李思佳，劉育軍

(1.上海中醫(yī)藥大學，上海 200062；2.上海中醫(yī)藥大學附屬普陀醫(yī)院 腎內(nèi)科,上海 200062)

糖尿病腎病(DN)是糖尿病(DM)微血管并發(fā)證之一，其發(fā)病率及病死率均較高，其確切發(fā)病機制尚未完全闡明。美國的一項研究表明，病程超過25年的DM患者約有25%～40%的DM發(fā)生DN，而約有40%的ESRD是因糖尿病腎病引起的[1]。DN最顯著的臨床特征是尿蛋白排泄增加，從微量白蛋白排泄增多漸進發(fā)展至大量蛋白尿，而蛋白尿又是加重腎損害的危險因素之一。蛋白尿的發(fā)生與腎小球濾過屏障的結(jié)構(gòu)和功能改變有著密切的關(guān)系。 足細胞是附著在腎小球基底膜外的高度分化的細胞,它與GBM、腎小球內(nèi)皮細胞共同構(gòu)成了腎小球濾過屏障,近年來研究[2]證明足細胞損傷在糖尿病腎病發(fā)生發(fā)展過程中起著重要作用。隨著對足細胞的深入研究，發(fā)現(xiàn)足細胞裂孔隔膜上有與腎小球濾過屏障功能及蛋白尿發(fā)生密切相關(guān)的重要物質(zhì)，這些足細胞相關(guān)蛋白對糖尿病發(fā)生發(fā)展有著密切聯(lián)系。

1 足細胞生理結(jié)構(gòu)和功能

腎小球臟層上皮細胞(glomerular visceral epithelialcel1)又稱足細胞(Podocyte)，是一種終末分化多突狀細胞,可分為結(jié)構(gòu)和功能不同的3部分，即細胞體、主突和足突。細胞體和主突分布于腎小球囊腔側(cè)并通過足突與腎小球基底膜相連。足突分頂部、基底部及裂隙隔膜(Slit diaphragm，SD)。足突是足細胞的標志性特征，通過α3β1整合素復合體和α-β-蛋白聚糖復合體連接于腎小球基底膜上[3]。Dalla Vestra等[4]對白種人Ⅱ型DM患者的研究也發(fā)現(xiàn)有腎小球足細胞密度和數(shù)量減少、足突寬度增加等改變，且尿白蛋白排泄率(UAER)與足細胞密度呈反相關(guān)，與足突寬度呈正相關(guān)；足細胞還可發(fā)生肥大、變性，進而從GBM上脫落、丟失，致使硬化腎小球的GBM廣泛裸露，持續(xù)性損傷將導致足細胞凋亡，最終進展終末期腎功能衰竭[5]。

2 足細胞相關(guān)蛋白分子對DN的影響

2.1 Nephrin Nephrin是跨膜蛋白的蛋白,它是免疫球蛋白超家族的一種含1 241個殘基的細胞黏附分子，被認為是SD拉鏈狀結(jié)構(gòu)的一部分，分子量為135KD。在其c端富含絲氨酸和酪氨酸殘基。它與配體結(jié)合時，某些酪氨酸殘基發(fā)生磷酸化而介導細胞間的信號傳遞。有研究[7]報道，新生小鼠足細胞開始分化、裂孔隙隔膜形成初期就有nephrin表達。

Nephrin與足細胞胞漿內(nèi)的ZO-1、肌動蛋白等緊密連接并與細胞骨架相關(guān)蛋白相互作用以維持足細胞的正常形態(tài)和功能，其基因和(或)蛋白表達異常在蛋白尿的發(fā)生機制中有重要作用。對糖尿病患者研究[8]發(fā)現(xiàn)，高糖環(huán)境下腎小球足細胞Nephrin表達減少，尿蛋白排泄增加，提示DN發(fā)病可能與Nnphrin表達下調(diào)而增加GBM通透性和基質(zhì)沉積有關(guān)。Forbes JM等[9]的動物模型也發(fā)現(xiàn)DN早期nephrin mRNA表達增加，尿中出現(xiàn)nephrin蛋白，后期nephrin mRNA表達逐漸下降，由此推測DN早期nephrin mRNA表達增加是對nephrin蛋白從尿中丟失的代償性變化。

足細胞nephrin表達減少可能通過下述途徑致糖尿病腎病進展及尿白蛋白排泄率增加:1)相鄰足突裂孔隔膜分子篩結(jié)構(gòu)破壞，失去腎小球選擇性濾過最后屏障。2)肌動蛋白細胞骨架的重排和足突的消失。3)nephrin-CD2AP-podocin復合體是足細胞抗凋亡信號的關(guān)鍵[10]。

2.2 Podocin Podocin是繼nephrin之后新近發(fā)現(xiàn)的一種蛋白因子，分子量42KD,存在于裂孔膜上呈發(fā)夾樣結(jié)構(gòu)，插入細胞膜，折疊處位于膜表面。體內(nèi)外研究[11]證實podocin羧基末端與nephrin胞內(nèi)段羧基末端及CD2AP相互作用形成蛋白復合體，介導SD與足細胞骨架相連，增強nephrin信號傳導。同時Kawachi[12]研究還發(fā)現(xiàn)podocin和nephrin可能具有親和性，蛋白尿時，二者的表達都呈下降趨勢，進一步證明二者變化部位幾乎相同，從而推測二者的協(xié)同表達是維持SD通透性的重要因素。

在同時研究podocin和nephrin在DN中表達變化的實驗中,Wu Yc等[13]對DN大鼠通過Westernblot等方法研究發(fā)現(xiàn)腎小球足細胞中podocin和nephrin蛋白的表達明顯降低。

2.3 CD2AP CD2AP是一種分子量約80kD，富含SH3(Srchomolog 3)結(jié)構(gòu)的連接蛋白，屬于免疫球蛋白超家族成員。其主要功能是通過其在T細胞與抗原提呈細胞間的特異性連接中表達，結(jié)合CD2黏附分子胞質(zhì)區(qū)，將其與細胞骨架相連，促進T細胞與抗原呈遞細胞的黏附，從而使抗原呈遞得以進行。CD2AP在足細胞中的功能主要是與nephrin及podocin結(jié)合參與足細胞信號轉(zhuǎn)導。研究[14]已證實CD2AP的C末端功能區(qū)與Nephrin的胞漿末端結(jié)合，在Nephrin和肌動蛋白細胞骨架間起橋梁作用。palmen等[15]通過免疫共沉淀試驗發(fā)現(xiàn)，CD2AP可經(jīng)其羧基端的第3個SH3結(jié)構(gòu)域和nephrin直接發(fā)生相互作用。

Iyengar等[16]應用連鎖分析未發(fā)現(xiàn)212例有家族史的糖尿病腎病患者的發(fā)病與CD2AP相關(guān)，Benigni等[17]的研究中發(fā)現(xiàn)DN患者中nephrin的表達明顯降低，而podocin和CD2AP的表達沒有明顯的變化，并且認為nephrin的表達降低和podocin、CD2AP的正常表達可能是DN的特征之一。

2.4 a-actinin-4 a-actinin-4是一種足細胞骨架蛋白，足細胞骨架支撐足細胞的細胞體、主突和足突，在維持足細胞正常形態(tài)和功能上發(fā)揮著重要作用。a-actinin-4分子是一種actinin微絲交聯(lián)蛋白，可將松散的肌動蛋白交聯(lián)成具有收縮能力的纖維束，對于錨定纖維束至胞漿膜具有輔助作用。在足細胞中以Nephrin、Podocin、CD2AP為中心組成的裂隙膈膜復合體也直接或間接地與a-actinin-4 相聯(lián)系[18]。它的基因突變可引起的遺傳性家族性局灶節(jié)段性腎小球硬化(FSGS)即表現(xiàn)為足細胞足突融合消失和SD結(jié)構(gòu)破壞[19]。

Kimura M等[20]對17例糖尿病腎病患者腎組織通過原位雜交和免疫組化，發(fā)現(xiàn)a-actinin-4 mRNA和蛋白表達均明顯降低。Ha.TS[21]在體外研究發(fā)現(xiàn)，高糖與糖基化終末產(chǎn)物(AGEs)聯(lián)合干預下，足細胞a-actinin-4的表達下調(diào)，導致DN腎小球足細胞骨架破壞。有研究表明，a-actinin-4表達改變可能是造成足突融合以致發(fā)生蛋白尿的原因[22]。

2.5 ZO-1 ZO-1是一個225KD鳥氨酸激酶家族的緊密連接蛋白,位于SD插入足突處的胞質(zhì)側(cè)，主要表達在足突上，能和actin 細胞骨架相互作用，將SD蛋白連接至肌動蛋白細胞骨架上，對穩(wěn)定足突結(jié)構(gòu)非常重要[23]。Fukasawa等[24]研究認為，裂孔隔膜上存在緊密連接蛋白(JAM)，可緊密連接足突和GBM，使其不易從GBM上脫落。ZO-1可能通過酪氨酸磷酸化參與信號轉(zhuǎn)導，其分布異常和酪氨酸磷酸化可能與nephrin同源蛋白NEPH1羧基端最后3個氨基酸結(jié)合和相互作用，導致細胞內(nèi)骨架與足突重排，從而引起足細胞形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能的改變，導致蛋白尿的發(fā)生[25]。

Rincon-Choles H等[26]通過免疫組化和WesternWesternblot對Ⅰ型和Ⅱ型DN小鼠模型的研究表明，裂孔膜上的ZO-1在糖尿病小鼠的腎小球上表達減少，ZO-1可從足細胞膜上重新分布到細胞質(zhì)中,提示ZO-1濃度和位置的改變可能與DN蛋白尿的發(fā)病機制有關(guān)。Macconi D等[27]在血管緊張素Ⅱ干預了的足細胞的實驗研究中發(fā)現(xiàn)了ZO-1重分布和選擇通透性障礙,并以此推測ZO-1的分布及表達改變在蛋白尿的發(fā)生機制中發(fā)揮作用。

2.6 podocalyxin 足細胞頂膜區(qū)一重要成分即podocalyxin。Podocalyxin是一種CD34相關(guān)的跨膜糖蛋白，富含唾液酸，在足細胞表面形成多聚糖蛋白復合物是腎小球濾過膜負電荷屏障的主要組成成分。podocalyxin表面電荷具有抗黏附作用，可以防止帶負電荷的蛋白分子從裂孔隔膜中漏入原尿中，podocalyxin蛋白的正常表達是保證腎小球濾過膜電荷屏障的基礎(chǔ)，能夠抵制相鄰足突間及其與基質(zhì)間的黏附，維持其獨特的形態(tài)結(jié)構(gòu)[28]。

Koop K等[29]在有蛋白尿的腎小球疾病(局灶節(jié)段性腎小球硬化、微小病變、糖尿病腎病、IgA腎病等)患者的腎活檢組織中發(fā)現(xiàn)腎小球podocalyxin蛋白表達低于正常對照組；Nakaln T等[30]研究發(fā)現(xiàn)隨著DN病程由微量蛋白尿到大量蛋白尿的形成，足細胞在尿中的檢測也有顯著差異性，通過應用podocalyxin抗體檢測尿中足細胞數(shù)量可以作為預測DN嚴重性和指導治療的一種指標。

3 小結(jié)與展望

近年來的研究都已經(jīng)證實在糖尿病腎病發(fā)生、發(fā)展過程中，足細胞在其中起著關(guān)鍵的作用。在高血糖、TGF-β和血管緊張素Ⅱ等致病因素作用下,足細胞裂孔隔膜蛋白、細胞骨架蛋白及細胞骨架與裂孔隔膜之間緊密連接蛋白和頂膜區(qū)蛋白表達的改變，繼而出現(xiàn)足突融合，足細胞從基底膜上脫離，腎小球濾過屏障通透性增高等結(jié)構(gòu)改變，促進局灶節(jié)段性腎小球硬化的發(fā)生，腎功能下降，出現(xiàn)蛋白尿。因此研究足細胞相關(guān)蛋白分子的表達改變及相應的逆轉(zhuǎn)措施可為糖尿病腎病早期防治帶來新的希望。目前對足細胞相關(guān)蛋白分子對DN及蛋白尿影響的研究還有許多不完善之處，值得進一步探索研究。

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