腎臟局部腎素血管緊張素系統(tǒng)與糖尿病腎病腎臟細(xì)胞的損害

陳少霞，龔莉.內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)，內(nèi)蒙古呼和浩特　00000；.內(nèi)蒙古自治區(qū)人民醫(yī)院腎內(nèi)科，內(nèi)蒙古呼和浩特　0000

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腎臟局部腎素血管緊張素系統(tǒng)與糖尿病腎病腎臟細(xì)胞的損害

陳少霞1，龔莉2
1.內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)，內(nèi)蒙古呼和浩特010000；2.內(nèi)蒙古自治區(qū)人民醫(yī)院腎內(nèi)科，內(nèi)蒙古呼和浩特010010

[摘要]糖尿腎病是引起終末期腎衰竭的主要原因之一，局部腎素血管緊張素系統(tǒng)的過度激活引起腎臟足細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、系膜細(xì)胞、腎小管上皮細(xì)胞的損害，導(dǎo)致腎臟病理改變，引起一系列臨床表現(xiàn)，通過對(duì)腎素血管緊張素系統(tǒng)造成腎臟細(xì)胞損傷的機(jī)制的了解，為糖尿病腎病的治療提供依據(jù)。

[關(guān)鍵詞]糖尿病腎病；腎素血管緊張素系統(tǒng)；細(xì)胞損傷

龔莉（1988.11-），女，內(nèi)蒙古呼和浩特人，碩士研究生在讀，教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向：糖尿病腎病發(fā)病機(jī)制。

糖尿病腎?。―iabetic Nephropathy,DN）已經(jīng)成為引起終末期腎衰竭、心血管事件死亡率增加的主要原因[1]。1型糖尿病患者有1/3發(fā)展為DN，2型糖尿病患者有1/4發(fā)展為DN。DN的發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，病理改變多樣，腎素血管緊張素系統(tǒng)（renin-angiotensin system,RAS）過度激活作為DN發(fā)生、發(fā)展的重要機(jī)制之一，對(duì)DN腎臟的損傷起到重要作用。該研究綜述了局部腎素血管緊張素對(duì)糖尿病腎病腎臟細(xì)胞損傷的機(jī)制。

1　腎臟局部RAS的激活

腎臟局部RAS各成分是循環(huán)RAS的1000倍，這是RAS引起腎臟損害的主要原因。局部RAS的激活受多種因素影響，高糖能刺激腎臟細(xì)胞對(duì)腎素和血管緊張素原的產(chǎn)生，使局部AngⅡ濃度增加，而且糖尿病患者腎臟AngⅡ滅活減少，這樣促使腎臟局部RAS被激活。腎臟局部AngⅡ增多能增加出球小動(dòng)脈的壓力，抑制足細(xì)胞去氧腎上腺素（nephrin）的表達(dá)，而且糖尿病腎病腎臟晚期糖基化終末產(chǎn)物（advanced glycation end products，AGEs）形成和排泄也增多，這些因素共同導(dǎo)致尿蛋白的超濾過，尿蛋白的超濾過又加重足細(xì)胞和腎小管的損害，并能進(jìn)一步激活RAS。

2　腎臟局部RAS對(duì)足細(xì)胞的損傷

足細(xì)胞損傷是DN發(fā)生發(fā)展的重要標(biāo)志，足細(xì)胞的減少與蛋白尿、腎小球硬化明確相關(guān)。

高糖能誘導(dǎo)足細(xì)胞表達(dá)血管緊張素Ⅱ（angiotensin Ⅱ,AngⅡ）增加，而且體內(nèi)、外實(shí)驗(yàn)均證明AngⅡ能誘導(dǎo)足細(xì)胞凋亡，但AngⅡ促使足細(xì)胞凋亡的機(jī)制不太清楚。大量實(shí)驗(yàn)認(rèn)為AngⅡ能通過調(diào)節(jié)一些細(xì)胞因子的表達(dá)引起足細(xì)胞凋亡，如p53、IQGAP1、CD2AP、CaMKⅡ[2]。AngⅡ除了直接調(diào)節(jié)細(xì)胞因子表達(dá)引起足細(xì)胞凋亡也能通過激活受體進(jìn)而引起足細(xì)胞損傷。在體外培養(yǎng)的足細(xì)胞中，AngⅡ能通過激活血管緊張素Ⅱ1型受體（angiotensin II type 1 receptor, AT1R）上調(diào)足細(xì)胞中Fas、FasL和Bax的表達(dá)，下凋Bcl-2的表達(dá)，導(dǎo)致足細(xì)胞凋亡，促進(jìn)腎小球硬化。給予STZ誘導(dǎo)的糖尿病小鼠AT1R阻滯劑，發(fā)現(xiàn)與對(duì)照組相比，治療組平均每個(gè)腎小球內(nèi)足細(xì)胞的數(shù)目均增加，提示AT1R阻滯劑對(duì)足細(xì)胞具有保護(hù)作用[16]。除了通過激活A(yù)T1R凋亡足細(xì)胞外,AngⅡ也能通過激活A(yù)T2R誘導(dǎo)足細(xì)胞凋亡。體外培養(yǎng)的足細(xì)胞加入AngⅡ后通過激活A(yù)T2R，增加晚期終末化糖基產(chǎn)物受體（receptor for advanced glycation end products，RAGE）的表達(dá)，引起足細(xì)胞RAGE表達(dá)增加導(dǎo)致腫瘤壞死因子mRNA和蛋白的表達(dá)，引起足細(xì)胞凋亡。

抑制腎素/腎素原受體的表達(dá)時(shí)，高糖誘導(dǎo)的損傷減輕。腎素/腎素原引起足細(xì)胞損傷的機(jī)制多認(rèn)為是腎素/腎素原激活RAS后AngⅡ發(fā)揮的作用，如在人體外培養(yǎng)的足細(xì)胞中加入腎素原后，足細(xì)胞上調(diào)細(xì)胞內(nèi)AngⅡ的表達(dá)并激活MAPK細(xì)胞內(nèi)信號(hào)途徑，從而介導(dǎo)足細(xì)胞損傷。也有實(shí)驗(yàn)認(rèn)為腎素能夠通過與腎素受體結(jié)合激活MAPK通路引起足細(xì)胞凋亡，而不依賴于AngⅡ。腎素受體表達(dá)的上調(diào)可能通過介導(dǎo)足細(xì)胞過表達(dá)環(huán)氧合酶從而加重糖尿病腎小球損傷。

ACE和ACE2是生成AngⅡ和Ang1-7的主要酶。ACE的主要作用是轉(zhuǎn)換AngⅠ成AngⅡ，目前關(guān)于足細(xì)胞表達(dá)和不表達(dá)ACE存在爭(zhēng)議。盡管用直接和間接的方法證明足細(xì)胞存在ACE，但用免疫熒光和免疫凝膠的方法在足細(xì)胞中均沒有發(fā)現(xiàn)ACE的表達(dá)。加入卡托普利培養(yǎng)的足細(xì)胞并未減少AngⅡ的表達(dá)，暗示在足細(xì)胞中可能存在非ACE依賴的AngⅡ形成途徑。ACE2在腎臟中高表達(dá)，在腎小球內(nèi)它主要表達(dá)在足細(xì)胞和系膜細(xì)胞。應(yīng)用ACE2抑制劑和基因敲除的方法發(fā)現(xiàn)ACE2缺乏能引起蛋白尿，造成腎小球損害。在DN動(dòng)物模型的腎臟和病人腎穿組織中均發(fā)現(xiàn)腎小球內(nèi)ACE2的表達(dá)下降。關(guān)于糖尿病小鼠足細(xì)胞的研究發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)染ACE2可以有效抵抗早期蛋白尿，保護(hù)足細(xì)胞數(shù)量和蛋白，同時(shí)也可以減輕腎小球病理損傷以及減少腎皮質(zhì)TGF-β1的表達(dá)。足細(xì)胞高表達(dá)人ACE2的轉(zhuǎn)基因糖尿病小鼠與野生型糖尿病小鼠飼養(yǎng)16周后，發(fā)現(xiàn)野生型糖尿病小鼠的足細(xì)胞數(shù)量減少，而轉(zhuǎn)基因糖尿病小鼠的足細(xì)胞數(shù)量沒有變化，因此認(rèn)為足細(xì)胞高表達(dá)人ACE2的糖尿病小鼠能明顯延緩糖尿病腎病的進(jìn)展。因此認(rèn)為DN時(shí)ACE2的減少是造成足細(xì)胞損傷的原因之一。

ACE2能分解AngⅡ成Ang1-7，而Ang1-7在足細(xì)胞RAS中表達(dá)最多的，還沒有證據(jù)表明足細(xì)胞能夠表達(dá)Ang1-7的受體MAS，但Ang1-7和其受體在一些糖尿病動(dòng)物模型腎臟中表達(dá)下降。而且Ang1-7和其受體在DN中起到腎臟保護(hù)作用，如調(diào)節(jié)炎癥，氧化應(yīng)激，減緩腎臟纖維化的進(jìn)展等，但有實(shí)驗(yàn)認(rèn)為長(zhǎng)期靜脈給予Ang1-7和Ang2-10不能改善局灶節(jié)段性腎小球硬化癥的腎小球損害而且有可能加重腎小球損害[3]。

3　腎臟局部RAS對(duì)系膜細(xì)胞的損傷

系膜細(xì)胞及基質(zhì)的增生是糖尿病病理變化之一。在腎系膜細(xì)胞上已證實(shí)，TGF-β是導(dǎo)致腎臟纖維化的重要因子。系膜細(xì)胞暴露在高糖中初期引起反應(yīng)性氧化產(chǎn)物增加，這些產(chǎn)物刺激產(chǎn)生p102，p102是多功能轉(zhuǎn)錄活化劑能上調(diào)AT1R的表達(dá)，RAS激活后刺激TGF-β1和纖連蛋白的產(chǎn)生，從而導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì)的沉積。Niu等研究發(fā)現(xiàn)AngⅡ能增加高糖培養(yǎng)的腎小球系膜細(xì)胞TGF-β1, ILK的表達(dá)，貝那普利能降低它們的表達(dá)，表明糖尿病腎病通過增加TGF-β1, ILK的表達(dá)加速DN的進(jìn)展，貝那普利能延緩DN的進(jìn)展。腎素/腎素受體的激活可以刺激腎內(nèi)環(huán)氧酶2合成增加，也刺激系膜細(xì)胞產(chǎn)生TGF-β，促進(jìn)腎臟纖維化的發(fā)生。而且Huang等在DN動(dòng)物模型和高糖培養(yǎng)的系膜細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)，腎素受體可通TGF-β1-CTGF途徑介導(dǎo)腎小球硬化。阻斷腎素受體可以降低TGF-β的基因表達(dá)，降低原蛋白IV及基質(zhì)金屬酶2的表達(dá)，降低系膜細(xì)胞的增殖水平。阻斷AngⅡ的作用，能降低腎內(nèi)囊壓，增加腎血流，延緩腎小球?yàn)V過率下降，并能降低腎小球系膜細(xì)胞ET-1 mRNA的表達(dá)，減少ET-1的促系膜細(xì)胞生長(zhǎng)作用。Ang1-7與AngⅡ在體外培養(yǎng)的鼠系膜細(xì)胞中有相似的作用，都能引起系膜細(xì)胞分泌TGFβ1,以及使ERK1/2磷酸化，促進(jìn)細(xì)胞增殖以及細(xì)胞外基質(zhì)分泌，同時(shí)給予系膜細(xì)胞Ang1-7和AngⅡ能中和AngⅡ誘導(dǎo)的作用，但不能改變內(nèi)皮素1誘導(dǎo)的作用。Ang1-7的作用能被MAS受體阻滯劑阻滯，但不能被AngⅡ阻滯劑阻滯,而是系膜細(xì)胞中AngⅡ和Ang1-7是通過各自的受體實(shí)現(xiàn)兩者之間的相互作用。Ang1-7治療能明顯改善DN動(dòng)物模型的系膜細(xì)胞肥大，腎臟纖維化，和降低氧化應(yīng)激，炎癥反應(yīng)，能阻滯AngⅡ激活MAPKs引起的脂毒性，選擇性的抑制蛋白的合成以及TGF-β1/Smad3 和VEGF介導(dǎo)的途徑[4]。George C等也發(fā)現(xiàn)在體外培養(yǎng)的鼠系膜細(xì)胞中，Ang1-7對(duì)ERK1/2的活化具有時(shí)間和劑量依賴性，而應(yīng)用Mas受體阻滯劑預(yù)處理系膜細(xì)胞，可發(fā)現(xiàn)ERK1/2的活化被抑制，證明了Ang1-7是通過Mas/cAMP/PKA/MEK途徑引起的ERK1/2活化。因此DN時(shí)腎臟Ang1-7和Mas表達(dá)減少可引起系膜細(xì)胞損傷。

4　腎臟局部RAS對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞的損傷

DN時(shí)蛋白尿出現(xiàn)與腎小球內(nèi)皮細(xì)胞損害和內(nèi)皮功能障礙也有關(guān)系。AGE能上調(diào)RAGE的表達(dá)，活化細(xì)胞內(nèi)RAS，破壞腎小球內(nèi)皮細(xì)胞緊密連接，導(dǎo)致其通透性升高。體外培養(yǎng)的腎小球內(nèi)皮細(xì)胞在AGE和AngⅡ刺激下能使血管細(xì)胞粘附分子mRNA表達(dá)增加，也證明腎小球內(nèi)皮細(xì)胞的炎癥反應(yīng)有RAS與AGE之間存在協(xié)同作用。而且AGE也可以增加腎小球內(nèi)皮細(xì)胞AngⅡ的合成。AngⅡ表達(dá)增高，可使內(nèi)皮細(xì)胞occludin 和ZO-1表達(dá)下降，從而引起內(nèi)皮細(xì)胞損傷。李燦明等也發(fā)現(xiàn)AGE可引起腎小球內(nèi)皮細(xì)胞ACE活性、AngⅡ濃度、和AT1R表達(dá)量的增加，且使內(nèi)皮細(xì)胞的通透性增加，提示AGE可能通過活化腎小球內(nèi)皮細(xì)胞RAS破壞緊密連接，升高通透性。而Woolf等發(fā)現(xiàn)小鼠體內(nèi)外源性AngⅡ的過度表達(dá)也可刺激腎小球內(nèi)皮細(xì)胞的細(xì)胞骨架蛋白F-action解聚，導(dǎo)致通透性增加，引起內(nèi)皮細(xì)胞損傷。RANTES是一類重要的趨化因子,在炎癥反應(yīng)的過程中,不僅可以趨化、激活炎癥細(xì)胞,還可以參與炎癥因子相互作用,延長(zhǎng)并加重炎癥反應(yīng)，在體外培養(yǎng)的腎小球內(nèi)皮細(xì)胞在AngⅡ的刺激下能增加RANTES的表達(dá)，從而引起內(nèi)皮細(xì)胞損傷。

5　腎臟局部RAS對(duì)腎小管及間質(zhì)的損傷

Mauer等認(rèn)為腎小管間質(zhì)病變可能在已明確的腎功能不全患者進(jìn)展至終末期腎臟疾病中占據(jù)更主要的作用。RAS活化及其導(dǎo)致的AngⅡ生成增多及蛋白尿都加重腎小管的損傷。

Feliers等研究發(fā)現(xiàn)高血糖引起近曲小管細(xì)胞表達(dá)內(nèi)源性RAS增加，通過AT1R和ERK刺激血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子合成，從而導(dǎo)致腎小管細(xì)胞增生。體外培養(yǎng)的腎小管上皮細(xì)胞能在高糖刺激下高表達(dá)AngⅡ而AngⅡ抑制劑能顯著降低AngⅡ的聚集。AngⅡ能通過激活TGFβ增加鼠腎小管上皮細(xì)胞表達(dá)膠原蛋白Ⅳ,也能通過激活A(yù)T1R激活NF-κB信號(hào)引起腎小管上皮細(xì)胞損傷。AngⅡ也通過激活Janus激酶/信號(hào)通路和轉(zhuǎn)錄信號(hào)造成細(xì)胞增殖，進(jìn)而導(dǎo)致?lián)p傷。高糖狀態(tài)能也增加氧化應(yīng)激反應(yīng)。將體外培養(yǎng)的腎小管上皮細(xì)胞暴露于AngⅡ能通過活化活性氧介導(dǎo)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子轉(zhuǎn)錄。此外高血糖和AngⅡ可激活多元醇通路和活性氧等胞內(nèi)信號(hào)通路，活化胰島素樣生長(zhǎng)因子β1,從而促進(jìn)糖尿病腎小管細(xì)胞早期增生。

糖尿病動(dòng)物模型中腎小管上皮細(xì)胞對(duì)平滑肌肌動(dòng)蛋白（α-smooth muscle actin，α-SMA）的表達(dá)顯著增加，而腎小管細(xì)胞通過上皮間質(zhì)變（Epithelial-mesenchymal transition，EMT）轉(zhuǎn)化成α-SMA陽性的肌成纖維細(xì)胞是腎小管間質(zhì)纖維化的核心機(jī)制，而貝那普利能顯著降低糖尿病小鼠腎小管上皮細(xì)胞α-SMA的表達(dá)。最近發(fā)現(xiàn)對(duì)于體外培養(yǎng)的腎小管上皮細(xì)胞，miR-29b在AngⅡ介導(dǎo)的腎小管上皮細(xì)胞EMT中起重要作用，抑制mi-RNA會(huì)活化TGF-β信號(hào)，增加α-SMA和Ⅰ型膠原的表達(dá)[5]。Lansham等[6]證實(shí)ACEI能在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中延緩腎小球硬化和小管間質(zhì)纖維化，下調(diào)TGF-β 和CTGF等促纖維化因子的表達(dá)，上調(diào)BMP-7抗纖維化因子表達(dá),臨床和實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)ARB取得類似結(jié)果。Cao等研究顯示，高濃度白蛋白通過PKC依賴途徑介導(dǎo)NF-κB、AP-1等活化，進(jìn)而激活RAS系統(tǒng)，加速腎小管細(xì)胞損傷。Matsui等通過體外給予AT1R拮抗劑厄貝沙坦處理腎小管上皮細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)白蛋白超載引起的腎小管上皮細(xì)胞凋亡被顯著抑制，細(xì)胞損傷明顯減輕；拮抗AT1R可顯著抑制白蛋白引起的腎小管N-乙酰-β-D-葡萄糖酐酶釋放，同時(shí)氧化應(yīng)激蛋白表達(dá)下調(diào)，活性氧生成減少，而拮抗AT2R顯著降低白蛋白超載誘導(dǎo)的腎小管TGF-βI的表達(dá)，延緩腎間質(zhì)纖維化進(jìn)程。

7　結(jié)語

腎臟局部RAS作為DN腎臟損傷的機(jī)制之一，對(duì)DN腎臟病理改變起重要作用，腎臟局部RAS的過度激活通過多種機(jī)制導(dǎo)致足細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、系膜細(xì)胞、腎小管上皮細(xì)胞損傷，造成腎臟病理改變。多項(xiàng)研究均認(rèn)為DN腎臟病理改變對(duì)預(yù)后有嚴(yán)重影響[7]，因此通過RAS對(duì)DN腎臟改變的研究可為臨床治療提供新的治療思路。

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收稿日期：（2015-10-11）

[基金項(xiàng)目]內(nèi)蒙古自治區(qū)科技廳科技計(jì)劃項(xiàng)目（20080502）。

[作者簡(jiǎn)介]陳少霞（1988.11-），女，河南平頂山人，內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)碩士在讀。

DOI：10.16658/j.cnki.1672-4062.2016.02.115

[中圖分類號(hào)]R587.2

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

[文章編號(hào)]1672-4062（2016）01（b）－0115-03