Nampt與糖尿病腎病炎癥-纖維化關系的研究進展

王 平,陳 葉 綜述,馮樂平 審校

(桂林醫(yī)學院：1.基礎醫(yī)學院；2.生物技術學院 541004)

·綜 述·

Nampt與糖尿病腎病炎癥-纖維化關系的研究進展

王 平1,陳 葉1綜述,馮樂平2審校

(桂林醫(yī)學院：1.基礎醫(yī)學院；2.生物技術學院 541004)

尼克酰胺磷酸核糖轉移酶；糖尿病腎病；炎癥；作用機制

作為糖尿病最嚴重的微血管并發(fā)癥之一，糖尿病腎病(diabetic nephropathy,DN)大約可累及約40%的糖尿病患者[1]。糖尿病患者發(fā)生腎臟損害時，會出現(xiàn)持續(xù)性蛋白尿，病情日趨嚴重，繼而發(fā)展至終末期腎衰竭，是糖尿病患者死亡的危險因素之一，嚴重威脅人類健康。DN的發(fā)病機制復雜多樣，包括糖脂代謝紊亂、氧化應激、炎性反應、細胞因子、血管損傷、免疫反應、遺傳特點等，但腎臟的炎癥-纖維化是其最終歸宿。研究證明，DN腎臟炎癥-纖維化過程與尼克酰胺磷酸核糖轉移酶(nicotinamide phosphoribosy ltransferase，Nampt)密切相關。

人類Nampt是作為細胞因子前B細胞克隆增強因子(pre-B cell colony-enhancing factor，PBEF)于1994年被首次發(fā)現(xiàn)的[2]。在哺乳動物細胞中,Nampt是尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine dinucleotide，NAD)生物合成的限速酶。Nampt還作為一種具有類胰島素作用的脂肪因子而被命名為內(nèi)臟脂肪素。后來小鼠和人類基因組命名委員會規(guī)定，將Nampt作為該蛋白質的官方統(tǒng)一名稱。Nampt廣泛表達于機體各組織和器官中，如骨髓、肝臟、肌肉、心、腦、肺、腎、脾、子宮、胎膜、淋巴細胞、巨噬細胞等，本文就Nampt在DN炎癥-纖維化發(fā)病機制中的作用進行綜述。

1 Nampt與葡萄糖轉運蛋白-1(GLUT-1)

Nampt可降低血糖并具有類胰島素作用。Nampt還可以通過促進細胞膜上GLUT-1的表達和易位，從而介導葡萄糖的胞內(nèi)轉運過程[3]。有研究發(fā)現(xiàn)STF-31樣小分子探針可抑制GLUT-1的轉運，而這種作用與Nampt的抑制劑密切相關。Sun等[4]發(fā)現(xiàn)系膜細胞上GLUT-1的表達量與細胞外糖濃度呈正相關，當GLUT-1的表達量增加時，進一步促進機體糖代謝紊亂，細胞通透性改變以及細胞外基質(ECM)積聚，導致糖尿病腎小球硬化的發(fā)展。田華等[5]對姜黃素改善DN的研究中發(fā)現(xiàn)，通過抑制GLUT-1的蛋白表達可以延緩DN的發(fā)生，與前者的研究一致。

2 Nampt與氧化應激

氧化應激時機體會產(chǎn)生大量的活性氧簇(reactive oxygen species,ROS)，如O2-、OH和H2O2、HOCL等，正常的氧化還原動態(tài)失衡，抗氧化能力減弱，形成一種超負荷的應激狀態(tài)。研究發(fā)現(xiàn)[6]，糖尿病患者血漿中體內(nèi)氧化應激的終末氧化蛋白產(chǎn)物(AOPP)、晚期糖基化終產(chǎn)物(AGEs)、過氧化脂質(LPO)等水平明顯升高，表明2型糖尿病患者機體處于明顯的氧化應激失衡狀態(tài)。DN時氧化應激亦同樣存在，鄭斌等[7]檢測DN患者血清中Nampt水平時發(fā)現(xiàn)，Nampt與脂質過氧化代謝產(chǎn)物(MDA)水平成正比，與抗氧化酶SOD水平成反比,提示DN患者血清Nampt水平與體內(nèi)氧化應激密切相關。還有研究發(fā)現(xiàn)，2型糖尿病腎病間歇性透析治療患者的Nampt和晚期糖化終末產(chǎn)物(esRAGE)相關，而esRAGE的積累與機體內(nèi)氧化應激程度呈正相關。

氧化應激可以通過影響胰島素受體底物的磷酸化，減少葡萄糖轉運等多種途徑導致胰島素抵抗的發(fā)生，此時Nampt分泌水平上升，增加胰島素的敏感性[8-9]，Nampt又通過促進肝臟胰島素受體、胰島素受體底物1,2-酪氨酸殘基的磷酸化導致PKC的激活，PKC可作用于NAD(P)H氧化酶，使細胞內(nèi)ROS生成增加，加重氧化應激[7]。當PKC抑制劑LY333531作用于機體時,可以通過改善氧化應激途徑來保護腎臟病變[10]。綜上所述，Nampt與氧化應激的相互作用在DN的發(fā)生、發(fā)展過程中起著關鍵性的作用。

3 Nampt與炎癥因子

糖尿病患者存在著慢性炎癥，炎癥因子在2型糖尿病患者腎衰竭的形成中起媒介作用[11]。作為炎性反應急性時相蛋白中最敏感的指標，高敏C-反應蛋白(hs-CRP)水平在2型糖尿病患者血清中明顯增高的CRP通過炎性反應參與了其并發(fā)癥的發(fā)生、發(fā)展,并提出低度血管炎癥學說。研究表明[12]，血漿Nampt濃度與hs-CRP呈正相關。Hinder等[13]發(fā)現(xiàn)在人臍靜脈內(nèi)皮細胞(HUVEC)，Nampt作為一種促炎癥脂肪因子，促進單核細胞趨化因子-1(MCP-1)和細胞間黏附分子-1(ICAM-1)蛋白的表達。另外，重組Nampt能誘導CD14+單核細胞產(chǎn)生白細胞介素-1β(IL-1β)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)和白細胞介素-6(IL-6)等炎性因子，增加共刺激分子CD54、CD40和CD80的表面表達[14]，說明Nampt水平可能反映亞臨床炎性反應狀態(tài)[15]。還有研究發(fā)現(xiàn)胞外Nampt可激活核因子-κB(NF-κB)，引起誘導型一氧化氮合酶表達上調并促進炎性反應[16]。以上均提示Nampt在糖尿病病程中通過促進炎性反應，加速了DN炎癥-纖維化過程。

4 Nampt與細胞因子

研究表明，Nampt能夠上調血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)和其受體(VEGFR)以及MCP-1的分泌，引起內(nèi)皮細胞增殖，改變血管通透性。Nampt還能增加炎性細胞因子，如TNF-α、IL-1β、IL-16、TGF-β1和趨化因子受體CCR3的表達，促進機體炎性反應的發(fā)生。同時，TGF-β1又可劑量和時間依賴性調控GLUT-1的表達[17]。在DN中，Nampt與這些細胞因子之間相互作用，相互影響，共同促進腎臟炎癥-纖維化。有學者在糖尿病小鼠肢體缺血模型中發(fā)現(xiàn)，血小板衍生生長因子(PDGF-C)及其受體(PDGFR)的表達水平升高，并且與糖尿病血管受損程度密切相關。在高糖和抗PDGF-BB中和抗體存在的條件下，體外人類間質細胞中的TGF-β1表達下調，從而調節(jié)人類間質細胞增殖和腎小球系膜基質的產(chǎn)生。PDGF還能夠上調VEGF的表達，間接介導血管生成，在DN的發(fā)生和發(fā)展過程中扮演重要角色，但到目前為止，關于PDGF與Nampt之間的直接聯(lián)系有待進一步研究。

5 Nampt與血管內(nèi)皮功能障礙

當內(nèi)皮細胞功能發(fā)生紊亂時，血管內(nèi)活性物質失衡，可造成血管壁的破壞和損傷，與DN的發(fā)生、發(fā)展密切相關。在慢性腎病患者中，Nampt水平與內(nèi)皮功能紊亂呈密切負相關，血清Nampt水平可作為慢性腎臟病血管內(nèi)皮功能紊亂的一個非傳統(tǒng)的、重要的生物標志物[18]。Kim等[19]在實驗中發(fā)現(xiàn)Nampt可通過誘導STAT3中酪氨酸磷酸化，增加其核移位及DNA結合活性，進而上調內(nèi)皮細胞IL-6表達。Nampt還能上調內(nèi)皮細胞IL-8、E-選擇素的分泌及ICAM-1、VCAM-1的表達，導致血管內(nèi)皮功能障礙。此外，血清Nampt水平升高，可以增加脂肪細胞中三酰甘油含量，促進脂肪組織分化成熟，導致肥胖，肥胖可導致血管內(nèi)皮細胞胰島素抵抗和血管內(nèi)皮細胞損傷，引起內(nèi)皮細胞功能障礙[20]。

另一方面，Nampt外源性脂素通過激活NMN介導的細胞外信號調節(jié)激酶(ERK 1/2)和p38信號轉導途徑，并以劑量和時間依賴性地促進血管平滑肌細胞(vascular smooth muscle cell,VSMC)的增殖。Adya等[21]在人臍靜脈內(nèi)皮細胞發(fā)現(xiàn)Nampt通過MAPK/PI3K-Akt和Erk1/2信號通路上調VEGF和基質金屬蛋白酶(MMPs)的基因表達,下調基質金屬蛋白酶組織抑制因子(TIMP-1和TIMP-2)的表達，從而促進內(nèi)皮細胞增殖。Namp還可以通過刺激氧化氮合酶eNOS在內(nèi)皮細胞上的表達，從而減弱內(nèi)皮細胞功能紊亂，維持內(nèi)皮細胞正常功能，促進新生血管形成，其機制可能與非受體酪氨酸激酶(Src)介導的上游信號轉導級聯(lián)反應有關，從而活化Akt和MAP激酶[22]。當內(nèi)皮細胞過表達Nampt蛋白后，其對衰老、高糖等因素所致氧化應激的抵抗增強，最終促進內(nèi)皮細胞的增殖[23]。

6 Nampt與腎素血管緊張素醛固酮系統(tǒng)(renin-angiotensin-aldosterone system，RAAS)

DN的發(fā)病機制與腎素血管緊張素系統(tǒng)的活性有關,AngⅡ是機體腎素血管緊張素系統(tǒng)發(fā)揮調節(jié)效應的主要血管活性物質。Loeffler等[24]研究表明糖尿病時腎臟局部的AngⅡ活性增高，活性增高的AngⅡ可誘導TGF-β1、MCP-1、PAI-1等的表達,促進腎小管間質纖維化，損傷腎小球濾過功能，增加細胞外基質的合成。Romero等[25]發(fā)現(xiàn)在糖尿病小鼠足細胞中，AngⅡ可通過上調甲狀旁腺激素相關蛋白(PTHrP)的表達，誘導TGF-β1和p27(Kip1)的產(chǎn)生。AngⅡ還可促進巨噬細胞、血管平滑肌細胞、腎系膜細胞表達分泌TNF-α、IL-6等細胞因子，這些細胞因子均可刺激Nampt分泌增加。王學智等[26]研究發(fā)現(xiàn)，DN患者血清Nampt水平和血漿血管緊張素水平呈明顯正相關，且與尿清蛋白排泄率(UAER)成正比。給予血管緊張素轉換酶抑制劑奎那普利治療2周后，患者Nampt水平較治療前明顯降低。另外，AngⅡ是血管收縮劑，AngⅡ水平升高通過減少肌肉組織等胰島素靶器官的血流量，抑制胰島素與受體的結合，降低胰島素的生物活性，促進機體胰島素抵抗,從而增加Nampt的分泌[27]。在脂肪組織，AngⅡ收縮血管使其血流減少，脂肪組織缺血、缺氧也促進Nampt合成分泌增多[28]。Nampt與RASS可以通過上述多種相互作用途徑共同促進DN炎癥-纖維化。

Nampt的生物學活性具有復雜的多樣性，到目前為止,Nampt可作用于底物尼克酞胺，并將其轉變?yōu)槟峥缩０废汆堰蕟魏塑账?nicotinamide mononucleotide,NMN)，然后NMN在尼克酰胺腺嘌呤單核苷酸腺苷?；D移酶的作用下生成NAD[29]，NAD是機體氧化還原反應中的一個重要的輔酶，參與多種代謝反應，具有廣泛的生物學意義；Nampt作為內(nèi)臟脂肪素，具有類胰島素作用，通過多種途徑調節(jié)機體內(nèi)糖脂代謝，同時還可以調節(jié)多種細胞因子的生長、增殖和分化；Nampt作為細胞因子前B細胞克隆增強因子(PBEF)還可以刺激多種炎癥因子的釋放，參與機體炎性反應和代謝紊亂，在一定程度上與胰島素抵抗有關?；谝陨隙喾N生物學效應，多數(shù)學者認為，Nampt對2型糖尿病及腎臟疾病的發(fā)生發(fā)展起很大作用。至于是損傷起主導作用還是保護起主導作用，以及明確的作用機制，目前尚未得出一致結果。因此深入研究Nampt介導的細胞信號通路，探討其與2型糖尿病腎病的關系，為DN的預防和治療提供理論依據(jù)，從而有望尋找到一種新的治療方法，為未來2型糖尿病腎臟病變的治療提供新的方向。

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王平(1987-)，碩士研究生，主要從事糖尿病及其并發(fā)癥方面的研究。

:10.3969/j.issn.1671-8348.2015.15.046

R587.2

A

1671-8348(2015)15-2136-04

2014-09-28

2015-02-17)