基于足細(xì)胞保護(hù)探討中醫(yī)藥治療糖尿病腎病作用機(jī)制的實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展

劉晴 蔡倩 王暴魁

目前糖尿病腎病(diabetic nephropathy，DN)已成為終末期腎臟病的第二大主要病因。從組織、細(xì)胞、分子水平等方面探討DN，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)具有可操作性高、可重復(fù)性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。隨著中醫(yī)藥實(shí)驗(yàn)研究的廣泛開展，對(duì)DN發(fā)病機(jī)制的逐步認(rèn)識(shí)，認(rèn)為足細(xì)胞損傷是蛋白尿形成的核心機(jī)制，且近年來中醫(yī)藥的起效機(jī)制成為研究熱點(diǎn)。綜合目前研究，高血糖、晚期糖基化終末產(chǎn)物及氧化應(yīng)激等因素皆可導(dǎo)致足細(xì)胞相關(guān)蛋白及信號(hào)通路的異常，足細(xì)胞凋亡加快疾病進(jìn)展[1]。本文基于足細(xì)胞保護(hù)對(duì)中醫(yī)藥治療DN的起效機(jī)制進(jìn)行綜述。

1 中醫(yī)藥對(duì)DN足細(xì)胞相關(guān)蛋白表達(dá)的調(diào)控

1.1 中醫(yī)藥調(diào)控Nephrin

Nephrin作為裂孔膜的關(guān)鍵成分，維持腎小球正常濾過功能，同時(shí)作為信號(hào)傳導(dǎo)分子向細(xì)胞內(nèi)傳遞信號(hào)，其缺乏或傳導(dǎo)異常導(dǎo)致足細(xì)胞形態(tài)改變和蛋白尿的產(chǎn)生[2]。高清等[3]研究發(fā)現(xiàn)糖尿病小鼠經(jīng)雷公藤甲素治療后，足細(xì)胞密度增加，足突寬度降低，足細(xì)胞Nephrin表達(dá)增加，糖尿病狀態(tài)下Nephrin表達(dá)的降低與糖尿病腎病的發(fā)生和發(fā)展緊密相關(guān)，抑制或防止腎小球足細(xì)胞Nephrin表達(dá)的降低有助防治糖尿病腎小球硬化和蛋白尿的發(fā)生和發(fā)展，丁洪成等[4]發(fā)現(xiàn)DN大鼠經(jīng)白藜蘆醇治療后，尿蛋白排泄減少，Nephrin表達(dá)上調(diào)，說明白藜蘆醇可能通過調(diào)控Nephrin表達(dá)減輕足細(xì)胞損傷。曹晨等[5]以丹參、川芎、地龍、水蛭、全蝎等活血化瘀類中藥治療DN大鼠，發(fā)現(xiàn)治療后大鼠尿蛋白水平降低，腎小球病理變化減輕，Nephrin表達(dá)增強(qiáng)。

1.2 中醫(yī)藥調(diào)控Podocalyxin

Podocalyxin是足細(xì)胞特異性標(biāo)記蛋白，保持濾過膜電荷屏障的穩(wěn)定性，維持足細(xì)胞的正常結(jié)構(gòu)與功能[6-7]。Podocalyxin具有高陽性、穩(wěn)定的特點(diǎn)，尿Podocalyxin可成為DN早期診斷的一種較為理想的標(biāo)記物，并可根據(jù)其在尿液中的水平來判斷預(yù)后情況。Economou等[8]發(fā)現(xiàn)以高糖體外培養(yǎng)的足細(xì)胞中Podocalyxin表達(dá)被抑制，以此推斷DN時(shí)Podocalyxin的表達(dá)下降，腎小球?yàn)V過功能受損，尿蛋白漏出增多，加速DN進(jìn)展。張舒[9]研究表明，芪葵顆?？赏ㄟ^上調(diào)DN大鼠Podocalyxin、Nephrin表達(dá)水平，修復(fù)足細(xì)胞，減少尿蛋白，從而發(fā)揮腎保護(hù)作用。

1.3 中醫(yī)藥調(diào)控Podocin

Podocin與Nephrin共同構(gòu)成裂孔膜復(fù)合體，連接足突形成裂孔隔膜[10]，共同維持裂孔隔膜通透性及腎小球正常濾過功能[11-12]；Podocin還可增強(qiáng)Nephrin誘導(dǎo)的信號(hào)通路傳導(dǎo)功能[13]。李志杰等[14]發(fā)現(xiàn)經(jīng)黃芪主要活性物質(zhì)黃芪多糖治療后的DN大鼠尿蛋白減少、腎功能得到改善、腎小球病理改變減輕，Podocin表達(dá)水平較模型組明顯增加，提示黃芪多糖具有修復(fù)DN足細(xì)胞裂孔膜蛋白結(jié)構(gòu)的作用。鄧順有等[15]以活血降糖膠囊(由血竭、三七、黃芪、枸杞、太子參等組成)灌胃治療DN大鼠，發(fā)現(xiàn)Nephrin、Podocin、CD2AP等足細(xì)胞相關(guān)分子的表達(dá)較模型組升高，提示活血降糖膠囊可通過上調(diào)足細(xì)胞相關(guān)蛋白的表達(dá)維持足細(xì)胞裂孔膜形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能的完整性，減輕足細(xì)胞損傷，減少蛋白尿并延緩DN進(jìn)展。郭園園[16]研究發(fā)現(xiàn)開通玄府方可增加糖尿病腎病大鼠Podocin表達(dá)強(qiáng)度，且效果優(yōu)于培哚普利，改善腎組織損傷同時(shí)控制蛋白排泄量。

總之，DN的發(fā)生發(fā)展與足細(xì)胞損傷密切相關(guān)，足細(xì)胞相關(guān)蛋白表達(dá)異常可導(dǎo)致足細(xì)胞結(jié)構(gòu)完整性被破壞，造成功能缺失，因此調(diào)節(jié)足細(xì)胞相關(guān)蛋白的表達(dá)成為新藥物的作用靶點(diǎn)，為新藥的開發(fā)提供了方向。然而對(duì)于明確的通路機(jī)制研究仍有待進(jìn)一步展開[1]。

2 中醫(yī)藥對(duì)DN足細(xì)胞相關(guān)信號(hào)通路的干預(yù)

2.1 中醫(yī)藥對(duì)TGF-β信號(hào)通路的干預(yù)

轉(zhuǎn)化生長因子-β(transforming growth factor-β，TGF-β)分為不同的亞型，其中TGF-β1是重要的致纖維化因子，過度表達(dá)可導(dǎo)致基底膜增厚[17]。TGF-β1可通過TGF-β/Smads信號(hào)通路刺激足細(xì)胞肥大以及足細(xì)胞上皮—間充質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)分化改變，加速腎小纖維化，誘導(dǎo)足細(xì)胞凋亡。唐錦輝等[18]發(fā)現(xiàn)茯苓皮提取物丹參酮IIA可通過下調(diào)TGF-β1表達(dá)促進(jìn)足細(xì)胞增殖，抑制成纖維細(xì)胞增殖和表型轉(zhuǎn)化，減少細(xì)胞外基(extracellular matrix，ECM)生成，促進(jìn)ECM降解。杜義斌等[19]發(fā)現(xiàn)燈盞益腎顆粒(由燈盞花、黃芪、仙靈脾、山藥、生大黃等藥組成)可通過抑制Smad2蛋白表達(dá)，增強(qiáng)Smad7蛋白表達(dá)，阻斷TGF-β/Smad信號(hào)通路介導(dǎo)的腎纖維化進(jìn)程，改善腎功能，延緩疾病進(jìn)展。賈會(huì)玉[20]研究表明丹蛭降糖膠囊(由太子參、生地、丹皮、菟絲子、水蛭等組成)可抑制糖尿病腎病大鼠TGF-β1/Smad信號(hào)通路及相關(guān)蛋白的表達(dá)，從而抑制腎臟的纖維化進(jìn)程，保護(hù)腎臟。馮麗園[21]研究表明糖腎寧膠囊(由熟地黃、山茱萸、懷山藥、杜仲等藥物組成)能通過下調(diào)TGF-β1、核因子-κB(nuclear factor kappa B,NF-κB)，上調(diào)Smad7的保護(hù)作用，從而改善足細(xì)胞功能。TGF-β還可通過絲裂原激活的蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)途徑抑制腎臟纖維化[22]，MAPK信號(hào)通路的主要家族成員P38表達(dá)于足細(xì)胞。孫文[23]研究表明，三七總皂苷可通過下調(diào)TGF-β1，減少P38MAPK磷酸化，進(jìn)而抑制Caspase-3活化，減少腎臟固有細(xì)胞凋亡，可能是其保護(hù)腎臟的作用機(jī)制。

隨著研究深入，尚有諸多作用機(jī)制待闡明，如不同條件下的同一信號(hào)傳導(dǎo)通路作用不同，同一信號(hào)傳導(dǎo)通路在不同細(xì)胞中的作用不同，不同的信號(hào)傳導(dǎo)通路間是否存在交互作用等。TGF-β信號(hào)通路為新型藥物研發(fā)提供了思路和方向，如抑制TGF-β1的產(chǎn)生，抑制TGF-β1刺激的Smad磷酸化、P38MAPK磷酸化等，以及阻斷TGF-β信號(hào)通路對(duì)機(jī)體是否有其他不良影響尚需要探討。

2.2 NF-κB信號(hào)通路

NF-κB是Rel蛋白家族以異源或同源的形式構(gòu)成的二聚體，是一種重要的核轉(zhuǎn)錄因子，參與足細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)傳遞，正常情況下，NF-κB呈現(xiàn)為無活性的狀態(tài)。在糖尿病狀態(tài)下，高糖和炎癥因子刺激、氧化應(yīng)激、蛋白激酶C激活劑、代謝失衡、膜島素抵抗等多種因素誘導(dǎo)下，NF-κB可活化進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)，與多種基因啟動(dòng)子特異性序列結(jié)合，通過調(diào)節(jié)各類細(xì)胞因子的表達(dá)，引起機(jī)體的免疫和炎癥反應(yīng)，從而加重腎臟的損傷，加速DN的進(jìn)展。研究發(fā)現(xiàn)，腎臟疾病特別是DN的發(fā)生發(fā)展過程中，與NF-κB的表達(dá)上調(diào)有關(guān)系[24]。有文獻(xiàn)報(bào)道DN炎癥反應(yīng)與氧化應(yīng)激相互影響，參與細(xì)胞損傷過程，其共同的樞紐可能是NF-κB[25]。Hofmann等[26]研究發(fā)現(xiàn)，DN患者NF-κB結(jié)合活性較糖尿病患者明顯增強(qiáng)，并與蛋白尿程度相關(guān)，表明NF-κB活性與DN的發(fā)生及其程度密切相關(guān)。陳張敏[27]研究表明，用當(dāng)歸紅芪提取物干預(yù)DN大鼠，發(fā)現(xiàn)可降低其腎組織NF-κB、TNF-α的表達(dá)，減輕腎間質(zhì)纖維化、腎小球肥大、腎臟纖維化，從而對(duì)腎臟起到保護(hù)作用，延緩DN的進(jìn)展。蒙向欣等[28]以加味芪黃飲干預(yù)DN模型大鼠，可顯著降低Toll樣受體4、髓樣分化因子88、單核細(xì)胞趨化蛋白-1、NF-κB的表達(dá)，提示該方可減輕足細(xì)胞損傷，延緩DN進(jìn)展。趙陸斌[29]發(fā)現(xiàn)六味地黃丸恢復(fù)腎功能并阻止DN的進(jìn)展是通過抑制單核細(xì)胞趨化蛋白-1、NF-κB的表達(dá)來實(shí)現(xiàn)的。王曉磊等[30]用芪衛(wèi)顆粒(由黃芪、生地黃、莪術(shù)、鬼箭羽、大黃組成)含藥血清干預(yù)高糖刺激建立的體外足細(xì)胞轉(zhuǎn)分化模型，發(fā)現(xiàn)芪衛(wèi)顆?？缮险{(diào)SIRT1表達(dá)，抑制NF-κB p65乙?；?，改善足細(xì)胞轉(zhuǎn)分化。

足細(xì)胞轉(zhuǎn)分化是足細(xì)胞損傷的一種重要形式，足細(xì)胞損傷是導(dǎo)致DN蛋白尿發(fā)生發(fā)展的一個(gè)重要機(jī)制。目前研究結(jié)果證實(shí)NF-κB與足細(xì)胞損傷密切相關(guān)，能夠調(diào)節(jié)細(xì)胞因子的表達(dá)，是DN炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激反應(yīng)的共同樞紐。但對(duì)于其是如何調(diào)控細(xì)胞因子的表達(dá)、如何介導(dǎo)足細(xì)胞轉(zhuǎn)分化缺乏進(jìn)一步的研究，不同的藥物是否作用于同一通路，還是由NF-κB介導(dǎo)的不同通路，仍需進(jìn)一步探索。

3 中醫(yī)藥對(duì)足細(xì)胞凋亡相關(guān)基因的調(diào)控

足細(xì)胞凋亡與氧化應(yīng)激、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激密切相關(guān)[22]，并受一系列凋亡基因的調(diào)控，Bcl-2是抗細(xì)胞凋亡基因，Bax是促細(xì)胞凋亡基因，Bcl-2通過與Bax結(jié)合形成穩(wěn)定的Bax-Bcl-2異源二聚體抑制足細(xì)胞凋亡，并促進(jìn)足細(xì)胞存活，二者的比例決定細(xì)胞最終的走向是生存還是死亡[31]。羅文娟等[32]用左歸降糖益腎方治療DN小鼠，發(fā)現(xiàn)中藥治療組小鼠足抗凋亡蛋白Bcl-2表達(dá)增加，凋亡蛋白Bax表達(dá)降低，足細(xì)胞凋亡數(shù)明顯減少，證實(shí)左歸降糖益腎方通過調(diào)節(jié)凋亡相關(guān)蛋白的表達(dá)減少足細(xì)胞凋亡。何澤等[33]以解毒通絡(luò)保腎法(由丹參、黃連、紅參、生地、黃芪、大黃等藥物組成)干預(yù)DN大鼠，發(fā)現(xiàn)該方法可通過下調(diào)Bax表達(dá)，上調(diào)Bcl-2表達(dá)，抑制足細(xì)胞凋亡，保護(hù)腎功能。

研究表明細(xì)胞凋亡有3條途徑，這3條凋亡途徑都是通過活化酶作用于底物蛋白，使蛋白分解。至于3條途徑調(diào)控通路的作用還有待進(jìn)一步研究和闡明。對(duì)凋亡基因的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)，為治療DN提供了分子學(xué)基礎(chǔ)，為基因治療提供了可能性。

4 結(jié)語與展望

綜上所述，目前相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究初步闡明減輕足細(xì)胞損傷是中醫(yī)藥治療DN的作用靶點(diǎn)之一，以此延緩疾病進(jìn)展。隨著本病發(fā)病機(jī)制被進(jìn)一步明確以及實(shí)驗(yàn)研究的深入開展，從細(xì)胞學(xué)、分子學(xué)等不同層面闡明中醫(yī)藥取效機(jī)制，獲得更多用藥依據(jù)。中醫(yī)的特色是辨證論治，臨床中針對(duì)同一疾病的不同證型用藥存在差異性，因此同一中藥用于同一疾病模型中可能有不同的效果和取效機(jī)制，如何將辨證施藥更好地融入到疾病模型當(dāng)中，如何將動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的研究成果應(yīng)用到臨床，體現(xiàn)中醫(yī)藥實(shí)驗(yàn)研究的臨床應(yīng)用價(jià)值，這些都是具有更深遠(yuǎn)意義的問題。