糖尿病肾病肾小球硬化症的发病机制

生笪蕉堡煎窒壶生整！！鲞箜！塑曼照ｉ翌』望！§！！壁！！！璺！！里！堕竺！

从纤维化到硬化

的发病机制

李琳译邓正照校

【关键词】糖尿病肾病；肾小球硬化症

·４５９··执行主编专栏·

糖尿病肾病肾小球硬化症

糖尿病肾病（ＤＮ）进展至终末期肾病是一系列进程不断发展的结果，其中最重要的是逐渐和不可逆的肾小球瘢痕形成，称为肾小球硬化症。过去几年，对导致ＤＮ的致病因素的了解已取得很大进展。糖尿病肾病肾小球硬化症是由细胞外基质（ＥＣＭ）蛋自在肾小球系膜间隙积聚，导致弥漫性或结节性纤维化。最常见的基质蛋白是胶原蛋白Ｉ、ｍ、Ⅳ和纤维连接蛋白。这牌积聚物是由于肾小球系膜细胞合成增加或系膜壤质金属蛋白酶降解减少所致。２０多年前已阐明了肾小球系膜基质扩张与ＤＮ进展之间的联系，此后，研究的关键在于阐明促进糖尿病肾病肾小球硬化症进展的机制。本文对这方面的研究进展。

一、糖尿病肾小球硬化症的传统观点

传统观点认为，细胞外高葡萄糖通过增加葡萄糖转运子１（ＧｌｕＴｌ）的表达而增加葡萄糖摄取，葡萄糖代谢流蟹的增加激活一系列代谢通路，导致糖基化终产物的增加和氧化应激的产生。这蠛物质再进一步激活一系列信号通路，直接通过蛋白激酶Ｃ８促进活化蛋白１（ＡＰ－１）的转录激活、细胞外信号相关激酶（ＥＲＫ）通路和起关键作用的转化生长因子８ｌ（ＴＧＦ－ＩＢＩ）的合成来增加ＥＣＭ产生，由ＴＧＦ－［３１触发的反应可能是导致肾小球硬化症的最终共同通路。

但上述观点在体内可能是不正确的，甚至在培养的细胞系中，也并非如此。单纯增加葡萄糖摄入和代谢并不能解释所有下游的变化。Ｗｅｉｇｅｒｔ等发现生理条件下的葡萄糖浓度可使系膜细胞过表达ＧＩｕＴＩ，丽细胞外高葡萄糖浓度时并不能诱发出相同生化通路，特别是增加ＧｌｕＴｌ并不能直接诱导ＥＲＫ活化或ＴＧＦ－１３１合成。因此，由细胞外葡萄糖水平升高所引发的系膜细胞反应是不依赖葡萄糖摄取和代谢流量的。同样，体内存在许多非系膜细胞因索，这些因素促进肾小球硬化症并不需要高血糖的参与。此外，还应注意肾小球外和全身因素对糖尿病肾小球纤维化反应的刺激作用。

二、所有类型的肾小球细胞均参与糖尿病肾小球硬化症

虽然肾小球系膜细胞在介导糖尿病肾病系膜硬化方面起首要和中心作用，然而足突细胞、内皮细胞以及这三种肾

作者单位：１００１９１北京大学第三医院内分泌科小球细胞之间的相互联系，在糖尿病肾小球硬化症的演变过程中也起重要作用。新近的研究显示单独足突细胞损伤或缺失就可导致肾小球硬化症，足突细胞缺失似乎是ＤＮ早期所必有的，它可以准确预测肾病进展和系膜扩张，这可能是由于传递给系膜的足突细胞损伤信号以及由足突细胞缺失所触发的血流动力学因素可以刺激系膜细胞增加ＥＣＭ合成或者减少ＥＣＭ分解。同样，近年来肾小球内皮细胞在肾小球硬化症发病机制方面备受关注。内皮细胞功能失调的模型可以导致糖尿病肾小球硬化症，提示内皮细胞和系膜细胞之间存在密切的联系。最后，有＿理由相信肾小球外细胞，如骨髓来源的系膜细胞前体和巨噬细胞对糖尿病肾病肾小球硬化症有重要作用。

三、糖尿病肾小球硬化症发病机制的最新研究进展

１．炎症：大量的临床和动物研究表明在包括糖尿病肾小球硬化症在内的糖尿病微血管并发症中，炎症是重要的致病机制。无论是在ｌ型还是２型糖尿病患者中循环炎症标记物都是增加的，大量炎症标记物与白蛋白尿、肾小球ＥＣＭ蛋白沉积以及终末期肾病风险增加有关。炎症细胞因子（如ＴＮＦ－ａ）和其他一些介质可刺激肾小球细胞增加ＥＣＭ蛋白产生或者减少其降解。近来巨噬细胞在肾小球硬化症发展中的作用受到高度重视，例如，靶向去除巨噬细胞清道夫受体Ａ能够缓解许多实验性ＤＮ小鼠肾小球的病变。近年有证据显示在糖尿病模型中炎症机制在足突细胞损伤中起作用，并且阻断炎症诱导的损伤能够减轻糖尿病肾小球硬化症。此外，炎症机制在糖尿病肾小球硬化症中的重要性还表现在许多预防或缓解人类糖尿病肾小球疾病的药物具有抗炎性。最后，需要强调的是肾小球细胞在糖尿病时，特别是随着肾小球损伤的进展产生大量炎症介质，这些炎症介质能够扩大炎症损伤，甚至引起全身反应。

２．缓激肽２受体的阻断：研究显示人类１型ＤＮ的发生和进展与血管紧张索转化酶（ＡＣＥ）基因的Ｄ等位基因之间存在联系。此外，ＡＣＥ抑制剂与血管紧张素受体阻滞剂是人类ＤＮ的主要保护荆。然而，通过敲除和敲入鼠以及计算机模型发现在糖尿病肾脏反应中或许是缓激肽而不是血管紧张素ＩＩ更重要。进一步研究发现糖尿病纯合子缓激肽２受

万方数据

·４６０·生基鳖星瘗鲎查！塑！笙筮！！鲞箜！塑！墅！』垡塑！：』！塑！！塑！塑！塑！！

体敲除鼠出现最著的系膜硬化，类似于人糖尿病肾小球硬化症中的肾小球变化，丽肾小球内皮细胞或足突细胞无变化。虽然这种增加肾小球硬化瘟表型的机制尚不清楚，敲除这些受体会出现与肾小球硬化症进展有关的几个基因的肾脏表达增强，包括ＴＧＦ－Ｏ、结缔组织生长因子和Ｐ５３。给糖尿病小鼠使用特异的非肽类缓激驮２受体拮抗荆，可发现类似缓激肽２受体剔除的效应，这一试剂几乎可完全逆转ＡＣＥ抑制剂所产生的有益效应。因此，肾脏系膜细胞缓激肽２受体的活化具有保护作用，并珏通过尚未确定的机制削弱ＥＲＫ和ＴＧＦ－１３活性依赖的致硬化途径。

３．脂质和脂质介质：循环脂质以及肾小球合成脂质的增加参与糖尿病肾小球硬化症的形成。糖尿病时许多因素促进肾脏局部脂质合成增加，包括肾转录因子表达的增加，如同酵调节元件结合蛋自ｌ，当其过表达时可引起脂质聚集和诱导ＴＧＦ一８等的表达。这种内源性肾脏脂质合成通路似乎直接导致ＥＣＭ蛋自的聚集、系膜扩张和肾小球硬化症。研究表明糖尿病使肾小球合成甘油三酯和胆固醇增加，而这些脂质能促进肾小球硬化癌。

肾小球和肾ｍ管细胞也产生一些其他脂质介质，统称为类花生酸类物质（如类前列腺素和白兰烯等）。这些物质对肾小球右多种和复杂的影响，不同的细胞对每一种类花生酸类物质的特殊影响是不同的，取决于特殊的基因转录和其他机制，但许多影响似乎都促进糖尿病肾小球硬化症。

４。微小ＲＮＡ（ＭｉＲＮＡ）对ＴＧＦ－ｆｌ信号的调节：最近研究发现ｔ型和２型糖尿瘸鼠的肾小球以及经ＴＧＦ－１３处理的培养系膜细胞中ＭｉＲＮＡｌ９２表达增强。研究发现ＴＧＦ－１３可诱导ＭｉＲＮＡｌ９２表达，ＭｉＲＮＡｌ９２通过减少２个胶原－１－，２基因活化Ｅ．盒抑制子的表达来增加胶原一ｌａ２表达。由于ＭｉＲ—ＮＡｌ９２是ＴＧＦ－１３的下游产物，因此，它对ＥＣＭ合成的刺激作用是一个较好的治疗靶点，因为此种干预比干预ＴＧＦ－１３信号可能有更少的非特异性影响。

５．Ｊａｎｕｓ激酶／信号转导和转录活化通路的活化：研究发现高葡萄糖增强鼠肾小球面Ｌ管紧张索ＩＩＪａｎｕｓ激酶（ＪＡＫ）／信号转导和转录活化（ＳＴＡＴ）通路活性，而系膜细胞ＪＡＫ／ＳＴＡＴ信号的活化能够促进ＴＧＦ－芦、胶原ｌＶ以及纤维连接蛋白的产生。这些效应町能是由高血糖直接作用或由活性氧生成过多所介导。

最近的研究从另一方面证实了ＪＡＫ／ＳＴＡＴ通路在ＤＮ中的潜在作用，通过对早期和进展期ＤＮ患者肾小球和小管问质ｃＤＮＡ样本进行转录研究，发现这些区域ＪＡＫ／ＳＴＡＴ通路的一些基因表达处于商水平。免疫组化显示，与健康对照者相比，ＤＮ患者的肾小球和近曲小管ＪＡＫ２染色增强。研究也发现在不霈要直接激动荆刺激的情况下，由ＳＴＡＴ３磷酸化增强可知系膜细胞ＪＡＫ２的表达引起ＪＡＫ／ＳＴＡＴ信

号活化。研究还发现单独ＪＡＫ２过表达可导致氧化应激增强。因此，在人类糖尿病肾小球硬化症的进展期，可见到由高葡萄糖和可能的血管紧张索Ｉｌ触发的ＪＡＫ２表达和ＪＡＫ２介导的信号增强，并使肾小球硬化症进一步加重。

６．内皮ＮＯ合成酶的减少及血管内皮生长因子的影响：糖尿病时内皮细胞异常表现之一就是内皮ＮＯ产生凋节的变化。虽然有不同看法，绝大多数报告认为糖尿病早期ＮＯ产生增多，而进展至ＤＮ阶段ＮＯ产生减少。内皮ＮＯ合成酶（ｅＮＯＳ）基因的多态性可引起ｅＮＯＳ表达减少，这种多态性与ＤＮ的进展相关。糖尿病ｅＮＯＳ基因敲除鼠可导致明显的系膜扩张、肾小球硬化症，包括结节性硬化以及其他一些晚期ＤＮ表现，如肾小球滤过率减少。ＮＯ生成减少导致肾小球病变的机制尚不清楚。

血管内皮生长因子（ＶＥＧＦ）可能参与ＤＮｅＮＯＳ的调节。ＶＥＧＦ增强肾小球ｅＮ（）Ｓ的活性，且可能通过这一机制发挥保护作用。在许多慢性肾病中ＶＥＧＦ水平下降，与毛细血管缺失时的粗管生成受损有关。最近的观察垃示在人的进展期ＤＮ活检标本中ＶＥＧＦ基因表达是减少的，这提示ＶＥＧＦ水平下降会减少ｅＮＯＳ活性，由此导致在入的糖尿病肾小球硬化症中出现的肾小球病变类似于在ｅＮＯＳ敲除鼠中见到的情况。ＶＥＧＦ水平过高或过低都会对肾小球内皮产生不利影响，其机制可以是Ｎｏ依赖性或非依赖性。

７．活化蛋白Ｃ的减少：最近的研究显示了斑栓调节蛋白／活化蛋白Ｃ（ＡＰＣ）通路对糖殊病肾小球内皮细胞的影响。糖尿病患者内皮血栓调节蛋白／蛋白Ｃ系统的功能是受损的，在糖尿病鼠巾肾小球内皮血栓调节蛋白Ａ的表达和蛋白Ｃ的活化都明姓减少。在离体状态下，ＡＰＣ能够防止高葡萄糖诱导的肾小球内皮细胞和足突细胞的凋亡，但对系膜细胞没有预防作用。进一步研究妊示，有蛋自Ｃ活化受损的糖尿病鼠系膜ＥｃＭ扩张是增强的，并且内皮和足突细胞凋亡增加；而蛋白Ｃ高活性突变鼠则能完全阻止系膜ＥＣＭ扩张，凋亡细胞较少。研究结果表明糖尿病时蛋自Ｃ活化减少促进了肾小球毛细血管功能失调以及内皮细胞和足突细胞的凋亡。此外，就调节肾病而裔，ＡＰＣ似乎是连接内皮细胞、足突细胞和系膜之闼相互作用的中介物。

四、结论

最近通过对动物模型的遗传操作发现了许多新的致病通路，这对我们理解和治疗肾小球硬化症可能起不同的作用。导致糖尿病肾小球硬化症的发病机制与其他慢性肾脏疾病的发病机制有些是相同的，有些是不同的，确定导致ＤＮ的特异性通路有助于开发出针对这种并发症的治疗方法。

（摘译自Ｄｉａｂｅｔｅｓ，２００８，５７：１４３９—１４４５）

（收稿Ｈ期：２００８—０９—２２）

（本文嫡辑：王方）

万方数据