促紅細(xì)胞生成素與腎損傷的研究進(jìn)展

姜 丹，許春花

(延邊大學(xué)附屬醫(yī)院兒科，吉林 延吉 133000)

腎損傷是一種由諸多因素引起的腎功能快速下降而出現(xiàn)的一系列臨床綜合征，其病因復(fù)雜，發(fā)病率高，是腎臟病的一種常見急危重癥。腎臟損傷，尤其是急性腎損傷(acutekidneyinjury，AKI)其病發(fā)機(jī)制多樣，病死率高。當(dāng)前對腎臟疾病的診斷及治療取得了一定的研究進(jìn)展，但對腎損傷仍缺乏有效的特異性治療。相關(guān)文獻(xiàn)[1]顯示促紅細(xì)胞生成素(erythropotin，EPO)對腎臟具有保護(hù)作用，可以抑制腎小管損傷，緩解腎臟組織和結(jié)構(gòu)的功能損失。本研究經(jīng)過本院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)同意，就EPO在腎損傷的臨床治療可行性及相關(guān)研究進(jìn)展展開綜述。

1 腎損傷發(fā)病機(jī)制

腎損傷以腎功能喪失為最大特點(diǎn)，腎臟功能持續(xù)喪失可引起血液循環(huán)異常、腦細(xì)胞供氧不足、動(dòng)脈粥樣硬化等全身各個(gè)系統(tǒng)的相關(guān)性疾病。腎臟缺血及腎毒性物質(zhì)均可導(dǎo)致腎臟結(jié)構(gòu)和功能的損害，當(dāng)腎臟血流灌注不足、血壓過低超過自我調(diào)節(jié)能力時(shí)腎小球?yàn)V過率(GFR)即會(huì)下降，而腎臟發(fā)生缺血/再灌注(I/R)損傷時(shí)可損傷腎小管上皮細(xì)胞，刺激血管收縮，導(dǎo)致管內(nèi)壓增高，損害腎自主調(diào)節(jié)功能。受損的上皮細(xì)胞產(chǎn)生炎癥介質(zhì)(IL-6、IL-8、TNFα、MCP-1、RANTES等)使內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生炎癥反應(yīng)，炎癥反應(yīng)又使腎組織進(jìn)一步損傷，GFR持續(xù)下降，腎功能逐漸衰竭，如此惡性循環(huán)導(dǎo)致腎臟無法代償，形成無法逆轉(zhuǎn)的損耗。

2 EPO和促紅細(xì)胞生成素受體(EPO-R)的表達(dá)

EPO是一種由腎皮質(zhì)近曲小管管周細(xì)胞分泌的由165個(gè)氨基酸組成的糖蛋白[2],分子量為34kda。其首要生理功能便是增進(jìn)紅細(xì)胞的生成及釋放。然而，相關(guān)研究[3]表明EPO還具有抑制凋亡細(xì)胞死亡、刺激細(xì)胞再生、抑制有害途徑和促進(jìn)恢復(fù)等額外的非造血作用，其功能的發(fā)揮主要依賴于EPO-EPOR的基因表達(dá)。經(jīng)典的EPO-EPOR信號轉(zhuǎn)導(dǎo)理論[4]認(rèn)為：EPO和EPOR聯(lián)合會(huì)激活JAK2產(chǎn)生磷酸化，然后磷酸化的JAK2經(jīng)由信號傳導(dǎo)子及轉(zhuǎn)錄激活子(STAT)通路、磷脂酰肌醇-3激酶(PI3K)-AKT通路、絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路、核因子κB(NF-κB)等途徑完成EPOR的激活，激活的EPO-EPOR具備抗凋亡、抗炎癥作用。

2.1EPO抑制細(xì)胞凋亡：細(xì)胞凋亡是多基因嚴(yán)格監(jiān)控下進(jìn)行的病理生理反應(yīng)，其凋亡程序與BCL家族、抑癌基因P53等有著密不可分的關(guān)系。Ruscher等通過使用(PI3K)抑制劑LY294002降低了EPO誘導(dǎo)的細(xì)胞保護(hù)作用并促進(jìn)凋亡BCL家族成員Bad的磷酸化，當(dāng)腎小管細(xì)胞釋放促紅細(xì)胞生成素，激活EPO受體，繼而激活JAK-2，從而激活PI3K，PI3K-AKT通路介導(dǎo)的磷酸化可抑制細(xì)胞凋亡[5]。EPO介導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)在STAT轉(zhuǎn)錄因子中，STAT5是JAK2磷酸化最顯著的底物，而磷酸化STAT3和STAT1僅見于某些細(xì)胞中。Han-Tan等[6]研究證實(shí)EPO降低了凋亡指數(shù)的表達(dá)水平，激活了JAK2-STAT通路，活化的STAT進(jìn)入細(xì)胞核后會(huì)產(chǎn)生大量的抗凋亡蛋白，抑制線粒體釋放細(xì)胞色素C，發(fā)揮EPO的抗凋亡作用。EPO的抗凋亡作用是多通路多途徑的，最新研究[7]提出EPOR基因的敲減可能早于EPO發(fā)揮作用，EPO及EPOR基因下調(diào)使斑馬魚胚胎的腎臟凋亡細(xì)胞及壞死細(xì)胞增多，所以阻止EPO基因下調(diào)有可能會(huì)成為醫(yī)治腎臟疾病的新方向。

2.2EPO的炎癥調(diào)節(jié)作用：腎臟發(fā)生損傷實(shí)際上是一種炎癥反應(yīng)，當(dāng)腎臟血液灌注不足，損傷血管內(nèi)皮，機(jī)體就會(huì)釋放補(bǔ)體、細(xì)胞因子、活性氧等炎癥因子，致使腎臟發(fā)生炎癥及血管損傷。EPO是細(xì)胞保護(hù)性多功能激素[8]，可以通過下調(diào)血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)，激活誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)的表達(dá)，從而刺激腎小管細(xì)胞再生。StoyanoffTania等通過免疫組織化學(xué)和Western印跡法，評估EPO-R、血管內(nèi)皮生長因子系統(tǒng)(VEGF/VEGFR-2)、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶和磷酸化的核因子-κB(NF-κB)與腎損傷的實(shí)驗(yàn)[9]中，證實(shí)了EPO可通過VEGF過度表達(dá)、上調(diào)fvegf/VEGFR2、抑制iNOS的活性和NF-κB表達(dá)的減少，從而改善腎臟微血管損傷，發(fā)揮腎保護(hù)作用。

腎臟發(fā)生缺血性損害，再重新得到血液灌注，有可能會(huì)加重腎組織結(jié)構(gòu)功能障礙，甚至發(fā)生不可逆性損傷，當(dāng)發(fā)生缺血/再灌注損傷時(shí)，EPO可在一定程度上減少這種損傷。目前已經(jīng)明確EPO可以減少心肌I/R損傷，降低腦細(xì)胞I/R炎癥[10]，通過EPO預(yù)處理對再灌注損傷的保護(hù)作用研究[11]。我們知道EPO可以提高循環(huán)內(nèi)皮祖細(xì)胞的水平，有助于EPO在I/R動(dòng)物模型中的有益作用，目前尚不清楚這種機(jī)制是保護(hù)腎臟免受I/R損傷，還是促進(jìn)急性缺血事件后腎功能的恢復(fù)，但結(jié)果支持EPO可保護(hù)腎臟，減輕缺血/再灌注損傷。對EPO減輕腎I/R損傷的作用機(jī)理開展深入探討，進(jìn)一步明確相關(guān)機(jī)制，可對腎臟缺血/再灌注損傷的治療提供重要幫助。

3 EPO在慢性腎衰竭的作用

除了急性腎損傷，慢性腎衰竭(chronic renal failure，CRF)也是腎臟疾病中不可忽視的危重癥，慢性腎臟病(CKD)是囊括了水、電解質(zhì)代謝紊亂及蛋白質(zhì)、脂類代謝紊亂和全身各系統(tǒng)癥狀的綜合征。CRF患者由于腎組織分泌EPO降低，導(dǎo)致不同程度的腎性貧血(Renal anemia，RA)，如不及時(shí)治療會(huì)導(dǎo)致心血管疾病、認(rèn)知障礙等一系列并發(fā)癥的出現(xiàn)。EPO最主要的作用就是刺激紅細(xì)胞生成,對骨髓中的紅系祖細(xì)胞(EPCs)起主要作用，而通過外源性EPO的使用可保護(hù)腎臟，極大程度上糾正貧血。而重組人促紅細(xì)胞生成素(rhEPO)技術(shù)的發(fā)展，使腎性貧血獲得了有效的治療，過去30多年rhEPO作為一種有效的抗貧血藥物的連續(xù)使用[12]，現(xiàn)在rhEPO仍然是治療CKD相關(guān)貧血的最佳治療方案。但EPO細(xì)胞內(nèi)促進(jìn)內(nèi)源性促紅細(xì)胞生成素表達(dá)的靶點(diǎn)將更加具有吸引力。

4 EPO在腎臟纖維化(renal fibrosis)的作用

對于一些CKD[13]而言，隨著病情發(fā)展，會(huì)出現(xiàn)腎臟間質(zhì)纖維化及腎小球硬化，大量的細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)異常沉積，導(dǎo)致腎小球?yàn)V過率下降，造成腎實(shí)質(zhì)逐漸硬化，進(jìn)展為終末期腎病(ESRD)，直至腎臟完全失去生理功能。而促紅細(xì)胞生成素產(chǎn)生細(xì)胞(REPs)[14-15]在逆轉(zhuǎn)腎臟纖維化過程中發(fā)揮著重要作用，腎組織纖維化、功能衰竭讓靜息狀態(tài)下的REPs轉(zhuǎn)換為活化狀態(tài)，促進(jìn)腎臟分泌EPO，但活化的REPs會(huì)促進(jìn)肌成纖維細(xì)胞的REPs(MF-REPs)合成更多的ECM，加速腎臟纖維化。EPO治療腎損傷可以影響細(xì)胞因子表達(dá)、減少炎癥反應(yīng)，但是否可以抑制REPs活化，較少細(xì)胞外膠原的積聚，從而減輕腎間質(zhì)纖維化，發(fā)揮腎保護(hù)作用，目前仍缺乏相關(guān)研究結(jié)果。

綜上所訴，EPO與腎損傷的病理生理過程息息相關(guān)，EPO-EPOR通路產(chǎn)生的抗凋亡作用及抗炎作用可在一定程度上阻止腎損傷的發(fā)生與發(fā)展，外源性予以EPO可能會(huì)較少REPs的活化，進(jìn)而抑制腎纖維化。EPO在治療腎損傷上有其獨(dú)特的機(jī)理，但確切的作用機(jī)制目前尚未得到有效證實(shí)。進(jìn)一步研究EPO與腎損傷的關(guān)系，可以為臨床疾病的診斷及治療提供有價(jià)值的幫助，解決目前腎損傷缺乏特異性治療的困擾，促紅細(xì)胞生成素有望成為治療腎臟疾病的新靶點(diǎn)。