PACAP在腎臟中的保護(hù)作用

王慧婷 包蓓艷

摘要：垂體腺苷酸環(huán)化酶激活肽（PACAP）是一種多效性神經(jīng)肽，廣泛分布于機(jī)體內(nèi)，具有抗凋亡、抗炎、抗氧化等功能，在不同器官系統(tǒng)損傷模型中發(fā)揮保護(hù)作用。目前PACAP在神經(jīng)系統(tǒng)中的保護(hù)作用已得到廣泛認(rèn)可，且其在腎臟的保護(hù)作用逐漸受到重視。本文主要綜述PACAP對(duì)腎缺血/再灌注、氧化應(yīng)激、缺氧、糖尿病腎病、淀粉樣變和化療藥物相關(guān)腎臟疾病的保護(hù)作用。

關(guān)鍵詞：PACAP;腎臟疾病;保護(hù);缺血/再灌注;氧化應(yīng)激

中圖分類號(hào)：R285? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2020.02.011

文章編號(hào)：1006-1959（2020）02-0040-04

Abstract：Pituitary adenylate cyclase activating peptide（PACAP） is a pleiotropic neuropeptide that is widely distributed in the body. It has anti-apoptotic， anti-inflammatory， and anti-oxidant functions， and plays a protective role in different organ system injury models. At present， the protective effect of PACAP in the nervous system has been widely recognized， and its protective effect in the kidney has gradually received attention. This article reviews the protective effects of PACAP on renal ischemia/reperfusion， oxidative stress， hypoxia， diabetic nephropathy， amyloidosis， and chemotherapeutic kidney disease.

Key words：PACAP;Kidney disease;Protection;Ischemia/reperfusion;Oxidative stress

垂體腺苷酸環(huán)化酶激活肽（pituitary adenylate cyclase-activating polypeptide，PACAP）是從大鼠垂體細(xì)胞中分離出來(lái)的下丘腦肽，具有激活腺苷酸環(huán)化酶的能力。PACAP屬于血管活性腸肽（vasoactive intestinal polypeptide，VIP）家族成員，有PACAP-38和PACAP-27兩種形式，分別為38-氨基酸肽和27-氨基酸肽，主要通過(guò)G蛋白偶聯(lián)中的三個(gè)受體發(fā)揮作用。特定的PAC1受體與PACAP的結(jié)合比VIP高很多，而VPAC1和VPAC2受體與PACAP和VIP的結(jié)合相似，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)和外周器官中具有廣泛的保護(hù)作用。近年來(lái)，越來(lái)越多的研究發(fā)現(xiàn)PACAP在泌尿系統(tǒng)中起著多種作用，如刺激腎素分泌、影響腎血流量、影響膀胱上皮功能等。本文主要從PACAP對(duì)腎缺血/再灌注、氧化應(yīng)激、缺氧、糖尿病腎病、淀粉樣變和藥物引起的腎臟疾病的保護(hù)作用等方面進(jìn)行綜述，旨在為研究PACAP在腎臟疾病治療中的潛在作用提供參考依據(jù)。

1缺血再灌注腎損傷

缺血/再灌注腎損傷可能是腎功能衰竭的主要原因之一，且與刺激因素有關(guān)。PACAP對(duì)缺血損傷的保護(hù)作用首次在全腦和局灶性腦缺血模型中被發(fā)現(xiàn)，研究顯示[1，2]，PACAP有助于縮小梗死腦區(qū)的面積。Banki E等[3]研究發(fā)現(xiàn)，雙側(cè)頸動(dòng)脈阻塞導(dǎo)致的視網(wǎng)膜低灌注經(jīng)PACAP治療后有所恢復(fù)。隨著現(xiàn)代醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展，PACAP的保護(hù)作用已在中樞神經(jīng)系統(tǒng)和幾個(gè)外周器官得到證實(shí)，包括腸道和腎臟[4，5]。越來(lái)越多的證據(jù)表明PACAP主要通過(guò)介導(dǎo)炎癥介質(zhì)和氧化應(yīng)激減輕腎臟的缺血/再灌注損傷[3，5，6]。

PACAP可提高IL-6水平，降低髓過(guò)氧化物酶活性，減少CD45+細(xì)胞數(shù)，降低細(xì)胞內(nèi)的炎性細(xì)胞指標(biāo)[7]。多項(xiàng)研究證實(shí)了PACAP在體內(nèi)缺血再灌注損傷中的保護(hù)作用。Szakaly P等[8]研究發(fā)現(xiàn)單次注射PACAP可顯著降低缺血45、60或75 min后的死亡率。PACAP還改善了腎小管的組織損傷，如腎小管萎縮程度降低。PACAP可降低缺血60 min后的氧化應(yīng)激水平，如抗氧化超氧化物歧化酶水平的恢復(fù)[9]。PACAP注射增加谷胱甘肽水平，使慢性腎臟病患者較低水平的抗凋亡Bcl-2分子得以恢復(fù)。PACAP治療也逆轉(zhuǎn)了部分缺血損傷后細(xì)胞因子表達(dá)的改變，如fractalkine、細(xì)胞間粘附分子-1、RANTES、基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑-1和巨噬細(xì)胞調(diào)節(jié)蛋白[10]，Li M等[11]在缺血/再灌注小鼠模型中也證實(shí)了這些變化，結(jié)果顯示PACAP治療后腎小管損傷、細(xì)胞凋亡及細(xì)胞免疫反應(yīng)明顯減輕，且PACAP治療組TNF-α水平降低，腎功能恢復(fù)。Khan AM等[12]的研究探討了toll樣受體（toll-like receptors）在PACAP介導(dǎo)的小鼠缺血再灌注損傷中腎保護(hù)作用。PACAP治療的動(dòng)物基本維持血清肌酐水平不變，甚至表現(xiàn)出正常的腎功能。PACAP治療后腎臟損傷的生物標(biāo)志物、缺血缺氧誘導(dǎo)升高的TNF-α、細(xì)胞凋亡和中性粒細(xì)胞聚集等均明顯減少。同時(shí)，該研究還發(fā)現(xiàn)缺血缺氧后數(shù)十個(gè)toll樣受體基因的改變，并發(fā)現(xiàn)PACAP治療可以逆轉(zhuǎn)這些變化，可抑制toll樣受體相關(guān)的細(xì)胞因子蛋白水平。

由于大多數(shù)研究都是在雄性大鼠身上進(jìn)行的，且PACAP有性別依賴的效應(yīng)，探討肽的細(xì)胞保護(hù)作用是否也能在雌性動(dòng)物身上觀察到，以及是否存在性別依賴性差異，這一點(diǎn)至關(guān)重要。Laszlo E等[13]研究比較了雌性和雄性大鼠缺血/再灌注后注射PACAP的效果，雄性和雌性大鼠接受同樣的單側(cè)腎動(dòng)脈夾閉術(shù)，然后進(jìn)行24、48 h或14 d后的再灌注，結(jié)果顯示動(dòng)脈夾閉術(shù)前靜脈注射PACAP組大鼠與對(duì)照組相比，前者雄性和雌性大鼠的腎小管損傷明顯減輕，且雌性動(dòng)物在實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組均顯示出更輕的腎臟損傷。這些結(jié)果可以證實(shí)PACAP對(duì)缺血/再灌注腎損傷有保護(hù)作用，但缺血/再灌注后雌性大鼠損傷程度更輕，可能還涉及其他的保護(hù)因素。

總之，PACAP能夠在腎臟缺血/再灌注損傷中發(fā)揮保護(hù)作用，降低死亡率，減少結(jié)構(gòu)損傷，減輕氧化應(yīng)激和缺血性腎損傷。

2氧化應(yīng)激與低氧

氧化應(yīng)激在腎臟疾病中起重要作用，活性氧參與了糖尿病腎病、衰老、高血壓、缺血再灌注損傷或藥物性腎病等多種腎臟疾病的發(fā)病過(guò)程[14，15]。Horvath G等[9]通過(guò)培養(yǎng)新生小鼠的原代腎細(xì)胞來(lái)研究PACAP對(duì)細(xì)胞活力的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)氧化應(yīng)激誘導(dǎo)過(guò)氧化氫產(chǎn)生導(dǎo)致細(xì)胞存活率下降，用10或100 nmol/L的PACAP同時(shí)處理可以恢復(fù)細(xì)胞活力。該實(shí)驗(yàn)還研究了PACAP的最低有效劑量，發(fā)現(xiàn)在濃度為100 pmol/L時(shí)就足以發(fā)揮保護(hù)作用。此外，Li M等[11]還研究了PACAP對(duì)野生型和MYD99+/-小鼠近端小管上皮細(xì)胞體外缺氧的影響，結(jié)果顯示在浸泡引起的細(xì)胞缺氧時(shí)細(xì)胞因子活化和細(xì)胞死亡，可檢測(cè)到單核細(xì)胞趨化蛋白-1（MCP-1）、白細(xì)胞介素-6（IL-6）和巨噬細(xì)胞內(nèi)蛋白-2（MIP-2）水平顯著升高，而PACAP治療可抑制缺氧誘導(dǎo)的這些變化。

有研究通過(guò)檢測(cè)PACAP缺陷小鼠的變化，發(fā)現(xiàn)缺乏內(nèi)源性PACAP的動(dòng)物在發(fā)育、行為、反應(yīng)和對(duì)抗各種應(yīng)激源的反應(yīng)等方面表現(xiàn)出一些異常[16-18]。早期的研究表明，與野生型動(dòng)物細(xì)胞相比，PACAP小鼠的小腦顆粒細(xì)胞對(duì)氧化應(yīng)激的敏感性更高，且在許多不同的細(xì)胞和組織損傷的模型中都顯示出這種敏感性的增加。與其他缺乏PACAP的組織器官一致，缺乏內(nèi)源性PACAP的腎細(xì)胞也表現(xiàn)出對(duì)于氧化應(yīng)激的低抵抗力。此外，將PACAP-/-小鼠中分離細(xì)胞，并與野生型小鼠原代腎細(xì)胞培養(yǎng)結(jié)果進(jìn)行比較。補(bǔ)充外源性PACAP可減輕體外氧化應(yīng)激所致的損傷。這些不同模型中不同器官和細(xì)胞缺乏PACAP時(shí)表現(xiàn)出一致的結(jié)果。另有研究將野生型和PACAP+/-小鼠的細(xì)胞暴露在體外缺氧條件下，與先前關(guān)于氧化應(yīng)激實(shí)驗(yàn)的觀察結(jié)果一樣，缺乏PACAP的小鼠對(duì)體外低氧反應(yīng)適應(yīng)能力更差。

3糖尿病腎病

糖尿病腎病是終末期腎病的主要病因之一，也是糖尿病的主要并發(fā)癥之一[19-21]。 Kenichi S等[22]在糖尿病腎病模型中，通過(guò)單次靜脈注射鏈脲佐菌素誘導(dǎo)雄性大鼠糖尿病，每2天腹腔注射PACAP，持續(xù)8周，結(jié)果顯示PACAP能明顯減輕糖尿病腎病相關(guān)形態(tài)學(xué)改變，如系膜擴(kuò)張、腎小管損傷、阿曼尼-埃布斯坦現(xiàn)象。用細(xì)胞因子陣列評(píng)價(jià)刺激反應(yīng)，相比之下，糖尿病腎病伴隨大量的細(xì)胞因子激活，而PACAP注射顯著下調(diào)了許多細(xì)胞因子，如CINC-1、TIMP-1、LIX、MIG、s-ICAM。這項(xiàng)研究表明PACAP可通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞因子水平來(lái)對(duì)抗糖尿病引起的腎臟改變[22]。此外，PACAP代謝穩(wěn)定性差，在體內(nèi)半衰期只有2～10 min。因此，PACAP只能局部用藥，限制了其在臨床上的使用。采用基因重組技術(shù)表達(dá)的緩釋重組PACAP衍生肽MHDBAY，極大延長(zhǎng)了其在db/db糖尿病小鼠體內(nèi)的半衰期，通過(guò)激活特異性受體VPCA2，可促進(jìn)胰島素分泌，降低血糖水平，改善胰島素抵抗[23]。

在后續(xù)的研究中， Banki E等[24]進(jìn)一步探討了PACAP在鏈脲佐菌素糖尿病腎病模型中誘導(dǎo)保護(hù)作用的分子機(jī)制，結(jié)果發(fā)現(xiàn)糖尿病動(dòng)物表現(xiàn)出促凋亡p38MAPK和裂解caspase-3水平的升高，而PACAP治療可抵消上述反應(yīng)。PACAP治療還可降低NF kappa B的p60亞基的表達(dá)，pAkt和pERK1/2等抗凋亡因子在糖尿病腎臟中的表達(dá)明顯增加;PACAP治療后觀察到腎纖維化標(biāo)志物，如Ⅳ型膠原和TGF-β-1的下調(diào);電鏡下可見(jiàn)糖尿病腎小球部分基底膜節(jié)段性增厚，而PACAP治療的糖尿病動(dòng)物沒(méi)有顯示這種局灶性節(jié)段性增厚。糖尿病腎小球存在嚴(yán)重足細(xì)胞損傷，足突明顯增寬，而PACAP治療的糖尿病動(dòng)物損傷足突更輕。

總之，以上研究表明，PACAP在糖尿病腎病中具有重要的作用，其作用機(jī)制包括抗凋亡、抗纖維化、抗氧化和抗凝血等作用。

4淀粉樣變性腎損害

Reglodi D等[25]的研究在PACPA缺陷小鼠中發(fā)現(xiàn)了老年前期系統(tǒng)性淀粉樣變性，包括腎臟的淀粉樣變性。系統(tǒng)性淀粉樣變的特征是淀粉樣蛋白在不同組織中沉積，最終導(dǎo)致多器官功能障礙。PACPA缺陷小鼠的幾個(gè)器官出現(xiàn)了嚴(yán)重的淀粉樣變性，包括脾臟、腸、甲狀腺、食道、皮膚和肝臟，腎臟也是最受影響的器官之一。PACPA缺陷的3～12個(gè)月動(dòng)物幼仔中，大約1/3的動(dòng)物腎臟中已經(jīng)出現(xiàn)淀粉樣沉積的跡象，而野生型小鼠在幼年時(shí)沒(méi)有觀察到淀粉樣沉積。在老年期，近90%的PACAP缺陷小鼠的腎臟表現(xiàn)出嚴(yán)重的淀粉樣變，而只有一半的野生型小鼠表現(xiàn)出這種癥狀。Reglodi D等[26]研究表明，缺乏PACAP的小鼠會(huì)表現(xiàn)出更多早期衰老的病理改變，例如視網(wǎng)膜變化、角膜角化以及系統(tǒng)性淀粉樣變性。Ohtaki H等[27]研究發(fā)現(xiàn)，PACAP缺陷小鼠隨著年齡的增加，氧化應(yīng)激水平增加，而另一項(xiàng)研究顯示缺乏內(nèi)源性PACAP缺陷的小鼠視網(wǎng)膜中有退行性改變[28]?？傊c野生型小鼠相比，缺乏內(nèi)源性PACAP的小鼠出現(xiàn)了更嚴(yán)重的系統(tǒng)性淀粉樣變。鑒于PACAP的抗凋亡、抗炎癥和抗氧化作用及其腎臟保護(hù)作用，可以認(rèn)為PACAP具有對(duì)抗衰老誘導(dǎo)的變化的作用。缺乏內(nèi)源性PACPA可加速腎臟和其他幾個(gè)器官淀粉樣蛋白沉積。

5總結(jié)

PACAP對(duì)腎缺血/再灌注、氧化應(yīng)激、缺氧、糖尿病腎病、淀粉樣變引起的腎臟疾病具有保護(hù)作用，其可潛在的改善慢性腎病患者的腎功能并減輕各種藥物的腎毒性，有望用于急慢性腎臟疾病的治療。但目前關(guān)于PACAP在人體腎臟中的存在及其功能作用的研究較少，其在動(dòng)物體內(nèi)的作用是否與人體中相同還存在爭(zhēng)議，今后應(yīng)開(kāi)展更加廣泛的研究進(jìn)行證實(shí)，以期為治療急慢性腎臟疾病提供新途徑。

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收稿日期：2019-10-21;修回日期：2019-10-30

編輯/王朵梅