腎小管上皮細(xì)胞-間充質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)分化與腎間質(zhì)纖維化的關(guān)系研究

李冰，呂海琳，高兆麗，馬成俊

山東大學(xué)齊魯醫(yī)院（青島）泌尿內(nèi)科，山東青島 266000

上皮細(xì)胞不僅僅是人體皮膚，還包括人體各腔道表層的細(xì)胞，上皮細(xì)胞的位置不同，發(fā)揮的作用也不相同，可以分為保護(hù)、吸收、分泌以及排泄，發(fā)揮不同的作用，需要的細(xì)胞層數(shù)不盡相同，同樣，上皮細(xì)胞的位置不同，為了適應(yīng)位置所以會(huì)有不同的形狀。間充質(zhì)細(xì)胞是含有線粒體，高爾基體以及少量核糖體的分化程度很低的細(xì)胞。腎間質(zhì)纖維化是細(xì)胞經(jīng)過各種作用發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，造成纖維化，腎間質(zhì)纖維化是腎疾病的病理反應(yīng)，并且與患者病情的嚴(yán)重程度關(guān)系密切，而腎小管上皮細(xì)胞-間充質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)分化（EMT）與腎間質(zhì)纖維化也具有重要的關(guān)系，該文從初期轉(zhuǎn)分化、轉(zhuǎn)分化的病理分析、腎小管上皮細(xì)胞-間充質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)分化的標(biāo)志、影響轉(zhuǎn)分化的因素、轉(zhuǎn)分化的機(jī)制5各層面縱膈討論腎小管上皮細(xì)胞-間充質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)分化與腎間質(zhì)纖維化的關(guān)系，報(bào)道如下。

1 初期轉(zhuǎn)分化

上皮細(xì)胞是位于皮膚表層的細(xì)胞，具有保護(hù)、防御的作用，在胚胎發(fā)育階段，上皮細(xì)胞就會(huì)形成，是組織、細(xì)胞之一，是脊椎動(dòng)物的外部表型。上皮細(xì)胞是固定不動(dòng)的細(xì)胞，而間充質(zhì)細(xì)胞可以發(fā)生遷移，間充質(zhì)細(xì)胞能夠分化成上皮細(xì)胞[1]。細(xì)胞的極性、纖維的組合、信息的傳遞以及腎間質(zhì)纖維化等均與上皮細(xì)胞與間充質(zhì)細(xì)胞的特定轉(zhuǎn)化有關(guān)，在發(fā)育過程中，不能轉(zhuǎn)化成間充質(zhì)細(xì)胞的上皮細(xì)胞則會(huì)凋亡。

2 轉(zhuǎn)分化的病理分析

1995年，Struze等人研究發(fā)現(xiàn)，腎小管上皮細(xì)胞-間充質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)分化與腎間質(zhì)纖維化具有一定的聯(lián)系。在Struze等人的研究中，選擇FSP（抗成纖維細(xì)胞特異蛋白）作為分子探針，通過FSP分子探針的特異性結(jié)合檢測(cè)不同狀態(tài)的腎臟中纖維化細(xì)胞的數(shù)量和分布。實(shí)驗(yàn)選擇小白鼠作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，研究結(jié)果顯示，正常的小白鼠體內(nèi)腎臟纖維化程度低，并且FSP-1陽性細(xì)胞含量較少，而在患有TBM（抗腎小管基底膜?。┘膊〉男“资篌w內(nèi)則發(fā)現(xiàn)腎臟纖維化程度較高，并且FSP-1陽性細(xì)胞含量較多[2]。抗腎小管基底膜病是一種腎臟炎癥，因此可以推測(cè)，腎臟疾病中腎小管細(xì)胞轉(zhuǎn)化成FSP-1陽性細(xì)胞與上皮細(xì)胞發(fā)生轉(zhuǎn)化有關(guān)。

3 腎小管上皮細(xì)胞-間充質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)分化的標(biāo)志

臨床上腎小管上皮細(xì)胞-間充質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)分化具有明顯的標(biāo)志，主要可以分為以下幾個(gè)方面。

3.1 上皮細(xì)胞極性消失

上皮細(xì)胞具有細(xì)胞極性，上皮細(xì)胞通過細(xì)胞底部的板層素、IV型膠原固定于腎臟基底膜上，同時(shí)，上皮細(xì)胞的頂部有高爾基體，上皮細(xì)胞頂端與基底分布不同，因此具有端-基極性，當(dāng)上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)化成纖維細(xì)胞時(shí)這種細(xì)胞極性就會(huì)消失，因此，上皮細(xì)胞極性消失表明上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)化成纖維細(xì)胞。

3.2 細(xì)胞間質(zhì)連接松散

正常的上皮細(xì)胞與其他細(xì)胞是緊密連接的，在腎臟中，腎臟上皮細(xì)胞與周圍細(xì)胞緊密連接，成為有功能的腎臟，上皮細(xì)胞與周圍細(xì)胞連接主要靠CAMs（細(xì)胞間黏附分子），腎臟中上皮細(xì)胞的細(xì)胞極性、結(jié)構(gòu)完整性和細(xì)胞功能性等與CAMs和腎臟基底膜有關(guān)，只有當(dāng)CAMs和腎臟基底膜保持完整時(shí)，腎臟上皮細(xì)胞才能保持活性，不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)化，當(dāng)腎臟上皮細(xì)胞受到轉(zhuǎn)化生長因子的誘導(dǎo)時(shí)，CAMs的表達(dá)受到抑制、腎臟基底膜發(fā)生斷裂，從而造成腎臟上皮細(xì)胞無法與周圍細(xì)胞連接，因此，細(xì)胞間的緊密連接消失是腎臟上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)分化的標(biāo)志[3]。

3.3 波形纖維蛋白得到表達(dá)

腎小管上皮細(xì)胞-間充質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)分化時(shí)，細(xì)胞骨架發(fā)生變化，上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)化成間充質(zhì)細(xì)胞細(xì)胞骨架肌動(dòng)蛋白微絲發(fā)生重組，與細(xì)胞特異性有關(guān)的中間纖維蛋白消失，而波形蛋白（Vimentin）出現(xiàn)，波形蛋白是轉(zhuǎn)分化后的中間纖維，與腎間質(zhì)纖維化有關(guān)，纖維化細(xì)胞的形態(tài)維持和移動(dòng)功能與波形蛋白有關(guān)，當(dāng)上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)化成間充質(zhì)細(xì)胞時(shí)波形蛋白含量增加，因此，波形纖維蛋白得到表達(dá)是腎臟上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)分化的標(biāo)志[4]。

3.4 平滑肌肌動(dòng)蛋白得到表達(dá)

正常組織、細(xì)胞被纖維化以后會(huì)發(fā)育成成纖維細(xì)胞，成纖維細(xì)胞與被纖維化的細(xì)胞不同，是由被纖維化的細(xì)胞分化、生長發(fā)育而來，其生長速度較之前有所增加，成纖維細(xì)胞是纖維細(xì)胞變成肌成纖維細(xì)胞的中間轉(zhuǎn)換體，纖維化細(xì)胞變成成纖維細(xì)胞進(jìn)而分化成肌成纖維細(xì)胞，肌成纖維細(xì)胞能夠在腎臟中表達(dá)SMA（平滑肌肌動(dòng)蛋白），與平滑肌細(xì)胞具有相同的結(jié)構(gòu)特征、相似的功能，在未激活的成纖維細(xì)胞中不會(huì)發(fā)生SMA表達(dá)，SMA表達(dá)只存在于激活的成纖維細(xì)胞中，因此，平滑肌肌動(dòng)蛋白得到表達(dá)是腎臟上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)分化的標(biāo)志[5-6]。

4 影響轉(zhuǎn)分化的因素

研究發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)分化同其他生物化學(xué)反應(yīng)一樣，受到體內(nèi)某些因子的促進(jìn)或抑制。文獻(xiàn)報(bào)道稱，轉(zhuǎn)化生長因子、肝細(xì)胞生長因子等因子與腎小管上皮細(xì)胞-間充質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)分化有關(guān)，能夠誘導(dǎo)腎小管上皮細(xì)胞-間充質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)分化，可以導(dǎo)致細(xì)胞纖維化[7]。

轉(zhuǎn)化生長因子研究表明，轉(zhuǎn)化生長因子作用于腎小管上皮細(xì)胞，生長因子含量越多，對(duì)腎小管上皮細(xì)胞的作用越強(qiáng)，平滑肌肌動(dòng)蛋白表達(dá)越強(qiáng)、含量越多；同時(shí)，CAMs的表達(dá)會(huì)減弱，含量會(huì)降低，當(dāng)轉(zhuǎn)化生長因子的濃度達(dá)到50 ng/mL，并且持續(xù)時(shí)間達(dá)到6 d時(shí)，分泌CAMs的細(xì)胞消失不見；相關(guān)研究學(xué)者還發(fā)現(xiàn)IL-1誘發(fā)TEMT需要依賴轉(zhuǎn)化生長因子，使用轉(zhuǎn)化生長因子拮抗劑能夠抑制誘發(fā)的發(fā)生，同時(shí)，使用IL-1拮抗劑同樣也能夠抑制誘發(fā)的發(fā)生。Okada等研究學(xué)者發(fā)現(xiàn)，EGF（表皮生長因子）具有和轉(zhuǎn)化生長因子相類似的作用，并且表皮生長因子與轉(zhuǎn)化生長因子二者可以協(xié)同作用，聯(lián)合使用的作用效果較單一因子的誘導(dǎo)作用更強(qiáng)，影響轉(zhuǎn)分化，發(fā)揮強(qiáng)效誘導(dǎo)作用[8-9]。

5 轉(zhuǎn)分化的機(jī)制

臨床上對(duì)于轉(zhuǎn)分化的全面機(jī)制研究尚未完全清楚，研究發(fā)現(xiàn)多種細(xì)胞因子對(duì)腎間質(zhì)纖維化均有作用，其中轉(zhuǎn)化生長因子的誘導(dǎo)作用是最重要的作用機(jī)制。腎小管上皮細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路可以經(jīng)由轉(zhuǎn)化生長因子激活，例如絲裂原激活蛋白激酶信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路、鳥苷酸酶信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路以及蛋白激酶信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路等。轉(zhuǎn)化生長因子受體分為I型、Ⅱ型、Ⅲ型，Ⅲ型受體沒有活性，不參與作用，轉(zhuǎn)化生長因子與I型受體、Ⅱ型受體結(jié)合能夠介導(dǎo)不同的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路[10]。

6 討論

上皮細(xì)胞不僅僅是人體皮膚，還包括人體各腔道表層的細(xì)胞，上皮細(xì)胞的位置不同，發(fā)揮的作用也不相同，可以分為保護(hù)、吸收、分泌以及排泄，發(fā)揮不同的作用，需要的細(xì)胞層數(shù)不盡相同，同樣，上皮細(xì)胞的位置不同，為了適應(yīng)位置所以會(huì)有不同的形狀。間充質(zhì)細(xì)胞是含有線粒體，高爾基體以及少量核糖體的分化程度很低的細(xì)胞。腎間質(zhì)纖維化是細(xì)胞經(jīng)過各種作用發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，造成纖維化，腎間質(zhì)纖維化是腎疾病的病理反應(yīng)，造成腎間質(zhì)纖維化發(fā)生的原因大體可以分為以下幾個(gè)方面：①動(dòng)脈性腎硬化，動(dòng)脈性腎硬化發(fā)生的原因同動(dòng)脈粥樣硬化類似，只是發(fā)生位置不同，動(dòng)脈性腎應(yīng)該可造成患者發(fā)生腎間質(zhì)纖維化；②良性腎硬化，良性腎硬化常見于老年人，高血壓性血管疾病以及腎小球內(nèi)高血壓都會(huì)造成患者腎小球損傷，從而導(dǎo)致腎硬化；③惡性腎硬化，良性腎硬化病情加重或血壓急劇升高引起的血管壁損傷均會(huì)造成惡性腎硬化[11]。以上三種情況都可以造成患者發(fā)生腎間質(zhì)纖維化。預(yù)防腎間質(zhì)纖維化需要從飲食上進(jìn)行調(diào)養(yǎng)，生活要有規(guī)律，注意勞逸結(jié)合。

相對(duì)于轉(zhuǎn)分化的機(jī)制、原因，患者更關(guān)心的是能否治愈，醫(yī)生更關(guān)心的是如何預(yù)防、如何治療，如何降低患者的痛苦，達(dá)到患者的要求。Yang等研究者研究發(fā)現(xiàn)，BMP-7和HGF，即內(nèi)源性的因子骨形成蛋白-7和肝細(xì)胞生長因子可以阻斷EMT，從而抑制腎間質(zhì)纖維化的發(fā)生；S.HW、Li等研究者發(fā)現(xiàn)血管緊張素Ⅱ抑制劑、Rock抑制物以及ILK抑制物均能夠降低轉(zhuǎn)分化、抑制腎間質(zhì)纖維化的發(fā)生。其中ILK抑制物參與轉(zhuǎn)分化生長因子誘導(dǎo)的過程，通過抑制誘導(dǎo)過程中某一步驟達(dá)到抑制轉(zhuǎn)分化、預(yù)防腎間質(zhì)纖維化的目的[12-13]。以上幾種方法均可以有效的干預(yù)腎小管上皮細(xì)胞-間充質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)分化，降低腎間質(zhì)纖維化的發(fā)生。