血漿纖溶酶原激活物抑制物與糖尿病腎病的相關(guān)性研究進(jìn)展

陳 華 浙江中醫(yī)藥大學(xué) 杭州 310053

葉 真 浙江省衛(wèi)生廳

糖尿病腎病(DN)是糖尿病微血管并發(fā)癥之一,是糖尿病致殘致死的重要原因。在美國,終末期腎病患者中 40%為糖尿病(DM)患者[1]。其病理改變以腎小球系膜區(qū)擴(kuò)張、細(xì)胞外基質(zhì)積聚及基底膜增厚為特征。近年許多研究表明,纖溶酶原/纖溶系統(tǒng)與纖溶酶原激活物抑制物(PAI-1)之間平衡失調(diào)與DN的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。

1 PAI-1的生物學(xué)結(jié)構(gòu)和功能

PAI-1是絲氨酸蛋白酶抑制劑家族成員,是組織型纖溶酶原激活物(t-PA)和尿激酶型纖溶酶原激活物(u-PA)的生理抑制劑。PAI-1是一種單鏈50KDa的糖蛋白以活性構(gòu)象和潛在型存在,除 PAI-1以外還有 PAI-2、PAI-3、蛋白酶連接素-1、a2-1抗纖溶酶。合成后活性的 PAI-1迅速分泌,血小板可以儲(chǔ)存大量潛在型 PAI-1。循環(huán)中的 PAI-1要與粘連蛋白結(jié)合保持活性,否則很快失活。各種急慢性腎臟病變時(shí)可誘導(dǎo) PAI-1表達(dá)[2]。

2 PAI-1與DN

2.1 DN患者 PAI-1表達(dá)上調(diào)的原因 胰島素抵抗和高脂血癥、肥胖患者的血漿胰島素水平上調(diào),前胰島素和胰島素均可刺激 PAI-1表達(dá)。袁彩紅等[3]通過檢測(cè) 108例肥胖 2型糖尿病(T2DM)患者血漿PAI-1、t-PA、血脂、胰島素水平,發(fā)現(xiàn)肥胖 T2DM腎病患者尤其是向心性肥胖者血漿 PAI-1活性明顯增加,而 t-PA活性降低,并隨著腎病的加重而增加,與肥胖程度呈正相關(guān);持續(xù)高血糖狀態(tài)下體內(nèi)蛋白質(zhì)發(fā)生非酶促糖基化,最后形成糖基化終末產(chǎn)物(AGEs)。有研究表明[4],DM大鼠腎皮質(zhì) t-PA活性明顯減低,而隨著腎皮質(zhì) AGEs含量的增加,PAI-1生物活性和基因表達(dá)也明顯增加。陳麗萌等[5]指出,高糖可以通過激活 NF-KB,從功能和 mRNA轉(zhuǎn)錄水平上促使 PAI-1/t-PA紊亂。而 Auzuki等[6]對(duì)大鼠血管平滑肌細(xì)胞(VSMC)在高糖下 PAI-1表達(dá)的研究,證實(shí)高糖誘導(dǎo) PAI-1基因表達(dá)部分是通過激活蛋白激酶 C(PKC)途徑介導(dǎo)并進(jìn)一步激活細(xì)胞外信號(hào)調(diào)控激酶(ERK)。因此,高糖狀態(tài)下,可能通過多種途徑介導(dǎo) PAI-1基因的表達(dá);同時(shí)慢性高糖環(huán)境下,轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(TGF-β)和血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)活性增強(qiáng)。姜宗培等[7]研究表明,TGF-β1可顯著上調(diào)大鼠系膜細(xì)胞(GMC)PAI-1mRNA和蛋白質(zhì)的表達(dá),并抑制纖溶酶活性。而血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)能夠在內(nèi)皮細(xì)胞和近端腎小管上皮細(xì)胞中分解成 AngⅣ,并與血管緊張素受體 4(AT4)作用,間接刺激 PAI-1的表達(dá)。

2.2 PAI-1致 DN機(jī)制 DN在病理上主要表現(xiàn)為毛細(xì)血管基底膜增厚及腎小球和腎小管間質(zhì)細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)進(jìn)行性積聚,最終導(dǎo)致彌漫性或結(jié)節(jié)性腎小球硬化。腎小球硬化與腎間質(zhì)纖維化歸根到底是 ECM的合成與降解失衡,導(dǎo)致 ECM過度積聚的結(jié)果。國外社區(qū)遺傳流行病學(xué)最新研究表明[8],作為糖尿病患者血管內(nèi)皮功能損傷的標(biāo)志物,血 PAI-1水平的提高與 2型糖尿病的患病風(fēng)險(xiǎn)增加相關(guān)。陳麗萌等[9]通過研究 2型糖尿病動(dòng)物模型 KKAy小鼠腎臟 PAI-1和 t-PAmRNA表達(dá)與腎臟細(xì)胞外基質(zhì)蓄積的關(guān)系,提示 t-PAmRNA表達(dá)下調(diào)及 PAI-1mRNA表達(dá)上調(diào)使纖溶酶原對(duì)細(xì)胞外基質(zhì)降解減少,細(xì)胞外基質(zhì)蛋白蓄積,導(dǎo)致腎小球硬化,腎間質(zhì)纖維化。而 t-PA可以激活降解 ECM的蛋白酶系統(tǒng)—基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)[10],從而發(fā)揮降解多種細(xì)胞外基質(zhì)成分的作用。PAI-1是致纖維化的多功能細(xì)胞因子 TGFβ-1的細(xì)胞核內(nèi)靶基因[11]。當(dāng)各種纖維因素作用于腎臟時(shí),TGFβ-1的表達(dá)上調(diào),并通過其下游信號(hào)蛋白 Smads將其信號(hào)傳遞到細(xì)胞核內(nèi),從而調(diào)控 TGFβ-1相關(guān)靶基因,如膠原Ⅰ、膠原Ⅳ、PAI-1等。另有研究顯示,腎內(nèi)血流動(dòng)力學(xué)改變是導(dǎo)致蛋白尿和腎小球硬化的重要因素。DN時(shí)血漿 PAI-1水平升高,纖溶系統(tǒng)活性降低,使纖維蛋白清除障礙,導(dǎo)致血管狹窄閉塞,腎小球內(nèi)高灌注、高濾過的現(xiàn)象更加重了血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷,而微循環(huán)內(nèi)皮細(xì)胞的受損和功能障礙使其合成和釋放 t-PA減少,從而導(dǎo)致了纖溶障礙和 DN病變進(jìn)展之間的惡性循環(huán)。近年研究證實(shí),血漿 PAI-1與 24小時(shí)尿蛋白、α-微球蛋白呈顯著正相關(guān),而與 TH糖蛋白呈負(fù)相關(guān)[12]。說明血漿 PAI-1不僅與糖尿病患者腎小球受損程度有關(guān),而且與腎小球病變程度有關(guān)。黃錦雄等[13]通過觀察 90例糖尿病患者血糖、血脂、Hbalc、血壓等,發(fā)現(xiàn) DM患者纖溶系統(tǒng)活性抑制在DM無并發(fā)癥時(shí)就存在。DN患者在正常白蛋白尿階段,血漿 PAI-1水平即出現(xiàn)有意義的升高,隨著疾病的進(jìn)展而加重,與尿白蛋白排泄量(UAE)呈正相關(guān),因此提出 PAI-1聯(lián)合尿白蛋白排泄量(UAE)檢測(cè)有助于早期 DN的診斷。

2.3 PAI-1基因多態(tài)性、環(huán)境與 DN 近幾年發(fā)現(xiàn),血漿 PAI-1活性受體位于 PAI-1基因啟動(dòng)子上游675位的一單堿基插入 /缺失/突變導(dǎo)致的 4G/5G多態(tài)性的調(diào)控[14]。鄭泰山等[15]通過對(duì)上海地區(qū)T2DM患者的相應(yīng)研究指出,PAI-1基因 4G/5G多態(tài)性與上海地區(qū)中國漢族人 T2DM無腎病患者發(fā)展為 DN顯著相關(guān),但與 T2DM的發(fā)生無關(guān),攜帶 PAI-1基因的 4G/5G純合子基因型的糖尿病患者,其進(jìn)展位 T2DM腎病的風(fēng)險(xiǎn)增加 24倍。而王玲等[16]通過對(duì)中國北方漢族人群 T2DM患者 PAI-1啟動(dòng)子區(qū)4G/5G多態(tài)性與 2型糖尿病腎病相關(guān)性研究,也得出了類似的結(jié)論。PAI-1水平除了受 4G/5G多態(tài)性影響外,環(huán)境也是影響血漿 PAI-1水平的重要因素[17,18]。因此,環(huán)境污染也可能是觸發(fā)糖尿病腎病的危險(xiǎn)因素。

3 與 PAI-1相關(guān)的臨床研究及應(yīng)用

通過對(duì) PAI-1與 DN相關(guān)性研究,基本明確了抑制高水平 PAI-1,改善低纖溶狀態(tài),糾正糖代謝、脂代謝紊亂可以促進(jìn)腎臟細(xì)胞外基質(zhì)的清除,降低尿白蛋白水平,阻止腎小球硬化和腎間質(zhì)纖維化。羅格列酮(RGZ)是近年應(yīng)用于臨床的一種噻唑烷二酮類(TZDs)胰島素増敏劑,是核轉(zhuǎn)錄因子過氧化物酶體增殖物激活受體 γ(PPARγ)的配體。實(shí)驗(yàn)研究表明,羅格列酮能抑制大鼠腎臟成纖維細(xì)胞(NRK)合成 PAI-1,進(jìn)而抑制細(xì)胞外基質(zhì)合成,促進(jìn)降解、改善腎間質(zhì)纖維化,提示其對(duì)糖尿病腎病具有直接的腎臟保護(hù)作用[19]。對(duì)臨床常用的脂微球前列腺素 E1(lipo-PGE1)臨床研究顯示,該藥不僅可以提高血漿 PGE1/TXA2比值,改善腎臟內(nèi)皮細(xì)胞功能,還可以降低血清內(nèi)皮素 (ET-1)和 PAI-1水平[20]。

DN屬中醫(yī)“消渴”、“水腫”范疇,其主要病因病機(jī)為消渴日久,耗氣傷陰,氣陰兩虛,氣虛則行血無力,陰損及陽,陽虛不能行氣化水,水濕潴留發(fā)為水腫。故臨床治療當(dāng)扶正祛邪并舉,益氣養(yǎng)陰,化瘀通絡(luò)。黃芪屬扶正固本、補(bǔ)中益氣類中藥。通過對(duì)黃芪注射液的臨床應(yīng)用研究[21],表明黃芪注射液可以顯著降低 DN患者 PAI-1水平和尿白蛋白排泄率,降低血小板凝聚,緩解血液高凝狀態(tài)和組織缺氧,抑制內(nèi)皮細(xì)胞脂質(zhì)過氧化損傷。銀杏黃酮苷是銀杏葉提取物,實(shí)驗(yàn)研究顯示該藥不僅具有拮抗血小板活化因子,抑制血小板積聚和抗血栓作用,同時(shí)可降低糖尿病大鼠腎組織 PAI-1的表達(dá),提高腎組織MMPs-3的表達(dá),使細(xì)胞外基質(zhì)在腎小球的積聚受抑制[22]。亦有研究認(rèn)為,t-PA、PAI-1的檢測(cè)為 DN中醫(yī)辨證分型提供客觀的量化指標(biāo),t-PA下降、PAI-1上升支持氣虛血瘀型,治療上應(yīng)在辨證基礎(chǔ)上適當(dāng)加用補(bǔ)氣和活血化瘀中藥[23]。

4 結(jié) 語

ECM蓄積是糖尿病腎病腎小球硬化、間質(zhì)纖維化的重要原因,纖溶酶原是參與 ECM降解的結(jié)締組織蛋白酶中的一種,以正反饋機(jī)制擴(kuò)大纖溶的效應(yīng)。PAI-1則可以抑制纖溶酶原活化,使細(xì)胞外基質(zhì)降解減少。大量的研究證實(shí),高糖和高胰島素可以上調(diào) 2型糖尿病患者 PAI-1的表達(dá),并與糖尿病患者腎損害(蛋白尿)的程度呈正相關(guān)。但是 ECM降解的酶種類繁多,相互之間的反饋機(jī)制也較復(fù)雜。影響 PAI-1活性的因素很多,[24]包括 MBI、腰臀圍比值、血清胰島素及 TG水平、PAI-1基因啟動(dòng)子 4G/5G多態(tài)性、環(huán)境等。目前尚缺乏單獨(dú)降低 PAI-1能直接減少 DN的循證醫(yī)學(xué)證據(jù)。對(duì)糖尿病患者除積極控制血糖外,通過抗凝、擴(kuò)血管、改善微循環(huán)灌注、維持正常的微循環(huán)狀態(tài),可以有效保護(hù)內(nèi)皮細(xì)胞功能,減少 DN發(fā)生發(fā)展。

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