纖維化與糖尿病腎病

　　既往認(rèn)為在糖尿病腎病(DN)進(jìn)展為終末期腎病(ESRD)的過程中，最重要的病理生理變化是不可逆的腎小球纖維化及瘢痕形成。隨著研究的深入，腎小管病變，尤其是腎小管和腎間質(zhì)的纖維化，在DN進(jìn)展中同樣起到了重要的作用。盡管DN的病理分型種類繁多，但從早期的腎小球基底膜彌漫增厚到晚期的腎小球硬化或腎小管萎縮，纖維化程度始終是DN進(jìn)展的重要標(biāo)志。

　　DN的發(fā)病機(jī)制包括慢性炎癥、代謝紊亂、血流動(dòng)力學(xué)異常等多種學(xué)說。相比代謝紊亂和血流動(dòng)力學(xué)異常學(xué)說，慢性炎癥學(xué)說似乎更能闡明DN進(jìn)展過程中腎臟從功能到結(jié)構(gòu)的一系列變化。纖維化作為慢性炎癥的一種重要表現(xiàn)形式，在一定程度上決定著DN的病理學(xué)分型。腎小球和腎小管纖維化的組織學(xué)表現(xiàn)類似，均以細(xì)胞外基質(zhì)（如I、Ⅲ、Ⅳ型膠原蛋白以及纖連蛋白、層連蛋白）積聚和腎間質(zhì)成纖維細(xì)胞增生為主要特征。免疫細(xì)胞作為炎癥過程的主要執(zhí)行者，在DN纖維化過程中同樣起重要作用。

　　一、腎小球纖維化

　　高血糖是DN發(fā)生的根本原因，多項(xiàng)大型臨床研究均證實(shí)嚴(yán)格控制血糖可使糖尿病患者的腎臟獲益。然而，單純的血糖控制難以完全阻止糖尿病患者慢性腎病(CKD)的進(jìn)展，高血糖與腎小球纖維化之間似乎并非簡(jiǎn)單的因果關(guān)系。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，暴露在高糖環(huán)境下的腎小球細(xì)胞會(huì)通過糖基化終末產(chǎn)物(AGEs)和活性氧簇(ROS)激活一系列信號(hào)通路，最終觸發(fā)由轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1(TCF-β31)所介導(dǎo)的腎小球纖維化。盡管有證據(jù)表明單純的足細(xì)胞缺失可導(dǎo)致腎小球硬化，然而腎小球內(nèi)皮細(xì)胞、足細(xì)胞和系膜細(xì)胞并非炎癥細(xì)胞，其纖維化過程受到多種因素調(diào)控，單純高血糖并不能完全解釋腎小球纖維化。

　　腎小球纖維化過程主要由成纖維細(xì)胞介導(dǎo)。生理情況下，腎小球的成纖維細(xì)胞含量較低，且保持處于靜止?fàn)顟B(tài)。腎小球的成纖維細(xì)胞是由腎小球系膜細(xì)胞和骨髓來源祖細(xì)胞(BMDP)分化而來的肌成纖維細(xì)胞(myofibroblast)，常在高血糖和血流動(dòng)力學(xué)紊亂時(shí)產(chǎn)生。肌成纖維細(xì)胞在超微結(jié)構(gòu)和生理功能方面兼有平滑肌細(xì)胞和成纖維細(xì)胞的特征，α一平滑肌肌動(dòng)蛋白（α-SMA）是肌成纖維細(xì)胞特異的標(biāo)志蛋白。腎小球系膜細(xì)胞的主要功能是為腎小球毛細(xì)血管網(wǎng)提供結(jié)構(gòu)性支撐，同時(shí)抵抗超濾所帶來的腎小球液體高壓。在糖尿病患者中，代償性肥大的系膜細(xì)胞常會(huì)分化形成肌成纖維細(xì)胞，分泌過多的細(xì)胞外基質(zhì)（如I型膠原纖維、纖連蛋白），引起腎小球基底膜增厚和腎小球毛細(xì)血管阻塞，誘發(fā)腎小球硬化。腎小球的肌成纖維細(xì)胞的另一來源為BMDP，研究表明其對(duì)腎臟纖維化的貢獻(xiàn)率在10%-40%。有關(guān)BMDP在DN中的研究甚少，其在DN腎小球纖維化中的作用機(jī)制尚待更多研究。

　　近年來，腎小球細(xì)胞分化及纖維化相關(guān)信號(hào)通路受到越來越多的關(guān)注。Lecru等發(fā)現(xiàn)大麻素受體I(CBI)通路在腎臟纖維化過程中起到了主要作用：DN患者腎臟組織CBI表達(dá)增加，而CBI主要在腎臟肌成纖維細(xì)胞中高表達(dá)；利用CBI基因敲除或藥物干預(yù)（利莫那班）阻斷CBI通路后，腎臟肌成纖維細(xì)胞TGF-β1受到明顯抑制，腎臟纖維化水平顯著降低。CBI介導(dǎo)的高糖相關(guān)腎小球系膜細(xì)胞纖維化可能還與Ras、細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(ERK)以及過氧化物酶體增殖物激活受體γ2（PPAR-γ2）通路有關(guān)。另有研究表明整合素β1和二肽基肽酶Ⅳ（DPP-4）的相互作用調(diào)節(jié)內(nèi)皮細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，引起腎小球內(nèi)皮細(xì)胞向系膜細(xì)胞的表型轉(zhuǎn)換；沉默整合素β1和DPP-4后，TGF-β受體異質(zhì)二聚體形成和smad3磷酸化水平顯著受抑制；DPP-4抑制劑可顯著改善腎臟纖維化。此外，NADPH氧化酶4(NOX4)可能通過延胡索酸水化酶(FH)介導(dǎo)腎小球纖維化過程。參與腎小球纖維化的蛋白眾多，作用復(fù)雜，以腎小球纖維化為靶點(diǎn)的治療策略具有廣闊前景。

　　二、腎小管和腎間質(zhì)的纖維化

　　盡管腎小球病變?cè)贒N發(fā)病機(jī)制處于中心地位，但越來越多的證據(jù)表明，腎小管和腎間質(zhì)病變獨(dú)立于腎小球。前瞻性研究表明，腎小管標(biāo)志物與糖尿病患者預(yù)估腎小球?yàn)V過率（eGFR)的下降密切相關(guān)。2010年美國(guó)腎臟病理學(xué)會(huì)發(fā)布的DN病理分型標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)DN腎小管間質(zhì)病變制定了評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，凸顯了腎小管和腎間質(zhì)纖維化的意義。

　　DN患者腎小管的變化包括了增生、肥大和衰老三個(gè)階段。由TGF-β介導(dǎo)的纖維化過程貫穿于腎小管的三階段變化，引起腎臟增大、腎小管過度重吸收和腎小球高濾過，最終導(dǎo)致腎小管功能衰竭。與腎小球纖維化類似，腎小管和腎間質(zhì)的肌成纖維細(xì)胞主要由腎小管上皮細(xì)胞和BMDP分化而來，其介導(dǎo)的纖維化過程在腎小管和腎間質(zhì)纖維化中起主要作用。腎小管上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)化為肌成纖維細(xì)胞的過程主要包括上皮細(xì)胞間失去黏附性、重新表達(dá)α-SMA、基底膜破壞、炎癥細(xì)胞的遷移和浸潤(rùn)，該過程受到TGF-β、基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP)、纖維母細(xì)胞特異蛋白I(FSPI)等多種分子的調(diào)控。由BMDP分化而來的肌成纖維細(xì)胞可能同時(shí)參與了腎小球、腎小管和腎間質(zhì)的纖維化，其招募、分化及纖維化調(diào)控是DN研究的一個(gè)熱點(diǎn)。

　　調(diào)節(jié)腎小管和腎間質(zhì)纖維化的分子機(jī)制亦未得到完全闡明。近期研究表明高糖可誘導(dǎo)心肌相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子A(MRTF-A)表達(dá)增加；MRTF-A基因敲除小鼠腎小管及腎間質(zhì)的纖維化水平顯著降低；進(jìn)一步研究表明MRTF-A可通過招募數(shù)種蛋白進(jìn)而影響組蛋白H3K18/K27乙?；?、組蛋白H3K4甲基化，進(jìn)而以此種表觀遺傳學(xué)的方式調(diào)節(jié)DN纖維化過程。此外，microRNAs（如miR-433、miR-29a）對(duì)腎小管和腎間質(zhì)纖維化的調(diào)節(jié)作用亦是當(dāng)前的一個(gè)研究熱點(diǎn)。由于腎小管及腎間質(zhì)病變?cè)?010年的國(guó)際DN病理分型標(biāo)準(zhǔn)中得以公認(rèn)，今后圍繞腎小管、腎間質(zhì)纖維化尋找DN干預(yù)靶點(diǎn)將成為未來DN研究的重要方向之一。