脂氧素對腎臟疾病作用的進展*

張慶松，李鋼，高紅宇

(1.華中科技大學同濟醫(yī)學院附屬梨園醫(yī)院泌尿外科，武漢 430077;2.華中科技大學同濟醫(yī)學院附屬同濟醫(yī)院腎病內科，武漢 430030)

脂氧素(lipoxins，LXs)是 SERHAN 等［1］于 1984年發(fā)現的一類花生四烯酸(arachidonic acid，ARA)代謝產物，是目前公認的最重要的內源性抗炎、促炎癥緩解因子之一，其在腎臟炎性疾病、纖維化及缺血-再灌注損傷(ischemic reperfusion injury，IRI)等方面的作用已經受到廣大臨床和科研工作者的關注。

1 LXs概述

LXs家族各成員均含有三羥基、四共軛雙鍵結構，根據其羥基位置和構象不同可分為LXA4、LXB4、15-epi-LXA4和 15-epi-LXB4，目前研究較多的為前兩者［2］。LXs主要在炎癥過程中通過跨細胞方式，由不同的脂氧合酶(lipoxygenase，LOX)依次催化ARA而生產［2］。研究者目前共發(fā)現3種LXs受體，分別為LXA4受體(lipoxin A4receptor，ALX)、半胱氨酸白三烯(cysteinyl leukotrienes，CysLTs)受體和芳烴受體(ary hydrocarbon receptor，AhR)［3-4］。其主要通過細胞外信號調節(jié)激酶(extracellular signal-regulated kinase)ERK、p38、JunN-末端激酶(c-JunN-terminal kinase，JNK)、多萜醇磷酸(polyisoprenyl phosphate，PIPP)幾條信號通路發(fā)揮作用。LXs是較早被發(fā)現的重要內源性抗炎脂質遞質，能作用于多種細胞，如中性粒細胞、單核巨噬細胞、腎小球系膜細胞等，發(fā)揮復雜的抗炎、促炎癥緩解作用，如抑制中性粒細胞在炎癥局部的聚集，促進單核巨噬細胞對凋亡中性粒細胞的清除，還可抑制樹突狀細胞、T細胞等免疫細胞的功能，發(fā)揮免疫調節(jié)作用(圖1)［5］。LXs的上述生物學效應與炎癥轉歸關系極為密切，在關節(jié)炎、IRI、表皮炎癥、胃腸炎等多種炎癥相關性疾病的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮著非常重要的作用［6-10］。筆者之前的研究亦證實，LXs能抑制骨水泥刺激的巨噬細胞炎癥反應，進而有可能阻止關節(jié)置換術后無菌性松動的發(fā)生［11］。

2 LXs與腎臟疾病的關系

2.1 LXs與腎臟炎性疾病 腎小球腎炎是臨床十分常見的一類腎臟炎癥性疾病，其病理變化以大量白細胞浸潤和腎小球系膜細胞顯著增生為特征。其中，急性腎小球腎炎包括臨床急性起病，以血尿、蛋白尿、高血壓、水腫、少尿、腎小球濾過率降低為特點的一組腎小球疾病。多數急性腎小球腎炎為感染A組β溶血性鏈球菌所致，后者通過激活機體的抗原抗體反應而引起急性彌漫性腎小球炎性病變，因而又稱為急性鏈球菌感染后腎小球腎炎(acute poststreptococcal glomerulonephritis，APSGN)，其多發(fā)生在兒童，具有明顯的自限性。

研究認為，APSGN的這種自限性一方面是由于鏈球菌抗原逐步被清除、局部免疫復合物及促炎遞質消散，另一方面，還與 LXA4通過抑制白三烯 B4(LTB4)、減少白細胞進一步浸潤有關，而急性期腎小球出現中性粒細胞和單核細胞浸潤滲出正是APSGN的重要病理特點之一［12］。在一項針對22例APSGN患兒的實驗中，LXA4被證實明顯抑制了血液中白細胞釋放LTB4以及其促發(fā)的趨化反應［13］。在人腎臟系膜細胞的體外試驗中，研究人員還發(fā)現，極低濃度的LXA4(1～10 nmol·L－1)即能抑制血小板衍生生長因子(platelet-derived growth factor，PDGF)和結締組織生長因子(connective tissue growth factor，CTGF)等誘導的細胞纖維化相關基因表達［14］。在大鼠系膜增殖性腎炎模型中，LXA4同樣表現出了類似的抗細胞增殖作用，并有效抑制腎小球炎癥反應和尿蛋白含量［15］。

腎毒性血清性腎炎是常用的研究腎小球腎炎的動物模型，其利用異體抗腎小球基底膜抗體直接誘導腎小球腎炎的發(fā)生。大鼠注射腎毒性血清后早期即可見白細胞浸潤，LTB4合成增加;同時，Th2細胞產生的IL-4、IL-13等因子刺激腎小球表達LOX，產生15S-HETE、LXA4，繼而抑制LTB4合成;其后可見白細胞趨化現象消失，腎小球由中性粒細胞浸潤轉變?yōu)橐詥魏司奘杉毎櫈橹?，后者吞噬凋亡的中性粒細胞、組織碎片，幫助修復損傷［16］。這表明在腎毒性血清性腎炎的發(fā)展過程中，LXs發(fā)揮了內源性保護作用。MUNGER等［17］將人15-LO基因轉染至腎毒性血清腎炎模型腎炎的大鼠，不僅使尿液中LXA4升高，還抑制了腎小球LTB4的合成，減輕了蛋白尿，保護了腎功能。

過敏性紫癜性腎炎(henoch-schonlein purpura nephritis，HSPN)是兒科常見繼發(fā)性腎小球腎炎。HSPN以腎小球毛細血管的炎癥和細胞增生、纖維蛋白沉積為主要特點，多種炎性細胞的激活和白三烯等遞質參與了HSPN的發(fā)展［18］。隨著HSP病情的加重，血和尿中 LTB4和LTE4均呈上升趨勢，而血和尿中LXA4呈明顯下降趨勢，這表明內源性LXA4不足可能是HSPN的原因之一，也為探索治療HSPN的新方法提供了依據。

2.2 LXs與腎臟纖維化 腎臟纖維化是多種慢性腎臟疾病的最終結果和共同的病理學特征，亦是導致終末期腎衰竭的主要原因之一。遺憾的是，目前尚無有效治療方法。腎臟纖維化發(fā)生發(fā)展的病理學基礎包括腎小球硬化、腎小管萎縮、細胞外基質異常增多和過度沉積，以及腎間質纖維化等。

炎癥遞質在腎臟纖維化的發(fā)生過程中發(fā)揮著重要的促進作用。在細胞水平，LXA4不僅能拮抗TNF-α、LTD4誘導的腎小球系膜細胞增殖［19-20］和結締組織生長因子誘導的成纖維細胞增殖［21］;還能拮抗TGF-β1誘導的成纖維細胞產生膠原［22］以及系膜細胞表達TGF-β1和纖連蛋白［23］，如 BRENNAND 等［24］報道在體外培養(yǎng)的人近端腎小管上皮細胞，LXA4能通過上調微小RNA let-7c抑制TGF-β1誘導的纖維連接蛋白、N-鈣粘蛋白、血小板反應蛋白等的表達從而減輕腎臟纖維化;同時，LXA4呈劑量依賴性地促進腎間質成纖維細胞的凋亡［25］，張永梅、WU 等［26-27］在對腎小管上皮細胞株的研究中還發(fā)現，LXA4可阻止結締組織生長因子誘導的上皮間葉細胞轉化現象，減少E鈣粘蛋白表達，下調-SMA表達，抑制誘發(fā)EMT關鍵遞質整聯(lián)蛋白連接激酶1(integrin-linked protein kinase 1，ILK1)的表達和活化。

而在整體水平，LXA4不僅能抑制系膜增殖性腎炎模型大鼠的系膜細胞增殖和腎小球表達α-平滑肌肌動蛋白，更可喜的是，還可明顯減輕大鼠蛋白尿程度［28］。此外，在單側輸尿管梗阻所致的大鼠腎纖維化模型中，LXs能夠減少膠原沉積，抑制腎細胞凋亡，降低TNF-α和INF-γ表達的同時增加IL-10表達，下調纖維化遞質 MMP-2表達，并最終抑制腎纖維化形成［29］?？梢姡ㄟ^LXA4促進炎癥緩解在腎纖維化的治療中將會是一個極有應用價值的策略，在未來臨床應用中會受到越來越多關注。

2.3 LXs與腎臟IRI 腎臟IRI是臨床常見急危重癥，且常在很短時間內即可導致急性腎損傷(acute kidney injury，AKI)。盡管近年來血液凈化技術和危重癥醫(yī)學有了較大發(fā)展，但因AKI引起的患者病死率仍高達50%，所以對IRI治療顯得至關重要。已有多項研究報道 LXA4在 IRI中發(fā)揮的保護作用。如 ZHAO等［31-32］在 對 大 鼠 心 肌 缺 血-再 灌 注 (ischemia reperfusion，I/R)模型的研究中發(fā)現，經LXA4治療后，心肌線粒體腫脹明顯減輕，出現線粒體嵴，同時超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)活性提高而丙二醛(malondialdehyde，MDA)水平降低，這表明 LXA4可能通過減少ROS的產生來緩解心肌I/R損傷［30］。筆者也發(fā)現LXA4對I/R損傷的臍靜脈內皮細胞、巨噬細胞均有保護作用，能通過提高其SOD含量、上調GSHPX活性及其mRNA表達而發(fā)揮減輕氧化應激的作用。

在腎臟方面，15-epi-16-(FPhO)-LXA4-Me是人工合成的LXs類似物，LEONARD等［33］將其用于治療I/R損傷引起的急性腎衰竭小鼠，與未治療組相比，發(fā)現中性粒細胞活化受到抑制，趨化因子GRO1及細胞因子IL-1β、IL-6水平均下調，SOCS-1、2的表達升高，這說明LXs在缺血-再灌注引起的腎衰竭中具有保護作用。另一參與IRI時機體保護的物質是血紅素加氧酶-1(heme oxygenase-1，HO-1)，其具有強大的抗氧化、清除氧自由基能力，HO-1抑制劑鋅原卟啉不僅可以阻斷HO-1對缺血腎臟的保護作用，還抑制了LXA4的抗氧化及清除氧自由基能力，表明LXA4可能通過HO-1介導其抗氧化、抗凋亡、抗炎作用［34］。這些都說明LXA4對腎臟I/R損傷有保護作用。

2.4 LXs與橫紋肌溶解癥所致急性腎損傷 橫紋肌溶解癥是一種臨床危重癥，見于地震及車禍等擠壓、劇烈運動、高熱、藥物、炎癥等原因所致橫紋肌破壞和崩解，引起肌酸激酶、肌紅蛋白等肌細胞內成分進入細胞外液及血循環(huán)，最終導致AKI。急性炎癥反應在橫紋肌溶解所致AKI中起著重要作用［35-36］。在甘油所致大鼠橫紋肌溶解和AKI模型中，LXA4顯示出了很強的保護作用，大鼠血清尿素氮和血清肌酐增高情況及腎臟病理損害均明顯得到改善。LXA4的這一作用可能與其抑制腎組織NF-κB活化，從而減少炎癥因子的產生、炎癥細胞的浸潤有關［36］。

2.5 LXs與腎移植 5-LO的缺失能加劇腎移植小鼠的排斥反應，這一現象表明，其代謝產物具有促進移植存活、抑制排斥反應的作用;由于5-LO是LXs生成的關鍵酶，提示移植排斥反應可能與體內LXs生成減少相關［37］。LEVY 等［38］研究發(fā)現，尾靜脈注射 LXA4類似物能明顯延長小鼠腎移植后發(fā)生排斥反應的時間，小鼠術后的存活率亦提高約50%。分析LXA4保護移植受體的機制，可能與其抑制中性粒細胞中鈣調磷酸酶激活、遷移和活化，在器官移植排斥反應早期階段減少TNF-α啟動有關。

2.6 LXs與糖尿病腎病 糖尿病腎病(diabetic nephropathy，DN)是糖尿病常見慢性并發(fā)癥。糖尿病病變過程中發(fā)生的氧化應激及各種炎癥遞質的釋放，通過TGF-β1的細胞內信號介導，導致基質膠原代謝障礙，足突細胞過度增殖和凋亡，從而出現DN。在鏈脲佐菌素誘導的糖尿病模型大鼠體內注射1 mg·kg－1LXA4，結果TGF-β1表達明顯減少，基質膠原表達被有效抑制，可防止和延緩DN的發(fā)生與發(fā)展。該作用可能與通過LXA4上調腎臟Smad7表達、下調Smad3及TGF-β1表達有關［39］。

3 LXs臨床應用展望

LXs作為一類重要的內源性抗炎和促炎癥消退遞質，在生物體內發(fā)揮著廣泛作用，幾乎包含了與免疫和炎癥相關的全部疾病。在各種炎癥性疾病中，LXs通過抑制中性粒細胞向炎癥部位趨化，能抑制促炎因子表達，促進巨噬細胞對凋亡中性粒細胞的吞噬。同時，沒有常規(guī)抗炎藥物的毒副作用，全身應用不降低血壓、腎功能、免疫功能、骨髓造血功能等。LXs主要在病理過程中產生和發(fā)揮效應，并不參與各種生理功能的維持，因而人工合成的LXs相關藥物可能具有極佳的免疫抑制效果。LXs在多種腎臟疾病中發(fā)揮了抗炎和保護腎臟作用，隨著對其機制的進一步認識，尤其是對其結構類似物的開發(fā)，其生物學活性以及相關機制將逐漸得到闡釋，其在腎臟炎癥、纖維化和IRI治療中的臨床應用前景值得期待。目前對LXs的研究還處于實驗階段，大多數研究還停留在動物實驗水平，雖然LXs對多種疾病都表現出了治療潛力，但其要真正應用于臨床，還有很長的路要走。

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