內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激介導(dǎo)的腎損傷及干預(yù)和保護(hù)策略

邢同岳， 江振洲， 蘇鈺文， 王 濤， 張陸勇*

(1.中國(guó)藥科大學(xué)新藥篩選中心，江蘇 南京 210009;2.中國(guó)藥科大學(xué)藥物質(zhì)量與安全預(yù)警教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210009;3.中國(guó)藥科大學(xué)江蘇省藥效研究與評(píng)價(jià)服務(wù)中心，江蘇 南京 210009)

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是真核細(xì)胞內(nèi)廣泛分布的網(wǎng)狀膜系統(tǒng)，為十分重要的細(xì)胞器，主要負(fù)責(zé)胞內(nèi)蛋白的生物合成和翻譯后的折疊修飾以及鈣穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)等。各種生理病理因素的刺激均可能對(duì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)功能產(chǎn)生不利影響，導(dǎo)致未折疊和錯(cuò)誤折疊蛋白在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)腔聚集，繼而引起內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白合成暫停、胞內(nèi)鈣穩(wěn)態(tài)失衡和脂質(zhì)合成紊亂等，這一系列的病理過(guò)程統(tǒng)稱為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激(endoplasmic reticulumstress，ERS)。

腎臟是機(jī)體最重要的代謝器官之一，也是外源性化合物毒性作用的主要靶器官。研究表明，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)可能是藥物引發(fā)腎損傷的重要胞質(zhì)靶點(diǎn)，且ERS參與了腎毒物引發(fā)的腎損傷過(guò)程，也是促進(jìn)腎臟疾病發(fā)生發(fā)展的重要因素。本文簡(jiǎn)介ERS的相關(guān)信號(hào)通路及介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡機(jī)制以及其生理病理學(xué)意義，并以若干典型腎毒物為例，重點(diǎn)對(duì)ERS在各類腎毒物引發(fā)腎損傷過(guò)程中的作用作一綜述，探討對(duì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激介導(dǎo)腎損傷的干預(yù)和保護(hù)策略。

1 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的相關(guān)信號(hào)通路

與胞質(zhì)相比，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)腔具有兩大特性:強(qiáng)氧化環(huán)境和高鈣離子濃度，前者為蛋白的合成、折疊和轉(zhuǎn)運(yùn)等提供了必要條件，后者使內(nèi)質(zhì)網(wǎng)具有調(diào)節(jié)胞內(nèi)鈣穩(wěn)態(tài)的“鈣庫(kù)”功能［1］。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的復(fù)雜功能中任一環(huán)節(jié)受阻，均可能導(dǎo)致其蛋白合成功能障礙，并引發(fā)ERS。ERS發(fā)生后主要激活3條信號(hào)通路:未折疊蛋白反應(yīng)(unfolded protein response，UPR)、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)超負(fù)荷反應(yīng)和固醇調(diào)節(jié)級(jí)聯(lián)反應(yīng)，其中UPR通路對(duì)細(xì)胞的影響最為廣泛和復(fù)雜。

ERS發(fā)生時(shí)，首先觸發(fā)UPR。UPR是細(xì)胞進(jìn)化過(guò)程中形成的保護(hù)性機(jī)制，通過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上3個(gè)跨膜信號(hào)分子——蛋白激酶樣內(nèi)質(zhì)網(wǎng)激酶(PERK)、活化轉(zhuǎn)錄因子6(ATF6)和肌醇需求酶1(IRE1)的激活而啟動(dòng)。在生理狀態(tài)下，這3個(gè)信號(hào)分子與UPR核心調(diào)控蛋白——葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白 78(glucose-regulated protein 78，GRP78)結(jié)合而失活;當(dāng)ERS發(fā)生時(shí)，由于GRP78與未折疊蛋白親和力更高而與之結(jié)合，導(dǎo)致這些信號(hào)分子與GRP78解離并游離進(jìn)入胞質(zhì)，啟動(dòng) UPR(見(jiàn)圖1)［2］。

圖1 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激介導(dǎo)的具有細(xì)胞保護(hù)作用的UPR通路Figure 1 ERS-invoked adaptive pathway UPR

PERK是一種絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，其在ERS發(fā)生時(shí)最早進(jìn)入胞質(zhì)活化，繼而使真核細(xì)胞翻譯起始因子2α(eukaryotic translation initiation factor 2α，eIF2α)發(fā)生磷酸化，導(dǎo)致大部分蛋白的翻譯受阻，減少新生蛋白進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，減輕內(nèi)質(zhì)網(wǎng)負(fù)荷。此外，PERK-eIF2α通路還可激活A(yù)TF4，選擇性誘導(dǎo)伴侶蛋白、氧化解毒酶(如谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶和血紅素加氧酶-1)等UPR靶蛋白的表達(dá)，降低細(xì)胞氧化損傷和ERS損傷。然而，此通路過(guò)度激活則會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄因子CCAAT增強(qiáng)子結(jié)合蛋白同源蛋白(CHOP)的活化［3］，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。

ATF6與GRP78解離后，轉(zhuǎn)位到高爾基體發(fā)生剪切而活化，然后轉(zhuǎn)位到胞核內(nèi)，誘導(dǎo)啟動(dòng)子區(qū)含有ERS反應(yīng)元件(ERSE)的基因表達(dá)［4］?？勺R(shí)別ATF6的靶基因包括內(nèi)質(zhì)網(wǎng)伴侶蛋白基因，如GRP78、GRP94、蛋白二硫鍵異構(gòu)酶(protein disulphide isomerase，PDI)、CHOP和X盒結(jié)合蛋白1(X box-binding protein 1，XBP1)的基因。ATF6信號(hào)通路的作用可能主要是促進(jìn)細(xì)胞存活。

激活的IRE1具有核糖核酸內(nèi)切酶活性，可啟動(dòng)XBP1mRNA的剪切，最終促進(jìn)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相關(guān)降解(ER-associated degradation，ERAD)和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)伴侶分子的表達(dá)［2］。IRE1-XBP1通路可通過(guò)促進(jìn)蛋白正確折疊而發(fā)揮細(xì)胞保護(hù)作用。

2 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡和自噬

ERS過(guò)強(qiáng)或時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)，可經(jīng)CHOP、c-Jun氨基端激酶(JNK)和caspase-12等介導(dǎo)的通路引發(fā)細(xì)胞凋亡或自噬(見(jiàn)圖2)［2］。由ERS介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡途徑是除死亡受體途徑和線粒體凋亡途徑外，新發(fā)現(xiàn)的第3種細(xì)胞凋亡途徑。自噬是經(jīng)溶酶體途徑產(chǎn)生的與細(xì)胞自身成分降解有關(guān)的代謝過(guò)程，可使細(xì)胞發(fā)生除了凋亡和壞死之外的第3種形式的死亡。研究表明，自噬級(jí)聯(lián)在含有溶酶體成分的細(xì)胞發(fā)生應(yīng)激(包括ERS)時(shí)可被廣泛激活［5］。ERS與自噬的關(guān)系目前尚不十分明確。

圖2 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激介導(dǎo)的凋亡通路Figure 2 ERS-induced apoptosis by CHOP，JNK and caspase-12

3 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的生理病理學(xué)意義

有研究表明，ERS與炎癥、缺血缺氧、氧化應(yīng)激等反應(yīng)具有信號(hào)關(guān)聯(lián)性。首先，ERS與多種類型的炎癥反應(yīng)有關(guān)，炎癥反應(yīng)中重要的基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子NF-κB可經(jīng)PERK-eIF2α和 IRE1-TRAF2通路激活。其次，缺氧和局部缺血也可有效引發(fā)ERS，氧化應(yīng)激產(chǎn)生的活性氧簇(ROS)不僅影響細(xì)胞氧化還原狀態(tài)，而且影響細(xì)胞蛋白折疊能力，最終導(dǎo)致ERS;而且，ERS也能促進(jìn)胞內(nèi)ROS生成，PERK-eIF2α通路則可對(duì)抗錯(cuò)誤折疊蛋白產(chǎn)生的氧化應(yīng)激損傷［6］。

總之，各種生理病理刺激均可能通過(guò)復(fù)雜信號(hào)的關(guān)聯(lián)而引發(fā)ERS。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)可通過(guò)UPR重建受損的細(xì)胞穩(wěn)態(tài)，以適應(yīng)各種環(huán)境變化，或者通過(guò)誘發(fā)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)特有的凋亡程序，以消除受損而無(wú)法修復(fù)的細(xì)胞。

4 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激在腎毒物引發(fā)腎損傷過(guò)程中的作用

腎臟特殊的生理功能使其更容易遭受毒物損害，這主要是因?yàn)?1)大多數(shù)外源性化合物及其代謝物均需經(jīng)腎臟排出體外;2)腎臟豐富的血流量使腎臟與毒物接觸的機(jī)會(huì)增加;3)腎小管的重吸收和分泌功能可使毒物在腎小管局部高濃度富集［7］。研究發(fā)現(xiàn)，ERS參與了多種腎毒物引發(fā)的腎損傷過(guò)程，并可能成為腎損傷的促進(jìn)因素。

4.1 在鉑類藥物引發(fā)腎損傷中的作用

實(shí)驗(yàn)研究顯示，順鉑可誘導(dǎo)豬源腎小管上皮細(xì)胞系LLC-PK1發(fā)生ERS，使XBP1 mRNA表達(dá)顯著升高，特異性凋亡蛋白caspase-12剪切產(chǎn)物明顯增多，而沉默caspase-12基因表達(dá)，則可對(duì)抗順鉑誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡，提示順鉑所致細(xì)胞凋亡是由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的caspase-12介導(dǎo)［8］。在無(wú)核細(xì)胞中進(jìn)行的研究發(fā)現(xiàn)，順鉑可誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生非DNA損傷途徑介導(dǎo)的凋亡;在胞質(zhì)中鈣離子和鈣蛋白酶calpain存在下，順鉑可導(dǎo)致caspase-12激活以及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)伴侶蛋白GRP78的表達(dá)增多，提示順鉑的細(xì)胞毒性與其作用于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)并觸發(fā)ERS特異性凋亡有關(guān)［9］。

4.2 在非甾體類抗炎藥引發(fā)腎損傷中的作用

對(duì)乙酰氨基酚(APAP)是常用非甾體類抗炎藥(NSAID)，在體內(nèi)可引發(fā)腎小管壞死、血漿肌酐水平升高和腎小球?yàn)V過(guò)率下降。體外研究顯示，APAP可以caspase-9和-3依賴性方式介導(dǎo)腎小管上皮細(xì)胞凋亡，且致細(xì)胞中CHOP表達(dá)上調(diào)和核轉(zhuǎn)移，激活內(nèi)質(zhì)網(wǎng)凋亡蛋白caspase-12，但并未引起線粒體膜電位變化及細(xì)胞色素C的釋放，提示APAP可能經(jīng)ERS途徑而非線粒體途徑誘導(dǎo)腎小管上皮細(xì)胞凋亡。在用APAP主要代謝產(chǎn)物對(duì)氨基苯酚誘導(dǎo)的大鼠急性腎損傷模型中發(fā)現(xiàn)，其腎臟組織中ERS標(biāo)志物GRP78和GRP94的mRNA和蛋白表達(dá)水平顯著上調(diào)，caspase-12也被激活，提示APAP的腎毒性與ERS誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡有關(guān)［10］。此外，大鼠實(shí)驗(yàn)顯示，體內(nèi)鈣調(diào)節(jié)蛋白calpain表達(dá)水平的升高可激活caspase-12前體蛋白(procaspase-12)，而 calpain特異性抑制劑PD150606則可減少caspase-12的激活，顯著緩解對(duì)氨基苯酚所致大鼠血肌酐和尿素氮水平的升高，保護(hù)大鼠免受對(duì)氨基苯酚的毒性損傷［11］。由此可見(jiàn)，由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣紊亂和caspase-12途徑介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡是APAP誘發(fā)大鼠腎損傷的可能機(jī)制。

4.3 在氨基糖苷類抗生素引發(fā)腎損傷中的作用

氨基糖苷類抗生素在體內(nèi)的毒性作用主要是引起腎臟近端小管損傷，甚至導(dǎo)致急性腎功能衰竭。體內(nèi)外研究顯示，慶大霉素可導(dǎo)致細(xì)胞ERS標(biāo)志性信號(hào)蛋白XBP1的mRNA表達(dá)上調(diào)以及GRP78和GRP94的基因和蛋白水平升高，并引起腎小管上皮細(xì)胞壞死。進(jìn)一步的研究還發(fā)現(xiàn)，在慶大霉素誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的過(guò)程中，ERS介導(dǎo)的凋亡信號(hào)被激活，可能促進(jìn)了腎小管上皮細(xì)胞損傷［12］。

4.4 在環(huán)孢素A引發(fā)腎損傷中的作用

已有研究顯示，環(huán)孢素A可誘導(dǎo)LLC-PK1細(xì)胞凋亡，其間除造成線粒體損傷外，核信號(hào)分子CHOP也被激活，提示ERS介導(dǎo)的凋亡可能參與了環(huán)孢素A的毒性機(jī)制。體外研究發(fā)現(xiàn)，環(huán)孢素A可引起人腎小管上皮細(xì)胞中GRP78、CHOP和同型半胱氨酸誘導(dǎo)ERS蛋白(HERP)的mRNA水平上調(diào)以及伴侶蛋白GRP78和PDI的表達(dá)水平顯著升高［13］。而且，體內(nèi)研究表明，環(huán)孢素 A能致使大鼠體內(nèi)GRP78、PDI、CHOP和HERP的 mRNA水平顯著升高，并具有劑量依賴性，且可引起大鼠腎皮質(zhì)區(qū)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)明顯腫脹。而體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)均顯示，ERS特異性阻斷劑salubrinal可降低環(huán)孢素A的毒性［14］。因此推斷，ERS可能是環(huán)孢素A引發(fā)腎毒性的主要機(jī)制之一。

4.5 在馬兜鈴酸類化合物引發(fā)腎損傷中的作用

馬兜鈴酸(aristolochic acid，AA)是中藥關(guān)木通和廣防己引發(fā)腎臟損害的主要毒性成分，主要導(dǎo)致腎小管損傷，表現(xiàn)為腎小管上皮細(xì)胞死亡及腎間質(zhì)纖維化等。誘導(dǎo)腎小管上皮細(xì)胞凋亡，是AA的腎毒性發(fā)生機(jī)制之一。Hong等［15］提出，AA可能是通過(guò)引起內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)鈣庫(kù)釋放和胞外鈣內(nèi)流而導(dǎo)致胞內(nèi)鈣穩(wěn)態(tài)失衡，繼而激活ERS，并經(jīng)caspase途徑誘導(dǎo)腎小管上皮細(xì)胞凋亡。高瑞通等［16］研究發(fā)現(xiàn)，AA類主要毒性化合物AA-I引發(fā)的LLC-PK1細(xì)胞凋亡與胞內(nèi)鈣離子水平升高有關(guān)，而鈣拮抗劑拉西地平可降低AA-I所致胞內(nèi)高鈣離子水平，并有效對(duì)抗AA-I誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。因此，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣穩(wěn)態(tài)失衡及ERS可能參與了AA-I的腎毒性過(guò)程。筆者所在課題組在SD大鼠中進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)研究也表明，連續(xù)給予AA-I，可使大鼠腎臟出現(xiàn)明顯損傷以及腎臟組織中calpain基因表達(dá)上調(diào)和caspase-12激活。據(jù)此推測(cè)，ERS參與了AA導(dǎo)致的腎損傷過(guò)程，而保持內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣穩(wěn)態(tài)，有效控制 ERS，則有可能降低AA引發(fā)的腎臟毒性。

4.6 在重金屬引發(fā)腎損傷中的作用

重金屬鎘、鉛、汞等是常見(jiàn)的環(huán)境腎毒物，主要通過(guò)環(huán)境污染而蓄積于人體肝臟和腎臟，并產(chǎn)生毒性。張葉等［17］報(bào)道稱，甲基汞急性暴露，可誘導(dǎo)大鼠發(fā)生ERS。另有研究發(fā)現(xiàn)，低濃度氯化鎘可誘導(dǎo)LLC-PK1細(xì)胞發(fā)生ERS，主要表現(xiàn)為促進(jìn)elF2α磷酸化和ATF4的活化，繼而上調(diào)GRP78基因和蛋白的表達(dá);然而，通過(guò)體外干預(yù)而進(jìn)一步上調(diào)細(xì)胞中伴侶蛋白 GRP78的表達(dá)，則可降低鎘對(duì)細(xì)胞的毒性［18］。有學(xué)者還考察了鎘對(duì)細(xì)胞損傷過(guò)程中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)鈣離子的變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，鎘可降低鈣激動(dòng)劑誘導(dǎo)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)鈣信號(hào)上升，并抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)Ca2+-ATP酶活性，激活XBP1的mRNA轉(zhuǎn)錄和caspase-12，且致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)形態(tài)發(fā)生明顯改變［19］。進(jìn)一步的體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)研究均表明，氯化鎘能上調(diào)LLC-PK1細(xì)胞中GRP78、GRP94和CHOP的表達(dá)，激活A(yù)TF6通路和IRE1-XBP1通路，誘發(fā)經(jīng)CHOP和JNK途徑介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡;當(dāng)細(xì)胞過(guò)表達(dá)GRP78和氧調(diào)節(jié)蛋白150(ORP150)后，氯化鎘誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡可被顯著抑制［20］。這表明，鎘的腎毒性是經(jīng)ERS誘導(dǎo)的凋亡途徑產(chǎn)生，人為干預(yù)UPR通路則可削弱其毒性，起到細(xì)胞保護(hù)作用。

4.7 在氟類物質(zhì)引發(fā)腎損傷中的作用

氟是人體的必需元素，但高濃度氟則會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生蓄積性腎毒性。孫景春等［21］研究發(fā)現(xiàn)，大鼠經(jīng)高氟(即低鈣加氟)飲食3個(gè)月后，其腎臟近端小管和遠(yuǎn)端小管上皮細(xì)胞發(fā)生水腫和空泡變性，并伴有散在的壞死、輕度再生修復(fù)和腎間質(zhì)充血;同時(shí)，腎臟組織中XBP1基因和GRP78 mRNA表達(dá)水平均明顯上調(diào)。提示，機(jī)體攝入過(guò)量的氟，可造成明顯的腎組織損傷，而且ERS可能參與了此損傷過(guò)程。

5 對(duì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激介導(dǎo)腎損傷的干預(yù)和保護(hù)策略

人們通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)ERS通路進(jìn)行人為干預(yù)和有效調(diào)控，維持內(nèi)質(zhì)網(wǎng)及胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)，可降低腎毒物經(jīng)ERS途徑誘發(fā)的腎臟損傷。據(jù)此，人們提出并考察了針對(duì)ERS誘導(dǎo)腎損傷的各種干預(yù)和保護(hù)策略。

5.1 預(yù)處理法

預(yù)處理法(preconditioning method)是使用小劑量毒性誘導(dǎo)劑(如衣霉素、毒胡蘿卜素、A23187等)誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生適度的ERS，以增強(qiáng)細(xì)胞對(duì)毒物毒性作用的抵抗力。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，這種預(yù)處理對(duì)LLCPK1細(xì)胞具有保護(hù)作用，可對(duì)抗過(guò)氧化氫導(dǎo)致的氧化損傷，而其可能機(jī)制是激活保護(hù)性UPR，避免了氧化應(yīng)激導(dǎo)致的胞內(nèi)鈣離子水平升高和JNK的活化［22］。而且，體外實(shí)驗(yàn)顯示，使用小劑量的衣霉素和氧化型二硫蘇糖醇(oxidized dithiothreitol，DTTox)預(yù)處理不同種屬的腎小管上皮細(xì)胞，均可降低慶大霉素、APAP等臨床腎毒物對(duì)細(xì)胞的毒性作用［23］。

體內(nèi)研究也證實(shí)了預(yù)處理法具有腎臟保護(hù)作用。Inagi等［24］預(yù)先給實(shí)驗(yàn)大鼠單次腹腔注射低劑量衣霉素(0.3 mg·kg-1)或毒胡蘿卜素(0.2 mg·kg-1)，4 d后再用抗Thy1單克隆抗體制備大鼠系膜增生性腎小球腎炎模型，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這種預(yù)處理可對(duì)模型大鼠腎臟起保護(hù)作用。進(jìn)一步的研究還發(fā)現(xiàn)，通過(guò)預(yù)處理適度誘導(dǎo)ERS，可使大鼠對(duì)急性缺血性損傷、再灌注損傷等產(chǎn)生抵抗［25］;使用單劑量DTTox(200 mg·kg-1，sc)進(jìn)行預(yù)處理，則可使大鼠有效抵抗腎毒物 S-(1，1，2，2-四氟乙基)-L-半胱氨酸(TFEC)的毒性作用［26］。因此，采用預(yù)處理法進(jìn)行干預(yù)，抵御腎毒物的毒性作用而起腎臟保護(hù)作用，值得深入研究，其具體機(jī)制也有待進(jìn)一步闡明。

5.2 針對(duì)UPR信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的調(diào)節(jié)與干預(yù)

UPR是ERS發(fā)生初期的主要保護(hù)性反應(yīng)，可致細(xì)胞中 GRP78、GRP94和 PDI等應(yīng)激蛋白表達(dá)上調(diào)，促進(jìn)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)腔蛋白正確折疊，減輕內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白折疊負(fù)荷。針對(duì)UPR信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中關(guān)鍵酶和調(diào)節(jié)位點(diǎn)，篩選其激動(dòng)劑或抑制劑，或者采用其他手段，對(duì)其蛋白和基因的表達(dá)進(jìn)行調(diào)節(jié)，是目前對(duì)ERS致腎毒性的干預(yù)研究的重要方向之一。

研究表明，提高細(xì)胞中伴侶蛋白的表達(dá)，可抵抗腎毒物刺激所致病理性損傷，產(chǎn)生細(xì)胞保護(hù)作用。例如，過(guò)表達(dá)GRP78和ORP150的LLC-PK1細(xì)胞可抵御氯化鎘誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡［20］;體內(nèi)激活UPR通路，可保護(hù)大鼠腎臟免受缺血再灌注損傷［27］。另外，外源性分子伴侶4-苯丁酸鈉(4-PBA)在體內(nèi)也具有類似伴侶蛋白的作用，可穩(wěn)定未折疊蛋白構(gòu)象并促進(jìn)其轉(zhuǎn)運(yùn)，抑制與nephrin突變有關(guān)的蛋白錯(cuò)誤折疊，對(duì)蛋白突變所致?lián)p傷的腎臟具有保護(hù)作用［28］。提示，通過(guò)尋找外源性分子伴侶，有可能發(fā)現(xiàn)具腎臟保護(hù)作用的新藥。

eIF2α是重要的核糖體翻譯起始因子復(fù)合物的組分，其磷酸化后可直接促進(jìn)伴侶蛋白的翻譯，發(fā)揮細(xì)胞保護(hù)作用。因此，發(fā)現(xiàn)和篩選eIF2α去磷酸化抑制劑，是目前備受關(guān)注的抗ERS所致細(xì)胞凋亡策略之一［29］?；衔?salubrinal可提高細(xì)胞中 eIF2α磷酸化水平，對(duì)抗ERS誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡，且體內(nèi)實(shí)驗(yàn)亦表明其可明顯減輕環(huán)孢素A對(duì)大鼠的腎毒性損傷［14］。可見(jiàn)，UPR通路特異性調(diào)節(jié)劑的使用有可能緩解和治療ERS誘發(fā)的損傷和相關(guān)疾病。

5.3 抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激介導(dǎo)的凋亡途徑中關(guān)鍵分子

特異性抑制ERS介導(dǎo)的凋亡途徑中關(guān)鍵分子(如下游的 CHOP、ASK/JNK和caspase-12)或維持胞內(nèi)鈣穩(wěn)態(tài)，也可起到保護(hù)細(xì)胞免受凋亡損傷的作用。

ERS引發(fā)細(xì)胞凋亡，主要經(jīng)CHOP通路介導(dǎo)。CHOP是重要的核轉(zhuǎn)錄因子，位于PERK-eIF2α通路和ATF6通路的下游，可下調(diào)Bcl-2抗凋亡作用，增強(qiáng)氧化損傷，促進(jìn)細(xì)胞凋亡。故而，抑制CHOP的表達(dá)，可避免細(xì)胞由ERS引發(fā)的凋亡。

IRE1過(guò)度活化后可與腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子(TRAF2)相互作用并形成復(fù)合物，然后激活由caspase-12和ASK/JNK介導(dǎo)的凋亡通路。采用高通量篩選方法發(fā)現(xiàn)的化合物benzodiazepinones可選擇性促進(jìn)ASK磷酸化(其磷酸化后活性降低)，從而導(dǎo)致IRE1-JNK通路的抑制。因此，通過(guò)抑制ASK功能，可有效抵抗IRE1-ASK/JNK通路介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡［30］。

Caspase-12是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)特異性凋亡分子，而內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)鈣信號(hào)紊亂時(shí)，可經(jīng)calpain激活caspase-12。Calpain特異性抑制劑PD150606可在體內(nèi)有效抑制caspase-12的活化，保護(hù)大鼠免受ERS損傷［11］。體外實(shí)驗(yàn)顯示，使用鈣離子絡(luò)合劑BAPT-AM和calbindin也可以抵抗AA經(jīng)鈣信號(hào)紊亂途徑誘導(dǎo)的腎小管上皮細(xì)胞凋亡［15］?？梢?jiàn)，維護(hù)細(xì)胞鈣穩(wěn)態(tài)，可有效保護(hù)細(xì)胞，避免由caspase-12信號(hào)通路途徑介導(dǎo)的凋亡。

5.4 對(duì)其他相關(guān)信號(hào)通路的調(diào)節(jié)

鑒于ERS與炎癥、氧化應(yīng)激等具有信號(hào)關(guān)聯(lián)性，因此也可以通過(guò)調(diào)節(jié)其他相關(guān)信號(hào)通路來(lái)阻抑ERS誘導(dǎo)的損傷。TM2002是蛋白氧化和糖基化抑制劑，可有效抑制缺血再灌注大鼠發(fā)生ERS，從而發(fā)揮腎臟保護(hù)作用［31］?？寡趸锸宥×u茴醚(butylated hydroxyanisole)則可通過(guò)降低胞內(nèi)ROS水平，提高內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白折疊能力，減少 ERS介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡［32］。另外，臨床使用的免疫抑制劑咪唑立賓(mizoribine)可通過(guò)重建細(xì)胞能量平衡并避免ERS發(fā)生而緩解腎病綜合癥大鼠的蛋白尿癥狀［33］。以上研究提示，將抗氧化應(yīng)激、抗缺氧和抗ERS療法聯(lián)合使用，有可能對(duì)ERS誘導(dǎo)的腎損傷產(chǎn)生協(xié)同抵抗作用。

6 結(jié)語(yǔ)

總之，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)作為外源性化合物引發(fā)腎臟損傷的重要胞質(zhì)靶點(diǎn)，在腎臟疾病發(fā)生發(fā)展中的作用值得進(jìn)一步關(guān)注。ERS誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡為一新發(fā)現(xiàn)的凋亡途徑，其詳細(xì)分子機(jī)制及生理病理功能將逐步得到闡明。針對(duì)ERS過(guò)程中信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的關(guān)鍵點(diǎn)或分子靶標(biāo)，篩選特異有效的抑制劑或激動(dòng)劑，就有可能研發(fā)出用于臨床預(yù)防和治療腎臟疾病的新型藥物。

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