腎固有細胞改變與慢性腎臟病

潘卉萱

(長江大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院，湖北 荊州 434000)

程駿章，姜 鴻，吳 慶，袁文鳳，孫美蘭

(長江大學(xué)附屬第一醫(yī)院 荊州市第一人民醫(yī)院腎內(nèi)科，湖北 荊州 434000)

腎固有細胞改變與慢性腎臟病

潘卉萱

(長江大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院，湖北 荊州 434000)

程駿章，姜 鴻，吳 慶，袁文鳳，孫美蘭

(長江大學(xué)附屬第一醫(yī)院 荊州市第一人民醫(yī)院腎內(nèi)科，湖北 荊州 434000)

慢性腎臟病的進展機制非常復(fù)雜，存在多種共同機制或加重因素，局部浸潤的炎癥細胞和活化的腎臟固有細胞(如系膜細胞、內(nèi)皮細胞、腎小球臟層上皮細胞、腎小管上皮細胞、腎間質(zhì)成纖維細胞及肌成纖維細胞等)產(chǎn)生多種細胞因子，這些細胞因子相互作用，形成細胞因子網(wǎng)絡(luò)，通過旁分泌和自分泌的方式促進腎臟固有細胞等的增殖、活化、轉(zhuǎn)分化和細胞外基質(zhì)的合成，最終導(dǎo)致腎臟終末期病理改變。

腎臟；固有細胞；慢性腎臟病

慢性腎臟病(CKD)患者約占世界總?cè)丝诘?0%[1]；在腎臟病變發(fā)生時，腎臟內(nèi)各種細胞對損傷的反應(yīng)是迥然不同的，從肥大、增生、活化、轉(zhuǎn)分化到壞死、凋亡各不相同。這些細胞可分泌多種細胞因子、炎癥介質(zhì)，并接受多種因素的調(diào)控，最終導(dǎo)致腎小球硬化、小管間質(zhì)纖維化。如果能使細胞增生和凋亡達到平衡，控制細胞的活化、表型轉(zhuǎn)化，將大大增加治愈、延緩腎病的可能性。因此，研究腎臟固有細胞在疾病和損傷中的變化及其影響因素具有重要意義。

1 系膜細胞與慢性腎臟病

腎小球系膜細胞屬于血管周細胞，是腎小球內(nèi)最活躍的固有細胞。多種損傷因子和有害物質(zhì)均可促進系膜細胞肥大和增生，還可以使其表型改變，如轉(zhuǎn)化為肌成纖維樣細胞。同時系膜細胞可以產(chǎn)生系膜基質(zhì)，系膜基質(zhì)的生化成分包括Ⅳ型膠原、糖蛋白(纖粘連蛋白、層粘連蛋白、內(nèi)動蛋白和蛋白多糖。目前認為，系膜細胞在病態(tài)下，產(chǎn)生膠原的分泌表型可以改變，從而具備產(chǎn)生Ⅲ型膠原的功能。當(dāng)系膜細胞增生或其清除防御功能受抑制時，便可產(chǎn)生過多的系膜基質(zhì)，導(dǎo)致系膜硬化，并可形成腎小球硬化時的嗜伊紅物質(zhì)。

導(dǎo)致系膜細胞損傷的因素包括免疫復(fù)合物、激活的補體成分、脂多糖、多種細胞因子、血管活性肽、生物活性酯、低密度脂蛋白以及基質(zhì)成分等；上述各種因子可通過系膜細胞自分泌(Autocrine)、或旁分泌(Paracrine)發(fā)揮作用，并且諸多因子與系膜細胞可以相互影響和誘導(dǎo)，形成自身的網(wǎng)絡(luò)。

2 內(nèi)皮細胞與慢性腎臟病

內(nèi)皮細胞覆蓋于血管內(nèi)腔表面(簡稱內(nèi)皮)，內(nèi)皮細胞作為人體最大的器官，在維持血管穩(wěn)態(tài)中起重要作用。從1865年內(nèi)皮(endothelium)概念的提出到1993年內(nèi)皮細胞功能障礙(ETDF)概念形成，發(fā)現(xiàn)ETDF會導(dǎo)致腎小球基底膜和系膜病變甚至腎小球硬化，從而有了對內(nèi)皮的結(jié)構(gòu)、功能、生理到病理認識的飛躍。

當(dāng)內(nèi)皮細胞功能受損時，氧化型LDL增加，可直接損傷內(nèi)皮細胞表面層糖萼，導(dǎo)致內(nèi)皮細胞粘附能力增強，介導(dǎo)白細胞的滾動作用；并可與植物血凝素樣氧化型LDL受體1(LOX-1)結(jié)合，產(chǎn)生多種效應(yīng):趨化單核細胞進入血管壁內(nèi)，促使其轉(zhuǎn)化為巨噬細胞，后者在吞噬氧化型LDL后，可以進一步轉(zhuǎn)化為泡沫細胞；氧化型LDL也能直接損傷內(nèi)皮細胞及泡沫細胞，引發(fā)溶酶體釋放多種酶，從而啟動、加速粥樣斑塊的形成及發(fā)展[2]。

內(nèi)皮細胞功能障礙時，生物活性下降，可誘導(dǎo)核因子-κB(NF-κB)而上調(diào)內(nèi)皮細胞粘附分子的表達，使內(nèi)皮細胞與單核細胞及淋巴細胞結(jié)合，構(gòu)成炎癥細胞入侵血管的第一步[3]；ROS、CRP及CD40+等也可上調(diào)內(nèi)皮細胞粘附分子(如ICAM-1及E-選擇素等)，也可啟動炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致炎癥狀態(tài)。

體外研究顯示，內(nèi)皮細胞在內(nèi)毒素、腫瘤壞死因子(TNF)、IL-1、AGEs等作用下，其抗凝活性受到抑制，表現(xiàn)為血栓調(diào)節(jié)蛋白表達下降，而組織因子等反映凝血活性的物質(zhì)則表達增加。在靜息狀態(tài)下，內(nèi)皮細胞表面存在凝血因子Ⅸ及Ⅸa的受體，故Ⅸa-Ⅷ-Ⅹ復(fù)合物可以在細胞表面形成并產(chǎn)生Xa、前凝血酶復(fù)合物，因此，內(nèi)皮細胞表面可以形成產(chǎn)生凝血酶的通路，內(nèi)皮細胞功能障礙最終將導(dǎo)致高凝狀態(tài)的發(fā)生。局部凝血活性異常和纖維蛋白沉積是多種腎小球炎癥的重要病理特征，纖維蛋白能夠破壞血管內(nèi)皮細胞結(jié)構(gòu)導(dǎo)致血管通透性增強和誘導(dǎo)炎癥介質(zhì)釋放[4]，目前臨床上已經(jīng)應(yīng)用抗凝或促纖溶藥物來減少纖維蛋白沉積，保護腎小球內(nèi)皮細胞功能。

3 腎小球臟層上皮細胞與慢性腎臟病

腎小球臟層上皮細胞又稱足細胞，貼伏于GMB的外側(cè)及系膜區(qū)的周圍，從胞體伸出數(shù)級突起，末級突起的末端膨大如足，生理功能有支撐毛細血管袢、合成腎小球基底膜成分以及調(diào)節(jié)腎小球濾過功能[5]。研究發(fā)現(xiàn)，白蛋白濾出的最后屏障是足突之間的裂隙膜，故足細胞是構(gòu)成腎小球濾過屏障的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。多種致病因素如大量蛋白尿可影響腎病患者病理進展，足細胞足突融合、足突與GBM分離、足細胞與腎小囊粘連、玻璃樣變、裂孔膜消失是腎病患者病理表現(xiàn)特征之一[6，7]。許多臨床研究和實驗?zāi)Ｐ途C實腎小球臟層上皮細胞上許多大分子如Magalin、GLEPP-1、Nephrin 、WT1及細胞因子VEGF、整合素連接激酶(ILK)、Desmin等物質(zhì)均參與了其形態(tài)學(xué)改變及蛋白尿的形成[8-11]。蛋白尿在不同疾病中產(chǎn)生機制的差異，同足細胞分子結(jié)構(gòu)異常改變及其程度相關(guān)。在許多疾病中，足細胞的損傷和先天性結(jié)構(gòu)異常，是蛋白尿產(chǎn)生的關(guān)鍵。

由于腎小球細胞周期蛋白酶抑制劑(CKIs)特異地表達于成熟的、非增殖狀態(tài)的足細胞上，故成熟的足細胞細胞不能進入細胞有絲分裂周期的S期。因此，損傷后的足細胞增殖修復(fù)的能力下降、局部足細胞脫落可引起臨近細胞的肥大及細胞密度的減低，受損的足細胞不能重新覆蓋裸露的基底膜，導(dǎo)致血漿蛋白、粘附分子等滲出，最終促進蛋白尿的產(chǎn)生、持續(xù)增加和腎小球硬化的發(fā)生發(fā)展。

4 腎小管上皮細胞與慢性腎臟病

腎小管上皮細胞在形態(tài)及功能上具有一定的可塑性，在病理狀態(tài)下，腎小管上皮細胞具有向間充質(zhì)細胞轉(zhuǎn)化的能力，從而增加纖維細胞的數(shù)量，參與腎纖維化的形成[12]。上皮-間質(zhì)細胞轉(zhuǎn)化(epithelial-to-mesenchymal transition,EMT)是指在病理情況下腎小管上皮細胞外環(huán)境改變，維持生理功能的細胞因子之間失去平衡，保持上皮細胞形態(tài)的基因表達受到抑制，表達肌成纖維細胞表型的基因得到釋放，腎小管上皮細胞基底膜受到破壞，細胞失去其原有上皮特征轉(zhuǎn)變?yōu)殚g充質(zhì)表型；細胞失去離子及液體轉(zhuǎn)運功能轉(zhuǎn)變成重塑基質(zhì)的肌成纖維細胞。腎臟損傷時細胞通過發(fā)生EMT逃避死亡，若病因及時去除可逆轉(zhuǎn)，如果致病因素長期存在，肌成纖維細胞合成分泌大量膠原，細胞外基質(zhì)聚積排列紊亂，則不易逆轉(zhuǎn)[13]。

當(dāng)缺血缺氧、炎癥、免疫系統(tǒng)疾病可引起腎臟局部內(nèi)環(huán)境改變。炎癥細胞及腎臟固有細胞合成分泌多種細胞因子及酶類，活性成分使內(nèi)環(huán)境紊亂，轉(zhuǎn)分化因子與逆轉(zhuǎn)分化因子之間失去平衡，導(dǎo)致EMT的發(fā)生。涉及EMT的因子有很多，促EMT發(fā)生的因子如：轉(zhuǎn)化生長因子-β (TGF-β)、結(jié)締組織生長因子(CTGF)、表皮生長因子(EGF)、成纖維細胞生長因子(FGF)、血小板源性生長因子(PDGF)、白細胞介素1(IL-1)、單核細胞趨化因子-1(MCP-1)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)等；酶如基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)及纖溶酶等，血管緊張素-Ⅱ、低密度脂蛋白(LDL)和氧化低密度脂蛋白(oxLDL)、糖基化終產(chǎn)物AGE、巨噬細胞分泌的制瘤素M、活性氧ROS亦可引起EMT。抑制EMT發(fā)生的有肝細胞生長因子(HGF)、骨形態(tài)形成蛋白-7(BMP-7)[14，15]等。同時Zeisberg等[16]觀察到，膠原成分和裝配可以調(diào)節(jié)EMT的發(fā)生，他們發(fā)現(xiàn)，Ⅳ型膠原可以維持近端小管上皮細胞表型，而Ⅰ型膠原可以促進小管上皮細胞轉(zhuǎn)分化的發(fā)生。

5 腎間質(zhì)成纖維細胞及肌成纖維細胞與慢性腎臟病

成纖維細胞作為間質(zhì)內(nèi)主要固有細胞之一，是腎間質(zhì)纖維化過程中最主要的分泌細胞，因而在腎間質(zhì)纖維化的形成和發(fā)展中起著重要的作用。在腎間質(zhì)纖維化過程中，腎間質(zhì)成纖維細胞、血管平滑肌細胞、腎小管上皮細胞等可發(fā)生表型轉(zhuǎn)變，表達α-SMA，轉(zhuǎn)變?yōu)榧〕衫w維細胞(MF)，其中腎小管上皮細胞是MF的主要來源。纖維蛋白形成的自分泌過程和成纖維細胞和肌纖維母細胞來源的TGF-β1通過bFGF的介導(dǎo)，持續(xù)刺激上皮細胞轉(zhuǎn)化成為間充質(zhì)細胞，成為導(dǎo)致成纖維細胞自主增殖纖維化過程中的一個反饋回路[17-19]。

肌成纖維細胞是腎間質(zhì)纖維化中產(chǎn)生基質(zhì)蛋白的主要效應(yīng)細胞，具有強的增殖與分泌膠原、細胞因子、炎性介質(zhì)和生長因子的能力，據(jù)研究肌成纖維細胞分泌的膠原量是成纖維細胞的4.5倍，大量生成包括膠原(尤其是Ⅰ型和Ⅲ型)、糖蛋白及蛋白聚糖，并分泌基質(zhì)金屬蛋白酶抑制物，如纖溶酶原激活物抑制劑與基質(zhì)金屬蛋白酶抑制物，使基質(zhì)金屬蛋白酶的降解活性下降，ECM的生成大于降解，在腎間質(zhì)中產(chǎn)生增多和分解減少造成大量沉積，從而導(dǎo)致腎間質(zhì)纖維化；更重要的是肌成纖維細胞具有強大的收縮能力，導(dǎo)致腎臟結(jié)構(gòu)重塑。而α-SMA被普遍認為是肌成纖維細胞活躍的標志性抗原,故可成為治療腎間質(zhì)纖維化的靶標。肌成纖維細胞的出現(xiàn)預(yù)示著腎臟病的預(yù)后不良，多種研究都證實的肌成纖維細胞出現(xiàn)、持續(xù)存在和數(shù)量、α-SMA表達的多少與腎間質(zhì)纖維化的程度及腎臟病的進展呈正相關(guān)[20，21]。

慢性腎臟病的進展機制非常復(fù)雜，存在多種共同機制或加重因素，局部浸潤的炎癥細胞和活化的腎臟固有細胞可以產(chǎn)生多種細胞因子，這些細胞因子相互作用，形成細胞因子網(wǎng)絡(luò)，通過旁分泌和自分泌的方式促進腎臟固有細胞、間質(zhì)細胞的增殖、活化、轉(zhuǎn)分化和細胞外基質(zhì)的合成[22，23]，最終導(dǎo)致腎臟終末期病理改變。通過對腎臟細胞學(xué)事件的認識和探討，將有助于我們診斷和治療慢性腎臟病，為臨床防治、開發(fā)新藥提供新思路、新策略。

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[編輯] 一 凡

2009-07-10

潘卉萱(1977-)，女，湖北荊州人，講師，碩士，從事腎臟疾病教學(xué)與研究工作；通訊作者：程駿章， 通訊地址：湖北省荊州市第一人民醫(yī)院腎內(nèi)科(434000)。

10.3969/j.issn.1673-1409(R).2009.03.032

R692

A

1673-1409(2009)03-R073-04