足細胞TRPC6與糖尿病腎病相關(guān)的研究進展

李 禮(綜述)，王彩麗(審校)

(包頭醫(yī)學(xué)院，內(nèi)蒙古 包頭 014010)

糖尿病腎病(diabetic nephropathy，DN)是糖尿病常見的微血管并發(fā)癥，是導(dǎo)致終末期腎衰竭的重要原因，蛋白尿是DN最常見的臨床表現(xiàn)之一，與DN的嚴重程度密切相關(guān)。蛋白尿的發(fā)生與腎小球濾過和腎小管的重吸收有關(guān)，但主要取決于腎小球濾過功能。腎小球濾過屏障由內(nèi)皮細胞、血管基膜、臟層上皮細胞即足細胞組成。腎小球毛細血管內(nèi)皮細胞為單層扁平細胞，厚約40 μm,主要限制帶負電荷離子及血液中的有形成分濾出；血管基膜是膠原分子形成的均質(zhì)薄膜；足細胞及足細胞足突連接形成的裂孔隔膜作為腎小球濾過的最后一道濾過屏障，對防止尿蛋白的漏出起著至關(guān)重要的作用。瞬時受體電位陽離子通道亞型6 (transient receptor potential channel 6，TRPC6)是新近發(fā)現(xiàn)的足細胞裂孔膜蛋白之一，與Nephrin、CD2AP、Podocin存在共定位分布，共同參與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，并維持足細胞的功能，是近幾年的研究熱點。該文就足細胞TRPC6在糖尿病腎病中的發(fā)病機制及其應(yīng)用進展予以綜述。

1 TRPC6概述

TRPC是瞬時受體電位陽離子通道，它與TRPA、TRPV、TRPM、TRPP、TRPML共同組成一個瞬時受體電位超家族，在小鼠TRPC家族包括7個亞族：TRPC1～7，而在人類只有6個亞家族，其中TRPC2是一個偽基因?；诎被嵝蛄械耐葱院凸δ艿南嘟裕琓RPC通道分為3組：TRPC1；TRPC4、TRPC5；TRPC3、TRPC6、TRPC7。其中TRPC3、TRPC6、TRPC7在結(jié)構(gòu)和功能上非常相近，有75%的同源性[1]，它們均被二酯酰甘油活化，同異質(zhì)三聚體一起組成細胞表面有功能的離子通道。TRPC6是目前研究較多的一個亞型，與蛋白尿發(fā)生密切相關(guān)。人類TRPC6基因定位于常染色體11q21～22[2],共有132 287個堿基(GeneBank:NC000011)，含13個外顯子。外顯子1～13分別含有的堿基數(shù)(bp)為595，775，183，165，217，234，265，196，204，75，84，76，1465。其表達產(chǎn)物TRPC6蛋白編碼931個氨基酸[2-3]。TRPC6是一個非選擇性陽離子通道蛋白，具有拓撲結(jié)構(gòu)，其N端和C端均在細胞內(nèi)，被分為6個跨膜區(qū)，在第1和第2跨膜區(qū)的細胞外結(jié)構(gòu)中有兩個糖基化位點(Asn473、Asn561)，此結(jié)構(gòu)對TRPC6的受體介導(dǎo)作用非常重要[3]，并且由第5和第6跨膜結(jié)構(gòu)域共同構(gòu)成發(fā)卡陽離子通道[4]。

TRPC6在腦組織、平滑肌、腎臟、免疫細胞和血細胞中均有表達[1]。2005年，Winn等[5]利用免疫熒光首次發(fā)現(xiàn)TRPC6在正常人腎小球和腎小管均有明顯表達。Reiser等[6]通過激光共聚焦進一步證實，TRPC6廣泛分布于腎小球和腎小管，而在腎小球中TRPC6蛋白主要表達于足細胞初級和次級足突，尤其在裂孔隔膜附近分布居多，腎小球內(nèi)皮細胞僅見少量表達。M?ller等[7]通過免疫熒光發(fā)現(xiàn)，TRPC6在正常人腎組織中遍布整個腎小球，尤其在毛細血管襻外周表達更強，是重要的足細胞裂孔膜蛋白之一。TRPC6可與Nephrin、Podocin、CD2AP等蛋白相互作用，共同組成足細胞裂孔膜復(fù)合體，調(diào)節(jié)足細胞的功能，維系正常腎小球濾過功能，它們的突變引起蛋白尿性腎小球疾病[6，8]。

2 TRPC6與Nephrin 、CD2AP的關(guān)系

Nephrin、CD2AP、Podocin等蛋白分子共同組成足細胞裂孔膜的重要分子，對維持裂孔膜的結(jié)構(gòu)和功能起重要作用，而Nephrin分子又是維系裂孔隔膜功能的關(guān)鍵分子，其胞內(nèi)段含有的部分酪氨酸殘基可被酪氨酸激酶Fyn(Src激酶)磷酸化發(fā)揮信號轉(zhuǎn)導(dǎo)作用，從而參與足細胞的細胞骨架重構(gòu)等重要生理功能。Reiser等[6]應(yīng)用免疫熒光雙標記發(fā)現(xiàn)TRPC6與Nephrin、CD2AP存在共定位分布，免疫沉淀結(jié)果還提示TRPC6與Nephrin有相互作用，而與CD2AP無相互作用。Reiser等[6]還發(fā)現(xiàn)，Nephrin基因剔除的小鼠其足細胞內(nèi)TRPC6表達增加而且分布發(fā)生了改變，呈顆粒樣聚集，提示Nephrin缺失誘發(fā)了TRPC6表達的增加和分布的改變。反過來，TRPC6突變可干擾Nephrin-CD2AP-Podocin復(fù)合體的功能，導(dǎo)致足細胞功能的改變。近幾年研究證實TRPC6與Nephrin可能參與共同的信號通路，F(xiàn)yn激酶不僅可以磷酸化Nephrin從而啟動Nephrin相關(guān)的信號通路[9]，也可以磷酸化TRPC6啟動TRPC6信號通路[10]。說明TRPC6可與Nephrin共同組成裂孔膜上的信號復(fù)合體，維持足細胞的功能。

TRPC6與足細胞骨架蛋白關(guān)系密切，Reiser等[6]研究組發(fā)現(xiàn)TRPC6過表達的足細胞其肌動蛋白纖維絲缺乏。又有研究表明，體外培養(yǎng)的TRPC6蛋白過度表達時，肌動蛋白(actin)纖維大量解聚[7]。Jiang等[11]研究也發(fā)現(xiàn)，TRPC6過表達可引起纖絲狀肌動蛋白分布紊亂和Nephrin及Synaptopodin表達下降，導(dǎo)致足突發(fā)生收縮和數(shù)量減少。Sun 等[12]通過構(gòu)建針對TRPC6基因攜帶小發(fā)夾RNA(shRNA)真核表達載體，觀察TRPC6基因剔除對嘌呤霉素誘導(dǎo)的足細胞損傷的影響，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)染質(zhì)粒的足細胞TRPC6 mRNA及蛋白的表達水平下降，α-肌動蛋白和微管蛋白的分布紊亂發(fā)生好轉(zhuǎn)。這均提示TRPC6基因表達異?？梢鹱慵毎Y(jié)構(gòu)的改變，從而引起蛋白尿。

3 TRPC6與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)

TRPC6在鈣信號通路轉(zhuǎn)導(dǎo)中發(fā)揮重要作用，調(diào)節(jié)Ca2+內(nèi)流的機制主要有兩種：①二酯酰甘油直接作用于TRPC6，二酯酰甘油依賴蛋白激酶C機制使細胞內(nèi)Ca2+濃度升高，從而調(diào)節(jié)TRPC6通道的活性[13]，人胚腎細胞(HEK293)轉(zhuǎn)染TRPC6后用二酯酰甘油的類似物OAG刺激發(fā)現(xiàn)Ca2+內(nèi)流增加，TRPC6表達更多更持久[5]。Schl?ndorff等[14]在人胚腎細胞株293T中轉(zhuǎn)染了TRPC6突變體R895C,以轉(zhuǎn)染野生型的TRPC6的293T細胞做對照，經(jīng)鈣成像分析發(fā)現(xiàn)，其胞內(nèi)Ca2+濃度顯著高于對照組細胞，TRPC6蛋白的表達也顯著高于對照組，隨后發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)染了TRPC6突變體的足細胞明顯受損。②依賴磷脂酶C信號通路,磷脂酶C的抑制劑U73122可使TRPC6通道開放減少[15]，并使依賴于細胞內(nèi)Ca2+濃度變化的肌動蛋白細胞骨架纖絲狀肌動蛋白的紊亂分布得以恢復(fù)。又有研究證實，血管緊張素Ⅱ可誘導(dǎo)足細胞凋亡，其機制與Ca2+內(nèi)流導(dǎo)致細胞內(nèi)Ca2+濃度升高有關(guān)，故臨床試驗發(fā)現(xiàn)用血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑和血管緊張素受體阻斷劑可減緩腎臟病的進展，特別對于糖尿病腎病患者[16]。其機制可能與減少足細胞凋亡有關(guān)。TRPC6過表達可以激活Ca2+依賴的RhoA信號通路，從而引起足細胞上的骨架重排。Jiang等[11]研究發(fā)現(xiàn)，TRPC6過表達可引起Ca2+內(nèi)流增加，RhoA酶活化，在給予RhoA抑制劑后，錯誤分布的纖絲狀肌動蛋白及表達下調(diào)的Nephrin及Synaptopodin均得以恢復(fù)。由此看來，TRPC6信號通路相當(dāng)復(fù)雜，還需大量的研究證明。

4 TRPC6與蛋白尿

2005年，Winn等[5]首次報道TRPC6位于腎小球足細胞，其基因突變可導(dǎo)致大量蛋白尿，引起局灶性節(jié)段性腎小球硬化和進行性腎衰竭。Reiser等[6]研究發(fā)現(xiàn)，在人類獲得性蛋白尿性疾病，如局灶性節(jié)段性腎小球硬化、微小病變腎病、膜性腎病及嘌呤霉素氨基核苷腎病大鼠模型TRPC6過表達，在體外培養(yǎng)的經(jīng)補體刺激模擬膜性腎病足細胞損傷的足細胞中也有過度表達。Reiser等[6]還發(fā)現(xiàn)，用TRPC6高表達質(zhì)粒轉(zhuǎn)染小鼠后可導(dǎo)致蛋白尿的發(fā)生。Yu等[17]構(gòu)建嘌呤霉素氨基核苷腎病大鼠模型發(fā)現(xiàn)，隨著TRPC6表達的顯著增加，足細胞的損傷達到了峰值，蛋白尿逐漸加重，然后將大鼠的足細胞體外培養(yǎng)，使用TRPC6抑制劑地塞米松處理足細胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)TRPC6表達明顯減少，且對足細胞有一定的修復(fù)作用。在國內(nèi)也有研究，李大勇等[18]用免疫組織化學(xué)及免疫熒光共聚焦顯微鏡下觀察TRPC6的表達與分布，發(fā)現(xiàn)TRPC6在膜性腎病組表達增加且分布發(fā)生改變，呈點狀、團塊狀不均勻分布。說明無論是先天的還是后天獲得性腎病蛋白尿的產(chǎn)生均與TRPC6基因突變或表達改變有關(guān)。

5 TRPC6與糖尿病腎病

足細胞足突內(nèi)可能存在一個收縮蛋白裝置，足細胞骨架蛋白，如α輔肌動蛋白和微絲結(jié)合蛋白Synaptopodin的編碼基因異?？梢鹱阃蝗诤?、消失以及裂孔隔膜結(jié)構(gòu)的破壞。足突內(nèi)的細胞骨架成分主要為微絲，又稱纖絲狀肌動蛋白,是最主要的足突骨架結(jié)構(gòu)蛋白，微絲結(jié)合蛋白α輔肌動蛋白和Synaptopodin可影響纖絲狀肌動蛋白的聚集和解聚，從而影響足細胞的結(jié)構(gòu)和功能改變。有研究提示，TRPC6可能是足細胞感受機械壓力變化的感受器，將胞外的刺激通過G蛋白偶聯(lián)受體和受體酪氨酸激酶的途徑傳入胞內(nèi)并轉(zhuǎn)換為Ca2+相關(guān)信號，進而調(diào)控足細胞骨架的排列。DN時足細胞骨架紊亂和足突消失[11]。有研究發(fā)現(xiàn)2型糖尿病患者有微量蛋白尿時就有足細胞數(shù)量的明顯減少，進一步研究發(fā)現(xiàn)足細胞數(shù)量的減少與糖尿病腎病的發(fā)生、發(fā)展成同步平行性[19]。劉志紅等[20]對2型糖尿病患者研究表明，隨著足細胞數(shù)量的減少，糖尿病腎病患者的病情加重。Dalla Vestra等[21]通過對67例白人2型糖尿病患者腎活檢研究發(fā)現(xiàn)，2型糖尿病患者的足細胞數(shù)量明顯低于對照組，且白蛋白排泄率與足細胞的數(shù)量呈反比。大量的實驗和臨床資料表明，足細胞數(shù)量對腎小球硬化的發(fā)展起著決定性作用[22]。但TRPC6引起糖尿病腎病蛋白尿的機制相當(dāng)復(fù)雜，需要不斷的研究進一步闡明和發(fā)現(xiàn)。

6 結(jié)語和展望

事實上，DN蛋白尿的發(fā)生機制相當(dāng)復(fù)雜，往往是多個因素綜合作用的結(jié)果。TRPC6為新近發(fā)現(xiàn)的重要的足細胞膜蛋白，并且維系足細胞的正常生物學(xué)功能。TRPC6基因突變在臨床上引起蛋白尿的發(fā)生，使腎小球硬化，進一步引起終末期腎衰竭。然而，有關(guān)TRPC6在腎臟疾病的作用、參與獲得性和實驗性蛋白尿發(fā)生、發(fā)展中的確切機制、與足細胞結(jié)構(gòu)蛋白間的確切關(guān)系等諸多問題尚有待進一步闡明。而且，由于足細胞在腎臟疾病中的重要作用，足細胞及其相關(guān)分子已成近年研究的熱點，如何阻止并且避免足細胞發(fā)生損傷，仍具有重要意義。

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