腎纖維化和腎成纖維細(xì)胞的起源

倪芳穎，邵耀明

（江蘇省無錫市人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)科，江蘇無錫 214023）

許多研究表明，腎小管間質(zhì)病變程度（尤其是纖維化）比腎小球病變和腎功能與腎疾病更相關(guān)。腎活檢中腎小管間質(zhì)的損害程度，對于患者腎臟預(yù)后具有重要意義。腎小管間質(zhì)纖維化的特點(diǎn)是細(xì)胞外基質(zhì)成分累積，包括Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ型膠原，糖蛋白和纖維連接蛋白。近年來，關(guān)于腎臟基質(zhì)的細(xì)胞來源有許多爭議，目前認(rèn)為有如下幾種可能性：①原來的間質(zhì)成纖維細(xì)胞被激活；②來自骨髓的造血干細(xì)胞或間質(zhì)干細(xì)胞；③外膜周細(xì)胞；④腎小管上皮細(xì)胞的上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）。本文就最近研究闡明的腎臟基質(zhì)細(xì)胞的可能起源進(jìn)行綜述，并從臨床角度說明其重要性。

多數(shù)學(xué)者原來普遍認(rèn)為間質(zhì)成纖維細(xì)胞是細(xì)胞外基質(zhì)的唯一來源。1867年，Cohnheim發(fā)表了關(guān)于炎癥機(jī)制的經(jīng)典文章，其中說明了成纖維細(xì)胞（當(dāng)時被稱為收縮細(xì)胞成分）是白細(xì)胞的遷移后代。這一理論在一個多世紀(jì)內(nèi)都被廣泛地認(rèn)同，直到Ross等在聯(lián)體大鼠實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)成纖維細(xì)胞來源于局部。最近的研究發(fā)現(xiàn)，至少有一部分成纖維細(xì)胞來源于骨髓，故成纖維干細(xì)胞的概念已被普及到骨髓來源。此外，也可能來源于外膜周細(xì)胞和腎小管上皮細(xì)胞。

1 肌成纖維細(xì)胞和非肌成纖維細(xì)胞

多數(shù)學(xué)者認(rèn)為成纖維細(xì)胞在纖維化過程中轉(zhuǎn)換成所謂的肌纖維細(xì)胞（由于表達(dá)僅限于血管平滑肌細(xì)胞中的平滑肌肌動蛋白）。神經(jīng)生長因子、血小板衍生生長因子-α和血小板衍生生長因子-β受體、CD90、exto-50-核苷酸和成纖維細(xì)胞特異性蛋白-1（FSP-1）被認(rèn)為是腎皮質(zhì)成纖維細(xì)胞的標(biāo)志[1]。雖然確定這些細(xì)胞仍然具有挑戰(zhàn)性，但是典型的間充質(zhì)細(xì)胞形態(tài)可以加以鑒定。在成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)變成肌成纖維細(xì)胞的過程中，平滑肌肌動蛋白的表達(dá)不是唯一的改變。此外，表型的轉(zhuǎn)變往往被低估，從而使尋找這些細(xì)胞變得十分困難。正常和腎臟纖維化成纖維細(xì)胞之間的差異在于它們的增殖活性和基質(zhì)合成的能力[2]。

如上所述，細(xì)胞外基質(zhì)的產(chǎn)生不是只有間質(zhì)成纖維細(xì)胞參與。許多研究證實(shí)，間質(zhì)內(nèi)有骨髓細(xì)胞存在[3]和骨髓細(xì)胞可以EMT為腎小管上皮細(xì)胞[4]。利用轉(zhuǎn)基因標(biāo)記成纖維細(xì)胞和腎小管上皮細(xì)胞發(fā)現(xiàn)，來自骨髓的成纖維細(xì)胞約占正常小鼠腎間質(zhì)細(xì)胞的12%[5]。在這項(xiàng)研究中，有一個進(jìn)展性腎臟病的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，成纖維細(xì)胞在腎間質(zhì)細(xì)胞中所占的比例也沒有改變。相反，多達(dá)36%的分泌細(xì)胞外基質(zhì)的細(xì)胞是來自于腎小管上皮細(xì)胞的EMT。EMT是脊椎動物胚胎分散細(xì)胞[6]和損傷組織形成成纖維細(xì)胞的公認(rèn)機(jī)制[7]。EMT是一個動態(tài)的過程，包括上皮細(xì)胞標(biāo)志物減少與間質(zhì)標(biāo)志增加，并且在迅速進(jìn)展的慢性衰竭模型中表現(xiàn)較多。腎小管基底膜完整性的破壞是發(fā)生EMT的前提，細(xì)胞外基質(zhì)的組成影響腎小管上皮細(xì)胞的分化狀態(tài)[8]。最近，Yamashita等[9]證實(shí)腎祖腎小管上皮細(xì)胞可能發(fā)生EMT，并認(rèn)為這些細(xì)胞是間質(zhì)肌纖維細(xì)胞的來源。

2 腎成纖維細(xì)胞是否是腎臟疾病進(jìn)展的起源

最近，F(xiàn)aulkner等[10]研究哈布毒液損傷后血管緊張素Ⅱ引起的腎纖維化模型中α-平滑肌肌動蛋白陽性細(xì)胞的起源。聯(lián)合血管緊張素Ⅱ和哈布毒液注射后14d加速了腎纖維化和腎小球硬化模型。利用該模型，F(xiàn)aulkner等基本確定腎小管間質(zhì)α-平滑肌肌動蛋白表達(dá)細(xì)胞是局部的來源。通過得克薩斯紅葡聚糖標(biāo)記發(fā)現(xiàn)腎小管基底膜的完整性沒有被破壞，近端腎小管上皮細(xì)胞也沒有進(jìn)入間質(zhì)[10]。有趣的是，α-平滑肌肌動蛋白陽性的肌纖維細(xì)胞在血管周圍早期即擴(kuò)大。Wiggins等在抗腎小球基底膜抗體引起的腎炎和腎小球周區(qū)域也有相同的發(fā)現(xiàn)。這是否意味著在血管緊張素Ⅱ/哈布毒液模型中激活間質(zhì)成纖維細(xì)胞是肌纖維細(xì)胞的唯一來源呢？事實(shí)并不是這樣。首先，正如有學(xué)者所認(rèn)為EMT的可能仍然存在，因?yàn)樗麄兊闹攸c(diǎn)是排除腎小管上皮細(xì)胞是EMT的來源，但是EMT也可以發(fā)生在遠(yuǎn)端腎小管上皮細(xì)胞。第二，骨髓來源的造血干細(xì)胞或間質(zhì)干細(xì)胞的浸潤沒有被排除，仍然存在可能性。第三，如前所述，僅利用α-平滑肌肌動蛋白的表達(dá)作為基質(zhì)分泌細(xì)胞的標(biāo)志是不能代表所有這些細(xì)胞的。Okada等[11]在多囊腎病小鼠模型中也發(fā)現(xiàn)相同的問題存在。最后，筆者推測基質(zhì)分泌細(xì)胞來源可能根據(jù)不同的模型是會變化的。

3 治療的影響

對于以上結(jié)果，現(xiàn)在還不能被臨床醫(yī)生所用，但它們在臨床抗纖維化治療中的重要性很快會被證明。基質(zhì)分泌細(xì)胞的來源根據(jù)潛在疾病和（或）腎纖維化的進(jìn)程可能不同?；|(zhì)分泌細(xì)胞的主要來源可能有治療意義。例如，間質(zhì)成纖維細(xì)胞是轉(zhuǎn)基因的首要目標(biāo)[5]。另一方面，成纖維細(xì)胞的增殖和刺激在某些慢性腎臟疾病如UUO模型中不是十分重要。UUO模型以及腎毒性血清腎炎模型都是通過EMT激活成纖維細(xì)胞。用骨形成蛋白（BMP）-7或抑制肝細(xì)胞生長因子阻斷EMT能抑制進(jìn)展，以及在應(yīng)用BMP-7的情況下，甚至可以還原這些模型中的基質(zhì)沉積[12]。相反，骨形態(tài)發(fā)生蛋白-7在沒有或很少EMT如超載蛋白尿模型中其抗纖維化就會減弱或沒有[13]；但是關(guān)于人類的細(xì)胞來源，激活成纖維細(xì)胞形成是一個剛剛開始研究的領(lǐng)域。因此，如何將實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ褪占降男畔?yīng)用于臨床研究將是非常有趣的。

4 結(jié)論

腎成纖維細(xì)胞仍然是一個謎，缺乏明確的標(biāo)志阻礙了這些細(xì)胞在體內(nèi)的研究。同時缺乏標(biāo)志表明這些細(xì)胞的異質(zhì)性。表達(dá)α-平滑肌肌動蛋白的肌纖維細(xì)胞可能只是基質(zhì)分泌細(xì)胞的一種被激活的成纖維細(xì)胞。這些細(xì)胞可能源于已存在的間質(zhì)細(xì)胞、間質(zhì)和（或）造血干細(xì)胞、膜周細(xì)胞和EMT過程。這些細(xì)胞元素的作用在不同的進(jìn)展性腎病中可能會有所不同。更有趣的是，這可能有治療意義。然而同時必須強(qiáng)調(diào)的是，幾乎所有這些數(shù)據(jù)都來自對動物模型的研究，對人類腎臟纖維化的意義還有待確定。

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