慢性腎臟病胰島素抵抗的發(fā)病機(jī)制、治療策略及中藥的干預(yù)作用

吳薇+楊晶晶++萬毅剛+涂玥++石格++韓文貝++劉不悔++姚建

[摘要]腎臟是胰島素的靶器官，具備豐富的胰島素受體，其中，腎臟固有細(xì)胞，如腎小球足細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、系膜細(xì)胞以及腎小管、集合管上皮細(xì)胞都是胰島素高度敏感的效應(yīng)細(xì)胞，其結(jié)構(gòu)和功能的異常與胰島素及其受體活性密切相關(guān)。慢性腎臟?。╟hronic kidney disease，CKD）患者存在全身或腎組織胰島素抵抗（insulin resistance，IR）。IR既是CKD致病因素，又是其進(jìn)展的機(jī)制之一。CKD患者IR的致病因素包括全身性因素和存在于肌肉、脂肪細(xì)胞的局部因素；其發(fā)病機(jī)制涉及腎小球、近端腎小管、集合管以及相應(yīng)的腎臟固有細(xì)胞，如足細(xì)胞、系膜細(xì)胞和腎小管、集合管上皮細(xì)胞。IR相關(guān)信號(hào)調(diào)控途徑包括胰島素受體底物（insulin receptor substrate，IRS）/磷脂酰肌醇3激酶（phosphatidylinositol3kinase，PI3K）/絲氨酸蘇氨酸激酶（serinethreonine kinase，Akt）通路、單磷酸腺苷活化蛋白激酶（adenosine monophosphate activated protein kinase，AMPK）通路、葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白4（glucose transporter4，GLUT4）通路、核因子（nuclear factor，NF）κB通路以及絲裂原活化蛋白激酶（mitogenactivated protein kinase，MAPK）通路等，其中，IRS1/PI3K/Akt2通路是腎小球足細(xì)胞IR的主要信號(hào)調(diào)控途徑，干預(yù)其活性就可以改善足細(xì)胞損傷。臨床上，一些經(jīng)典的口服降糖藥和利尿劑，如二甲雙胍、羅格列酮、格列本脲、噻唑烷二酮、安體舒通等，還有一些單味中藥的提取物，如黃芪多糖、槲皮素、葛根素、大黃素、小檗堿、姜黃素以及梔子苷等可以干預(yù)胰島素及其受體活性以及IR相關(guān)信號(hào)調(diào)控途徑，改善IR，緩解CKD進(jìn)展?？傊?，基于CKD腎臟固有細(xì)胞IR信號(hào)調(diào)控途徑的相關(guān)藥理學(xué)研究是今后的發(fā)展方向之一。

[關(guān)鍵詞]慢性腎臟病； 中藥； 胰島素抵抗； 發(fā)病機(jī)制； IRS1/PI3K/Akt2信號(hào)通路

腎臟是胰島素（insulin）的靶器官，具備豐富的胰島素受體，其中，腎臟固有細(xì)胞，如腎小球足細(xì)胞（podocyte）、內(nèi)皮細(xì)胞、系膜細(xì)胞以及腎小管、集合管上皮細(xì)胞都是胰島素高度敏感的效應(yīng)細(xì)胞，其結(jié)構(gòu)和功能的異常與胰島素及其受體活性密切相關(guān)[1]。近年的研究表明，對(duì)于慢性腎臟病（chronic kidney disease，CKD）或相關(guān)疾?。ǜ哐獕骸⑻悄虿?、肥胖等）的患者，其全身或腎組織存在胰島素抵抗（insulin resistance，IR）[23]。經(jīng)典的IR是指胰島素外周靶組織對(duì)內(nèi)源性或外源性胰島素的敏感性和反應(yīng)性降低，導(dǎo)致生理劑量的胰島素產(chǎn)生低于正常的生理效應(yīng)[4]。2005年，德國(guó)學(xué)者Becker等報(bào)道[5]，CKD 1期患者穩(wěn)態(tài)模型胰島素抵抗指數(shù)（homeostasis model assessment insulin resistance，HOMAIR）升高，存在IR，這就是所謂的“腎胰島素抵抗綜合征（renal insulinresistance syndrome，RIRs）”；2012年，美國(guó)學(xué)者Pham等報(bào)道[6]，4 680例非糖尿病性CKD患者的腎小球?yàn)V過率、空腹胰島素以及胰島素敏感指數(shù)有明顯的相關(guān)性；2013年，我國(guó)學(xué)者Chen等報(bào)道[7]，即使是正常體重的2 142例非糖尿病性CKD人群，HOMAIR與腎小球?yàn)V過率也有明顯的相關(guān)性；2015年，日本學(xué)者Hosoya等報(bào)道[8]，200例腎小球?yàn)V過率下降的非糖尿病性CKD 25期患者，其HOMAIR明顯升高。因此，國(guó)內(nèi)外的學(xué)者認(rèn)為，IR既是CKD致病因素，又是其進(jìn)展的機(jī)制之一。臨床上，一些經(jīng)典的口服降糖藥和利尿劑，如二甲雙胍、羅格列酮、格列本脲、噻唑烷二酮、安體舒通等[9]，還有一些單味中藥的提取物，如黃芪多糖、槲皮素、葛根素、大黃素、小檗堿、姜黃素以及梔子苷等[10]可以干預(yù)胰島素及其受體活性以及IR相關(guān)信號(hào)調(diào)控途徑，改善IR，緩解CKD進(jìn)展。

1慢性腎臟病IR的致病因素

CKD患者IR的致病因素包括全身性因素，如周圍血循環(huán)中尿毒癥毒素、活性維生素D3缺乏以及腎性貧血等。此外，CKD患者體內(nèi)的炎性細(xì)胞因子，如腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor，TNF）α和白介素（interleukin，IL）6的過度產(chǎn)生也可以引起全身性IR[11]。

1985年，MacCaleb等借助尿毒癥患者血清干預(yù)的大鼠脂肪細(xì)胞而發(fā)現(xiàn)血中胰島素信號(hào)受到抑制，從而，證實(shí)尿毒癥毒素與全身性IR之間存在聯(lián)系[12]；近年，D′Apolito等發(fā)現(xiàn)，慢性腎衰竭模型鼠血清尿素通過介導(dǎo)胰島素靶器官氧化產(chǎn)物的活性而引起全身性IR[13]；Koppe等報(bào)道[14]，血中蛋白結(jié)合型的尿毒癥毒素pCresy1 sulfate（PCS）可能是CKD患者出現(xiàn)全身性IR的致病因素；作者用PCS干預(yù)小鼠，使其體內(nèi)PCS達(dá)到人類CKD患者的同等水平，再予胰島素刺激，觀察全身性IR的程度；結(jié)果顯示，經(jīng)胰島素刺激后的模型鼠肌肉組織中絲氨酸蘇氨酸激酶（serinethreonine kinase，Akt）磷酸化水平低下，其原因與絲裂原活化蛋白激酶（mitogenactivated protein kinase，MAPK）家族的細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶（extracellular signalregalated kinase，ERK）磷酸化亢進(jìn)有關(guān)。這些信號(hào)分子的變化規(guī)律在培養(yǎng)的肌肉細(xì)胞C2C12細(xì)胞株中也得到確認(rèn)。Garland報(bào)道[15]，CKD 35期患者異常升高的HOMAIR與其血磷調(diào)節(jié)因子（fibroblast growth factor，F(xiàn)GF）23以及動(dòng)脈鈣化相關(guān)。日本學(xué)者Hosoya等發(fā)現(xiàn)200例伴有RIRs的CKD患者，其血清醛固酮濃度與HOMAIR水平相關(guān)，給予醛固酮拮抗劑（安體舒通）治療，可以改善患者全身性IR。這些結(jié)果說明，CKD患者的血清醛固酮水平與全身性IR密切相關(guān)[8]。對(duì)于5/6腎切除的大鼠腎衰竭模型，給予安體舒通干預(yù)，也可以改善全身性IR，其機(jī)制可能與安體舒通抑制脂肪細(xì)胞胰島素信號(hào)通路有關(guān)[8]。

在CKD患者IR的致病因素中還有局部因素。CKD患者的肌肉、脂肪細(xì)胞中會(huì)出現(xiàn)局部性IR。鋅結(jié)合α2糖蛋白（zine α2glycoprotein，ZAG）是由脂肪組織合成、分泌的糖蛋白，可以作用于脂肪細(xì)胞而引起脂肪酸分解亢進(jìn)和脂肪酸合成抑制。Pelletier等報(bào)道[16]，用腎衰竭患者的血清刺激5/6腎切除的大鼠和小鼠的脂肪細(xì)胞，模型鼠脂肪組織內(nèi)ZAG表達(dá)上調(diào)，脂肪組織萎縮。即使在人類腎衰竭患者的脂肪組織內(nèi)，其ZAG表達(dá)水平也明顯升高。這說明ZAG可能是CKD患者脂肪組織局部性IR的致病因素。Thomas等發(fā)現(xiàn)，肌肉細(xì)胞膜上表達(dá)的信號(hào)調(diào)節(jié)蛋白（signal regulatory protein，SRP）α在腎衰竭小鼠的肌肉組織中表達(dá)亢進(jìn)，其機(jī)制與胰島素受體信號(hào)分子磷酸化過程被抑制有關(guān)[17]。這說明SRPα可能也是CKD模型鼠肌肉組織局部性IR的致病因素。

吳薇等：慢性腎臟病胰島素抵抗的發(fā)病機(jī)制、治療策略及中藥的干預(yù)作用2慢性腎臟病IR的信號(hào)調(diào)控途徑

CKD患者IR的發(fā)病機(jī)制及其信號(hào)調(diào)控途徑涉及腎小球、近端腎小管、集合管以及相應(yīng)的腎臟固有細(xì)胞，如足細(xì)胞、系膜細(xì)胞和腎小管、集合管上皮細(xì)胞等[18]。

21腎小球IR信號(hào)調(diào)控途徑包括足細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和系膜細(xì)胞在內(nèi)的腎小球固有細(xì)胞都是胰島素的效應(yīng)細(xì)胞，其中，足細(xì)胞是胰島素高度敏感的細(xì)胞。研究表明，對(duì)于胰島素受體敲除的小鼠，其足細(xì)胞凋亡亢進(jìn)，足突融合，基底膜增厚，腎小球硬化和白蛋白尿明顯加劇[19]。因此，胰島素是維持足細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的必備激素。Hale等報(bào)道[20]，在生理狀態(tài)下，胰島素可調(diào)節(jié)足細(xì)胞血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）的表達(dá)，而VEGF在調(diào)節(jié)腎小球毛細(xì)血管襻結(jié)構(gòu)和腎小球?yàn)V過功能上發(fā)揮著重要作用，因此，胰島素是通過介導(dǎo)VEGF而調(diào)節(jié)腎小球功能的；在病理狀態(tài)下，過多的胰島素不僅會(huì)加劇CKD患者尿白蛋白漏出，而且，促進(jìn)足細(xì)胞還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（nicotinamide adenine dinucleotide phosphate，NADPH）氧化酶高表達(dá)，導(dǎo)致足細(xì)胞氧化應(yīng)激損傷[21]。這可能是CKD患者高胰島素血癥誘導(dǎo)足細(xì)胞IR的發(fā)病機(jī)制之一。

足細(xì)胞IR的信號(hào)調(diào)控途徑還與胰島素信號(hào)通路中去磷酸化酶Src homology2 domaincontaining phosphatase1（SHP1）有關(guān)。SHP1和胰島素受體結(jié)合，抑制酪氨酸磷酸化，引起足細(xì)胞IR。Drapeau等發(fā)現(xiàn)，Akita小鼠足細(xì)胞SHP1表達(dá)亢進(jìn)，在高血糖環(huán)境下，SHP1表達(dá)上調(diào)，這可能是糖尿病足細(xì)胞IR的發(fā)病機(jī)制之一[22]。此外，腎小球的炎癥反應(yīng)與足細(xì)胞IR的關(guān)系也受到關(guān)注。核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)閾蛋白2（nucleotidebinding oligomerization domaincontaining 2，NOD2）作為自然免疫的胞內(nèi)模式識(shí)別受體，可以識(shí)別細(xì)菌細(xì)胞壁上的胞壁酰二肽而誘導(dǎo)胞內(nèi)免疫應(yīng)答。研究表明，NOD2通過免疫機(jī)制介導(dǎo)腎小球損傷，引起腎功能下降。Du等發(fā)現(xiàn)，對(duì)于體外培養(yǎng)的足細(xì)胞，NOD2高度活化以及胰島素受體下游的胰島素受體底物1（insulin receptor substrate，IRS1）絲氨酸殘基磷酸化亢進(jìn)，可以導(dǎo)致胰島素信號(hào)通路中酪氨酸殘基磷酸化被抑制而出現(xiàn)IR；對(duì)于NOD2敲除的動(dòng)物模型，無論是高脂喂養(yǎng)的小鼠，還是鏈脲佐菌素（streptozotocin，STZ）誘導(dǎo)的糖尿病小鼠，其足細(xì)胞損傷都能得到改善[23]。這說明足細(xì)胞IR的發(fā)病機(jī)制與NOD2及其基因表達(dá)密切相關(guān)。

據(jù)報(bào)道[24]，腎組織內(nèi)胰島素信號(hào)調(diào)控途徑在受體后水平包括下述共同的關(guān)鍵步驟：胰島素與靶細(xì)胞表面胰島素受體結(jié)合，在酪氨酸蛋白激酶（tyrosine protein kinase，TPK）參與下，使IRS1磷酸化，進(jìn)而，啟動(dòng)其下游的各條信號(hào)通路，如磷脂酰肌醇3激酶（phosphatidylinositol3kinase，PI3K）/Akt通路、MAPK通路、核因子（nuclear factor，NF）κB通路、葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白4（glucose transporter 4，GLUT4）通路以及單磷酸腺苷活化蛋白激酶（adenosine monophosphate activated protein kinase，AMPK）通路等，其中，IRS1/PI3K/Akt2信號(hào)通路活性低下被認(rèn)為是足細(xì)胞發(fā)生IR的重要環(huán)節(jié)之一[25]，因而，被國(guó)內(nèi)外學(xué)者高度關(guān)注。具體而言，當(dāng)足細(xì)胞外胰島素信號(hào)通過胰島素受體和IRS1傳遞到細(xì)胞內(nèi)以后，磷酸化的IRS1激活PI3K，進(jìn)一步將磷脂酰肌醇4，5二磷酸[phosphatidylinositol（4，5）bisphosphate，PIP2]轉(zhuǎn)化成磷脂酰肌醇3，4，5三磷酸[phosphoinositide（3，4，5）triphosphate，PIP3]，PIP3再使其下游的Akt磷酸化。若上述信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑受阻，尤其是關(guān)鍵信號(hào)分子（IRS1，PI3K，Akt）磷酸化水平降低就可造成IRS1/PI3K/Akt信號(hào)通路活性低下而促使足細(xì)胞發(fā)生IR[26]。更為重要的是，對(duì)于CKD動(dòng)物模型而言，2013年，Canaud等發(fā)現(xiàn)Akt亞型——Akt2與足細(xì)胞損傷密切相關(guān)，Akt2敲除的小鼠會(huì)出現(xiàn)明顯的蛋白尿、足突融合、足細(xì)胞凋亡以及nephrin表達(dá)下調(diào)[27]。也就是說，足細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能必須由胰島素維持，若腎組織出現(xiàn)IR，其IRS1/PI3K/Akt2信號(hào)通路活性低下，尤其是Akt2磷酸化水平下降可以直接導(dǎo)致足細(xì)胞損傷（圖1）。在細(xì)胞形態(tài)方面，表現(xiàn)為足細(xì)胞肥大，細(xì)胞骨架破壞，足突融合，足細(xì)胞凋亡、脫落等；在細(xì)胞功能方面，表現(xiàn)為足細(xì)胞間裂隙膜（slit diaphragm，SD）關(guān)鍵結(jié)構(gòu)分子（nephrin，podocin，neph1，CD2AP等）表達(dá)下降和分布失衡。簡(jiǎn)言之，IRS1/PI3K/Akt2通路是CKD腎小球足細(xì)胞IR的主要信號(hào)調(diào)控途徑，干預(yù)其活性就可以改善足細(xì)胞損傷。此外，對(duì)于系膜細(xì)胞而言，胰島素也是通過激活I(lǐng)RS1/PI3K/Akt信號(hào)通路而促進(jìn)系膜細(xì)胞增生或抑制其凋亡的[18]。

22近端腎小管IR信號(hào)調(diào)控途徑在近端腎小管、髓袢上升粗段、遠(yuǎn)曲腎小管以及腎皮質(zhì)集合管，胰島素能直接促進(jìn)

鈉離子的重吸收。研究表明，近端腎小管、集合管上皮細(xì)胞也是胰島素高度敏感的細(xì)胞。Tiwari等發(fā)現(xiàn)近端腎小管胰島素特異性受體缺損的小鼠會(huì)出現(xiàn)輕度的耐糖量異常和IR，這種小鼠腎臟中的葡萄糖6磷酸酶（glucose6phosphatase，G6P）表達(dá)亢進(jìn)而使葡萄糖生成過量[28]。對(duì)于近端腎小管上皮細(xì)胞而言，胰島素誘導(dǎo)的信號(hào)通路不同于腎小球足細(xì)胞和系膜細(xì)胞，主要是指IRS2/PI3K引起Akt磷酸化的信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)，也就是IRS2/PI3K/Akt信號(hào)調(diào)控途徑[29]。此外，集合管上皮細(xì)胞也會(huì)出現(xiàn)類似的胰島素受體變化和IR[30]。

3慢性腎臟病IR的治療策略

研究表明，口服降糖藥——噻唑烷二酮（thiazolidinedione，TZD）在臨床上可以改善IR。ADOPT研究針對(duì)4 351例無藥物治療史的2型糖尿病患者，使用羅格列酮（rosiglitazone）或二甲雙胍（metformin）或格列本脲（glyburide）分別進(jìn)行干預(yù)，觀察IR與CKD進(jìn)展的關(guān)系以及藥物的干預(yù)作用。結(jié)果表明，IR是CKD進(jìn)展的因素之一；對(duì)于白蛋白尿的抑制作用，羅格列酮優(yōu)于二甲雙胍；對(duì)于腎小球?yàn)V過率的改善作用，羅格列酮優(yōu)于格列本脲[9]。有關(guān)TZD藥理研究的結(jié)果提示，TZD能夠活化過氧化物酶體增殖物激活受體（peroxisome proliferator activated receptor，PPAR）γ，升高血中脂連素水平，改善組織IR[31]。Basturk等報(bào)道[32]，羅格列酮能夠改善30例非糖尿病CKD患者HOMAIR和低下的TNFα水平。Samuelsson等將PPARα和PPARγ的雙重激動(dòng)劑——替格列扎（tesaglitazar）給予30例CKD患者；作者發(fā)現(xiàn)，替格列扎可以改善患者HOMAIR和異常升高的高密度脂蛋白和低水平的中性脂肪，但是，長(zhǎng)期給藥對(duì)患者心血管事件和腎臟生存率的影響尚不清楚[33]。此外，令人驚訝的是，鹽皮質(zhì)激素受體拮抗劑——安體舒通也可以改善25期CKD患者的IR[8]。

臨床流行病學(xué)資料表明，CKD患者血中低下的維生素D（vitamin D，Vit D）水平與HOMAIR升高是相關(guān)的。因此，對(duì)于CKD患者，提倡補(bǔ)充Vit D。對(duì)于健康的老年人群，補(bǔ)充Vit D不僅可以抑制糖尿病的并發(fā)癥，還可以改善接受血液透析的CKD患者胰島素分泌水平和敏感性[34]。然而，與此相矛盾的是，Petchey等用Vit D制劑——膽骨化醇（cholecalciferol）干預(yù)CKD 34期患者6個(gè)月，其IR沒有得到改善[35]。PieraHaces等聯(lián)合使用25羥基VitD 和帕立骨化醇（paricalcitol）干預(yù)接受血液透析的CKD患者，其HOMAIR的水平也沒有得到改善[35]。

胃饑餓素（ghrelin）是日本學(xué)者新近發(fā)現(xiàn)的消化道多肽，具有增強(qiáng)食欲、抗衰老、抗氧化以及保護(hù)臟器的作用。目前，針對(duì)慢性心力衰竭、慢性阻塞性肺病以及神經(jīng)性食欲減退癥患者正在進(jìn)行胃饑餓素有效性和安全性的相關(guān)臨床試驗(yàn)。初步結(jié)果表明，血中胃饑餓素水平與胰島素敏感性呈正相關(guān)；對(duì)于接受血液透析的CKD患者，給予胃饑餓素（12 μg·kg-1）口服，1周后，患者的食欲和生活質(zhì)量得到改善；對(duì)于非血液透析的CKD患者，無活性的胃饑餓素水平明顯上升，相反，有活性的胃饑餓素水平明顯低下[36]。此外，CKD患者的胃饑餓素水平與IR高度相關(guān)。給予胃饑餓素干預(yù)，不但能改善CKD患者IR相關(guān)的食欲減退，而且，可以提高CKD患者的生存率[37]。

4中藥對(duì)IR相關(guān)信號(hào)通路的干預(yù)作用

研究表明，除外IRS/PI3K/Akt信號(hào)調(diào)控途徑，在不同的組織或細(xì)胞中，IR相關(guān)信號(hào)通路還包括AMPK通路、GLUT4通路、NFκB通路以及MAPK通路等[18]。一些單味中藥的提取物可以在體內(nèi)外干預(yù)IR相關(guān)信號(hào)調(diào)控途徑，改善不同組織或細(xì)胞的IR。

Huang等通過棕櫚酸刺激血管內(nèi)皮細(xì)胞而建立IR細(xì)胞模型，以葛根提取物——葛根素（puerarin）進(jìn)行干預(yù)；結(jié)果顯示，葛根素可以干預(yù)棕櫚酸誘導(dǎo)的IRS1磷酸化，影響胰島素信號(hào)通路活性，改善血管內(nèi)皮細(xì)胞IR[38]。Hwang 等發(fā)現(xiàn)，葛根素還能夠激活上皮細(xì)胞中PI3K/Akt和AMPK通路，促進(jìn)胞內(nèi)一氧化氮合成，改善IR[39]。此外，對(duì)于STZ誘導(dǎo)的C57BL/6糖尿病小鼠模型，葛根素可以激活PI3K/Akt通路，抑制胰島β細(xì)胞凋亡，改善模型鼠IR[40]。Song等發(fā)現(xiàn)，對(duì)于高脂飲食誘導(dǎo)的C57BL/6J糖尿病小鼠，大黃提取物——大黃素（emodin）可以抑制線粒體呼吸鏈復(fù)合物Ⅰ表達(dá)，激活A(yù)MPK通路，改善肌肉和肝臟組織的IR[41]。Chen等發(fā)現(xiàn)，大黃素還能夠激活胞內(nèi)AMPK和PPARγ通路，促進(jìn)脂聯(lián)素聚集，改善脂肪細(xì)胞IR[42]。王會(huì)玲等選擇12只6月齡雌性db/db糖尿病小鼠和6只同代同齡野生型小鼠，用黃連提取物——小檗堿（5 mg·kg-1·d -1）經(jīng)腹腔注射干預(yù)6只模型鼠，其他6只模型鼠和6只野生型小鼠作為對(duì)照而接受同等體積生理鹽水腹腔注射；干預(yù)21 d后，作者發(fā)現(xiàn)，小檗堿可使模型鼠HOMAIR得到改善，其作用機(jī)制與改善骨骼肌AMPK磷酸化水平，提高AMPK信號(hào)通路活性相關(guān)[43]。Na等發(fā)現(xiàn)，姜黃提取物——姜黃素（curcumin）能夠干預(yù)肝激酶B1/AMPK信號(hào)通路，增加游離脂肪酸和葡萄糖的氧化分解，改善肌肉組織的IR[44]。Yekollu等發(fā)現(xiàn)，對(duì)于ob/ob小鼠，姜黃素能夠抑制NFκB/RelA的結(jié)合，干預(yù)NFκB信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，改善肝臟和脂肪組織炎癥相關(guān)性IR[45]。戚琛曄等采用胰島素體外誘導(dǎo)培養(yǎng)法建立HepG2肝細(xì)胞IR模型，并且，以梔子提取物——梔子苷（geniposide）進(jìn)行干預(yù)；作者發(fā)現(xiàn)，梔子苷通過調(diào)節(jié)胞內(nèi)GLUT4蛋白的表達(dá)水平，增加HepG2肝細(xì)胞對(duì)外源性胰島素的敏感性，改善肝細(xì)胞IR[46]。Zou等報(bào)道[47]，黃芪多糖（astragalus polysaccharides）可激活A(yù)MPK信號(hào)通路，增加肝糖原的合成和骨骼肌葡萄糖的轉(zhuǎn)運(yùn)，提高胰島素敏感性，促進(jìn)葡萄糖吸收，改善肝臟和骨骼肌IR。Mahmoud等報(bào)道[48]，槲皮素（quercetin）可通過降低TNFα和C反應(yīng)蛋白水平而抑制NFκB信號(hào)通路活性，改善STZ誘導(dǎo)的糖尿病大鼠的IR?？傊瑔挝吨兴幪崛∥锔鸶?、大黃素、小檗堿、姜黃素、梔子苷、黃芪多糖以及槲皮素等通過不同的IR相關(guān)信號(hào)通路對(duì)組織或細(xì)胞IR產(chǎn)生一定的干預(yù)作用。盡管如此，基于CKD腎臟固有細(xì)胞IR信號(hào)調(diào)控途徑的相關(guān)藥理學(xué)研究還很匱乏。尤其需要強(qiáng)調(diào)的是，這些提取物對(duì)CKD患者IR的臨床療效還缺乏直接的證據(jù)。

綜上所述，CKD患者IR的致病因素包括全身性因素和存在于肌肉、脂肪細(xì)胞的局部因素；其發(fā)病機(jī)制涉及腎小球、近端腎小管、集合管以及相應(yīng)的腎臟固有細(xì)胞，如足細(xì)胞、系膜細(xì)胞和腎小管、集合管上皮細(xì)胞。IR相關(guān)信號(hào)調(diào)控途徑包括IRS/PI3K/Akt通路、AMPK通路、GLUT4通路、NFκB通路以及MAPK通路等，其中，IRS1/PI3K/Akt2通路是腎小球足細(xì)胞IR的主要信號(hào)調(diào)控途徑，干預(yù)其活性就可以改善足細(xì)胞損傷。臨床上，一些經(jīng)典的口服降糖藥和利尿劑，如二甲雙胍、羅格列酮、格列本脲、噻唑烷二酮、安體舒通等，還有一些單味中藥的提取物，如黃芪多糖、槲皮素、葛根素、大黃素、小檗堿、姜黃素以及梔子苷等可以干預(yù)胰島素及其受體活性以及IR相關(guān)信號(hào)調(diào)控途徑，改善IR，緩解CKD進(jìn)展。基于CKD腎臟固有細(xì)胞IR信號(hào)調(diào)控途徑的相關(guān)藥理學(xué)研究是今后的發(fā)展方向之一。筆者團(tuán)隊(duì)的前期研究表明，對(duì)于高脂飼料聯(lián)合STZ誘導(dǎo)的糖尿病腎?。╠iabetic nephropathy，DN）模型鼠，其蛋白尿和IR相關(guān)指標(biāo)明顯異常，足細(xì)胞肥大，足突融合以及腎組織nephrin蛋白表達(dá)下調(diào)，此外，模型鼠腎組織內(nèi)IRS1，PI3K，Akt2蛋白磷酸化水平異常；一定劑量的黃蜀葵花制劑——黃葵膠囊（Huangkui capsule，HKC）或胰島素增敏劑——羅格列酮對(duì)IR和足細(xì)胞損傷都有改善作用，其機(jī)制與干預(yù)IRS1/PI3K/Akt2信號(hào)通路活性有關(guān)[49]。這一初步研究結(jié)果提示，對(duì)于DN模型鼠而言，IRS1/PI3K/Akt2信號(hào)通路既是IR的信號(hào)調(diào)控途徑，也可能是HKC保護(hù)足細(xì)胞損傷的新靶點(diǎn)。此外，在肥胖狀態(tài)下，巨噬細(xì)胞誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)是引發(fā)肝細(xì)胞IR的上游機(jī)制，抑制活性巨噬細(xì)胞所分泌的凝集素Galectin3可以減輕全身性IR[50]。據(jù)此，筆者推測(cè)，作為經(jīng)典的中藥領(lǐng)域的抗炎藥物，HKC干預(yù)IR的靶點(diǎn)不僅在IR相關(guān)的信號(hào)分子上，還有可能是炎癥相關(guān)的凝集素。

[參考文獻(xiàn)]

[1]Fornoni A Proteinuria，the podocyte，and insulin resistance [J] N Engl J Med，2010，363（21）：2068

[2]Artunc F，Schleicher E，Weigert C，et al The impact of insulin resistance on the kidney and vasculature [J] Nat Rev Nephrol，2016，12（12）：721

[3]Spoto B，Pisano A，Zoccali C Insulin resistance in chronic kidney disease：a systematic review [J] Am J Physiol Renal Physiol，2016，311（6）：F1087

[4]Semenkovich C F Insulin resistance and a long，strange trip [J]. N Engl Med，2016，374（14）：1378

[5]Becker B，Kronenberg F，Kielstein J T，et al Renal insulin resistance syndrome，adiponectin and cardiovascular events in patients with kidney disease：the mild and moderate kidney disease study [J] J Am Soc Nephrol，2005，16（4）：1091

[6]Pham H，RobinsonCohen C，Biggs M L，et al Chronic kidney disease，insulin resistance，and incident diabetes in older adults [J] Clin J Am Soc Nephrol，2012，7（4）：588

[7]Chen S，Chen Y，Liu X，et al Association of insulin resistance with chronic kidney disease in nondiabetic subjects with normal weight [J] PLoS ONE，2013，8（9）：e74058

[8]Hosoya K，Minakuchi H，Wakino S，et al Insulin resistance in chronic kidney disease is ameliorated by spironolactone in rats and humans [J] Kidney Int， 2015，87（4）：749

[9]Lachin J M，Viberti G，Zinman B，et al Renal function in type 2 diabetes with rosiglitazone，metformin，and glyburide monotherapy [J] Clin J Am Soc Nephrol，2011，6（5）：1032

[10]林玉芳，韓薇，李寅，等 中醫(yī)藥對(duì)胰島素抵抗相關(guān)信號(hào)通路影響的研究進(jìn)展[J] 上海中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào)，2015，29（5）：99

[11]脇野修，水口斉，伊藤裕 腎とインスリン抵抗性[J] 日腎會(huì)誌，2014，56（1）：28

[12]McCaleb M L，Izzo M S，Lockwood D H Characterization and partial purification of a factor from uremic human serum that induces insulin resistance [J] J Clin Invest，1985，75（2）：391

[13]D′Apolito M，Du X，Zong H，et al Ureainduced ROS generation causes insulin resistance in mice with chronic renal failure [J] J Clin Invest，2010，120（1）：203

[14]Koppe L，Pillon N J，Vella R E，et al pCresyl sulfate promotes insulin resistance associated with CKD [J] J Am Soc Nephrol，2013，24（1）：88

[15]Garland J S，Holden R M，Ross R，et al Insulin resistance is associated with fibroblast growth factor23 in stage 35 chronic kidney disease patients [J] J Diabetes Complications，2014，28（1）：61

[16]Pelletier C C，Koppe L，Croze M L，et al White adipose tissue overproduces the lipidmobilizing factor zinc α2glycoprotein in chronic kidney disease [J] Kidney Int，2013，83（5）：878

[17]Thomas S S，Dong Y，Zhang L，et al Signal regulatory proteinα interacts with the insulin receptor contributing to muscle wasting in chronic kidney disease [J] Kidney Int，2013，84（2）：308

[18]Horita S，Nakamura M，Suzuki M，et al Selective insulin resistance in the kidney [J] Biomed Res Int，2016，2016：5825170

[19]Welsh G I，Hale L J，Eremina V，et al Insulin signaling to the glomerular podocyte is critical for normal kidney function [J] Cell Metab，2010，12（4）：329

[20]Hale L J，Hurcombe J，Lay A，et al Insulin directly stimulates VEGFA production in the glomerular podocyte [J] Am J Physiol Renal Physiol，2013，305（2）：F182

[21]Piwkowska A，Rogacka D，Audzeyenka I，et al High glucose increases glomerular filtration barrier permeability by activating protein kinase G type Iα subunits in a Nox4dependent manner [J] Exp Cell Res，2014，320（1）：144

[22]Drapeau N，Lizotte F，Denhez B，et al Expression of SHP1 induced by hyperglycemia prevents insulin actions in podocytes [J]. Am J Physiol Endocrinol Metab，2013，304（11）：E1188

[23]Du P，F(xiàn)an B，Han H，et al NOD2 promotes renal injury by exacerbating inflammation and podocyte insulin resistance in diabetic nephropathy [J] Kidney Int，2013，84（2）：265

[24]Lizcano J M，Alessi D R The insulin signalling pathway [J] Curr Biol，2002，12（7）：R236

[25]Welsh G I，Hale L J，Eremina V，et al Insulin signaling to the glomerular podocyte is critical for normal kidney function [J] Cell Metab，2010，12（4）：329

[26]Thomas S S，Zhang L，Mitch W E Molecular mechanisms of insulin resistance in chronic kidney disease [J] Kidney Int，2015，88（6）：1233

[27]Canaud G，Bienaimé F，Viau A，et al AKT2 is essential to maintain podocyte viability and function during chronic kidney disease [J] Nat Med，2013，19（10）：1288

[28]Tiwari S，Singh R S，Li L，et al Deletion of the insulin receptor in the proximal tubule promotes hyperglycemia [J] J Am Soc Nephrol，2013，24（8）：1209

[29]Nakamura M，Yamazaki O，Shirai A，et al Preserved Na/HCO3 cotransporter sensitivity to insulin may promote hypertension in metabolic syndrome [J] Kidney Int，2015，87（3）：535

[30]Pavlov T S，Ilatovskaya D V，Levchenko V，et al Regulation of ENaC in mice lacking renal insulin receptors in the collecting duct [J] FASEB J，2013，27（7）：2723

[31]Brunelli S M，Thadhani R，Ikizler T A，et al Thiazolidinedione use is associated with better survival in hemodialysis patients with noninsulin dependent diabetes [J] Kidney Int，2009，75（9）：961

[32]Basturk T，Unsal A，Ulas T，et al Effects of rosiglitazone treatment on insulin resistance and TNFalpha levels in patients with chronic kidney disease：a prospective study [J] Eur Rev Med Pharmacol Sci，2012，16（11）：1519

[33]Samuelsson O，Attman P O，GauseNilsson I，et al Dual PPAR α/γ agonism normalizes lipoprotein profile of renal dyslipidemia [J]. PPAR Res，2013，2013：391628

[34]PieraHaces C，IzquierdoOrtiz M J，Martínde Franciscoá L，et al Double treatment with paricalcitolassociated calcifediol and cardiovascular risk biomarkers in haemodialysis [J] Nefrologia，2013，33（1）：77

[35]Petchey W G，Hickman I J，Prins J B，et al Vitamin D does not improve the metabolic health of patients with chronic kidney disease stage 34：a randomized controlled trial [J] Nephrology（Carlton），2013，18（1）：26

[36]Ashby D R，F(xiàn)ord H E，Wynne K J，et al Sustained appetite improvement in malnourished dialysis patients by daily ghrelin treatment [J] Kidney Int，2009，76（2）：199

[37]Gupta R K，Kuppusamy T，Patrie J T，et al Association of plasma desacyl ghrelin levels with CKD [J] Clin J Am Soc Nephrol，2013，8（7）：1098

[38]Huang F，Liu K，Du H，et al Puerarin attenuates endothelial insulin resistance through inhibition of inflammatory response in an IKKb/IRS1dependent manner [J] Biochimie，2012，94（5）：1143

[39]Hwang Y P，Kim H G，Hien T T，et al Puerarin activates endothelial nitric oxide synthase through estrogen receptordependent PI3kinase and calciumdependent AMPactivated protein kinase [J] Toxicol Appl Pharmacol，2011，257（1）：48

[40]Li Z，Shangguan Z，Liu Y，et al Puerarin protects pancreatic βcell survival via PI3K/Akt signaling pathway [J] J Mol Endocrinol，2014，53（1）：71

[41]Song P，Kim J H，Ghim J，et al Emodin regulates glucose utilization by activating AMPactivated protein kinase [J] J Biol Chem，2013，288（8）：5732

[42]Chen Z，Zhang L，Yi J，et al Promotion of adiponectin multimerization by emodin：a novel AMPK activator with PPARγagonist activity [J] J Cell Biochem，2012，113（11）：3547

[43]王會(huì)玲，李燕，胡偉鋒，等.小檗堿影響AMPK/PGC1信號(hào)途徑改善糖尿病胰島素抵抗和線粒體功能的研究[J] 中華臨床醫(yī)師雜志（電子版），2014，8（5）：896

[44]Na L X，Zhang Y L，Li Y，et al Curcumin improves insulin resistance in skeletal muscle of rats [J] Nutr Metab Cardiovasc Dis，2011，21（7）：526

[45]Yekollu S K，Thomas R，O′Sullivan B Targeting curcusomes to inflammatory dendritic cells inhibits NFκB and improves insulin resistance in obese mice [J] Diabetes，2011，60（11）：2928

[46]戚琛曄，席守民，馬靈筠，等 梔子苷對(duì)胰島素抵抗HepG2細(xì)胞葡糖轉(zhuǎn)運(yùn)體4表達(dá)的影響[J] 中國(guó)臨床藥理學(xué)雜志，2014，30（6）：537

[47]Zou F，Mao X，Wang N，et al Astragalus polysaccharides alleviates glucose toxicity and restores glucose homeostasis in diabetic states via activation of AMPK [J] Acta Pharmacol Sin，2009，30（12）：1607

[48]Mahmoud M F，Hassan N A，El Bassossy H M，et al Quercetin protects against：diabetesinduced exaggerated vasoconstriction in rats：effect on low grade inflammation [J] PLoS ONE，2013，8（5）：e63784.

[49]Wu W，Wan Y G Huangkui capsule protects against podocyte injury in diabetic nephropathy via regulating insulin resistance and IRS1/PI3K/Akt2 signaling pathway，compared with rosiglitazone [C] Chicago（America）：The American Society of Nephropathy（ASN）Kidney Week 2016 Annual Meeting，2016

[50]Li P，Liu S，Lu M，et al Hematopoieticderived galectin3 causes cellular and systemic insulin resistance [J] Cell，2016，167（4）：973[責(zé)任編輯張寧寧]董林林等：藥用植物DNA標(biāo)記輔助育種（一）：三七抗病品種選育研究