为间充质细胞的过程。主要表现为：（1）细胞形态由典型的立方形转变为长梭形；（2）细胞上皮标志物如E

肾小管上皮-间充质转化的研究现状

李旭艳　谢院生　陈香美

【摘要】　肾小管间质纤维化（TIF ）几乎是所有慢性肾脏病进展至终末期肾病（ESRD ）的最终共同通路，肾小管上皮-间充质转化（EMT ）是TIF 的关键发病机制，成为目前肾脏领域研究的热点。本文旨在综述肾小管EMT 的研究现状，总结目前肾小管EMT 研究存在的问题及展望，为今后肾小管EMT 的研究以及TIF 的治疗提供新的思路。

【关键词】　肾小管；　上皮-间充质转化；　肾小管间质纤维化

Research status of tubular epithelial-mesenchymal transition LI Xu-yan, XIE Yuan-sheng, CHEN Xiang-mei. Department of Nephrology, Kidney Institute of Chinese People’s Liberation Army, State Key Laboratory of Kidney Disease, Chinese People’s Liberation Army General Hospital, Beijing 100853, China

Corresponding author: XIE Yuan-sheng, Email: xieyuansn@

【Abstract 】　Renal tubular interstitial fi brosis (TIF) is the fi nal common pathway of a wide variety of chronic kidney diseases that eventually lead to end-stage renal disease (ESRD). Growing evidence has implicated tubular epithelial-mesenchymal transition (EMT) as a major pathway leading to TIF in diseased kidneys. Therefore, EMT has become the focus of research in kidney diseases. The purpose of this study is to review the status of renal tubular EMT. It also summarizes the remaining problems and prospects for future research to provide new clues for the study of tubular EMT as well as the treatment of TIF.

【Key words 】　Renal tubule;　Epithelial-mesenchymal transition;　Renal tubular interstitial fi brosis

钙粘蛋白和扣带蛋白等的表达丢失，细胞表达间充质标志物如α-平滑肌肌动蛋白、波形蛋白和成纤维细胞特异性蛋白1等；（3）细胞获得迁移能力，可通过基底膜向间质内迁移，同时细胞外基质合成增加[1-3,5]。EMT 在胚胎发育、伤口愈合、组织再生、器官纤维化和肿瘤转移过程中均发挥关键作用[1-2]。

2. EMT 的分型：根据EMT 的作用及表达的生物标志物不同，将其分为3种亚型[6-7]：1型EMT 在胚胎发育过程中发生，如胚胎着床、原肠胚形成及神经嵴细胞的迁移等，是指原始上皮细胞转化为原始间充质细胞，参与中胚层的构成；2型EMT 是指第二级上皮细胞转化为成纤维细胞或肌成纤维细胞，参与器官、组织的再生及纤维化过程；3型EMT 与肿瘤进展及转移相关，如上皮类癌细胞转化为易于转移及侵袭的肿瘤细胞，随血液或淋巴转移至远处，形成转移灶[1,6]。因此，1型EMT 产生的是原始间充质细胞，这些间充质细胞可发生MET 而转化为第二级上皮细胞，参与器官的发育；2型EMT 产生的是成纤维细胞或肌成纤维细胞，是机体对炎症、损伤等不利刺激做出的一种适应性反应，参与组织的修复与再生，但如果损伤持续存在，则最终导致器官损伤、组织纤维化；3型EMT 产生的是具有迁移、侵袭能力的肿

・综述・

DOI ：10．3877/cma ．j ．issn ．2095-3216．2013．02．010

基金项目：国家重大科学研究计划项目（2011CB944004）；国家自然科学基金面上项目（30971377）

作者单位：100853 北京，解放军总医院肾脏病科 全军肾脏病研究所 肾脏疾病国家重点实验室

通讯作者：谢院生，Email ：xieyuansn@

瘤细胞，可随血液或淋巴形成转移灶。

3. EMT的生物标志物：EMT从启动到完成的整个过程涉及多种分子变化，包括转录因子的活化、特异性细胞表面蛋白的表达、细胞骨架蛋白的重建与表达、细胞外基质成分的改变，以及特异性microRNA表达的变化等等。在许多情况下，这些相关因子也常常作为EMT的生物标志物[6]。至今已经发现多种EMT生物标志物，主要分为两大类：获得的标志物和丢失的标志物。这些标志物既具有特异性，可用于界定某一种EMT类型，同时在三种EMT亚型之间又相互重叠。

EMT过程中常获得的标志物主要包括：（1）细胞表面蛋白成分，如N-钙粘蛋白（N-cadherin）和OB-钙粘蛋白（OB-cadherin，3型EMT标志物）等；（2）细胞骨架成分，如成纤维细胞特异性蛋白1（fi broblast specifi c protein 1，FSP1）、α-平滑肌肌动蛋白（alpha-sooth muscle actin, α-SMA, 2型和3型EMT标志物）和波形蛋白（Vimentin, 1型和2型EMT标志物）等；（3）细胞外基质成分，如纤维连接蛋白（Fibronectin）等；（4）转录因子，如Snail1、Snail2、ZEB1和Twist等；（5）microRNA，如miR10b （2型EMT标志物）和miR-21（2型和3型EMT标志物）等。

E M T过程中常丢失的标志物主要包括：（1）细胞表面蛋白成分，如E钙粘蛋白（E-cadherin）和扣带蛋白（ZO-1）等；（2）细胞骨架成分，如细胞角蛋白（Cytokeratin）等；（3）microRNA，如miR-200家族等。在EMT过程中细胞的运动以及细胞骨架的形态改变是很难检测的，这时EMT生物标志物的变化能够代表细胞的这种表型的转化。

4. EMT的调控因素：在EMT的不同阶段多种因子发挥调控作用，包括生长因子、细胞因子、蛋白酶类以及多种环境应激，如缺氧、高糖、活性氧成分及糖基化终产物等[8]。这些因子主要分为两类：促EMT因子与抑制EMT因子。

促EMT因子主要有：（1）细胞因子类，如白介素1（IL-1）和制瘤素M（oncostatin M）；（2）生长因子类，如转化生长因子β（transforming growth factor β, TGF-β）、成纤维细胞生长因子（fibroblast growth factor, FGF）、结缔组织生长因子（connective tissue growth factor, CTGF）；（3）蛋白酶类，如基质金属蛋白酶2（matrix metalloproteinase-2, MMP-2）、组织型纤溶酶原激活物、纤溶酶；（4）环境应激，如缺氧、活性氧成分、糖基化终产物；（5）肾素-血管紧张素系统，如血管紧张素Ⅱ（AngiotensinⅡ）。其中，TGF-β是EMT的主要诱导因子[9]。

抑制EMT因子主要包括：（1）生长因子类，如肝细胞生长因子（hepatocyte growth factor, HGF）、骨形成蛋白7（bone morphogenetic protein-7, BMP-7）；（2）核受体激动剂，如vitamin D；（3）肾素-血管紧张素系统抑制剂，如血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂（angiotensinⅡ receptor blocker, ARB）；（4）其他如雷帕霉素等。其中，BMP-7是TGF-β的生理性拮抗剂，可逆转TGF-β诱导的EMT[10]。

最近，越来越多的研究认为多种miRNA也参与EMT的调控[11-14]。miR-200家族是正常上皮表型的保护性因子，研究证实在TGF-β诱导的EMT中，所有五种miR-200家族成员（miR-200a/b/c, miR-141, miR-429）的表达显著下调[11,15-16]。TGF-β可诱导miR-192的表达上调，同时在链脲佐菌素（Streptozotocin, STZ）诱导的糖尿病模型中也发现了miR-192的表达上调，从而抑制了ZEB2的转录，增加了胶原蛋白的表达[17]。相反，Krupa 等[18]的研究显示，TGF-β可减少miR-192的表达，并与TIF的进展有关。Liu等[19]的研究发现，在TIF的体内模型中，miR-29的表达下调，同时，体外实验证实TGF-β可降低miR-29家族的表达。miR-302和miR-307以多种EMT调控因子的mRNA为靶点，如TGFβRII，Smad2，ZEB1，小GTP酶RhoC以及细胞外蛋白纤维连接蛋白-1等[20-21]。研究表明，新型miRNA—miR-506可抑制TGF-β诱导的人类乳腺癌细胞系（MDA-MB-231）EMT，并可抑制癌细胞的黏附、迁移与侵袭[22]。在某些情况下，这些miRNA分子可能成为TGF-β1诱导的EMT以及TIF有效的治疗靶点。阐明参与纤维化以及其他疾病的miRNA的相关调控通路，以及这些miRNA在三种EMT 中确切作用是一个值得不断研究的领域。

5. 参与EMT的信号通路：多个细胞内信号传导通路在EMT中发挥调控作用，这些信号通路相互联系，并在某一水平相互整合，形成一个复杂的调控网络，共同调控着EMT相关的转录因子与信号分子。在肾小管EMT中主要有三条信号通路：TGF-β/Smad信号通路，integrin/ILK信号通路，Wnt/β-catenin信号通路[8]。其中，TGF-β1及其下游Smad依赖性信号通路是激发EMT的主要通路[23]。这三条通路汇聚于β-catenin的活化，继而激活EMT的转录程序，由此可见，从某种程度上讲β-catenin充当一个控制开关的作用，能够整合多种通路传入的信号调控EMT。多种β-catenin的靶基因如snail、Twist、LEF1以及Jaggad1等，都是EMT的关键调控因子与介导因子[24]。

二、EMT在TIF中的作用

TIF几乎是所有慢性肾脏病进展至ESRD的共同途径[25]。TIF的组织病理学特点是肾间质细胞外基质沉积、炎细胞浸润、成纤维细胞或肌成纤维细胞积聚[26]。其中，细胞外基质的过度沉积是TIF最显著的特点。病理状态下，活化的成纤维细胞或肌成纤维细胞是产生细