陳 葉，王 平 綜述，馮樂平 審校

(桂林醫(yī)學(xué)院生物技術(shù)學(xué)院，廣西桂林 541004)

·綜 述·

Nampt在腎病炎癥-纖維化中的作用機制研究進展*

陳 葉，王 平 綜述，馮樂平△審校

(桂林醫(yī)學(xué)院生物技術(shù)學(xué)院，廣西桂林 541004)

煙酰胺磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶；糖尿病腎病；炎癥；纖維化；去乙?；?；核因子-κB

2013 世界糖尿病大會報告稱，目前全球約有3.82 億糖尿病患者，按照既往糖尿病發(fā)病規(guī)律，其中約有30%的糖尿病患者可能并發(fā)糖尿病腎病(diabetic nephropathy，DN)，其中很大一部分患者最終將發(fā)展為終末階段腎病(end stage renal disease，ESRD)，ESRD的病理特點是腎臟的進行性纖維化，迄今發(fā)病機制不清楚，嚴重危害人類健康。因此，揭示DN纖維化的發(fā)病機制和尋找治療靶點成為預(yù)防和治療DN 的重點。病理研究發(fā)現(xiàn)，在腎臟前纖維化過程中，組織內(nèi)大量炎癥細胞浸潤及眾多細胞因子、化學(xué)因子、趨化因子相互作用，使腎臟內(nèi)損傷部位的上皮細胞逐漸向間充質(zhì)樣細胞轉(zhuǎn)變，成纖維細胞聚集，并在細胞外產(chǎn)生大量基質(zhì)性物質(zhì)，使組織在修復(fù)過程中引起腎臟纖維化失控，持續(xù)纖維化過程導(dǎo)致正常組織結(jié)構(gòu)和功能喪失[1]。這一規(guī)律闡明了腎組織內(nèi)炎癥反應(yīng)發(fā)生先于纖維化的事實，即腎臟纖維化形成與多種原因和多種信號分子相關(guān)，在這些信號傳導(dǎo)途徑中，炎癥通路激活是造成腎臟纖維化的共同途徑，炎癥過程導(dǎo)致成纖維細胞激活和招募炎癥因子，進而啟動和維持纖維化進程[2]。

煙酰胺磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(nicotinamide phosphoribosyltransferases transferase，Nampt)又稱內(nèi)脂素(visfatin)或前B細胞克隆增強因子(pre-B cell colony-enhancing factor，PBEF)，在DN的炎癥-纖維化過程中發(fā)揮重要作用。在機體內(nèi)，Nampt 具有3 種功能：(1)其具酶活性的Nampt功能，能夠催化煙酰胺和 5-磷酸核糖-1-焦磷酸(PRPP)轉(zhuǎn)變?yōu)闊燉０穯魏塑账?NMN)和焦磷酸；(2)淋巴細胞分泌的Nampt，可以協(xié)同白細胞介素 7(IL-7)和干細胞因子(SCF)，共同刺激前 B 細胞的形成，即具有炎性因子功能；(3)脂肪細胞分泌的Visfatin能夠參與細胞增長，具有多種細胞因子功能[3]。近年研究發(fā)現(xiàn)，在組織細胞內(nèi)，Nampt 能夠同時作用依賴于NAD+的組蛋白去乙?；?sirtuin type 1，SIRT1)和核因子-κB(nuclear factor kappa B，NF-κB)的兩種信號通路。Nampt 通過LKB/AMPK途徑激活SIRT1，參與機體正常能量代謝，改善胰島細胞生存狀況，維持機體正常生理功能和緩解胰島素抵抗[4]；Nampt又通過 NAMPT-MAPK(p38、ERK1/2)-NF-κB通路，參與機體的固有免疫，調(diào)節(jié)組織炎癥反應(yīng)和糖酵解過程。Nampt通過這兩個關(guān)鍵的信號分子相互協(xié)調(diào)和相互制約，來平衡機體糖代謝的胰島素信號途徑和哺乳動物細胞的固有免疫途徑，在一定程度上決定著組織細胞的生理和病理乃至機體的健康與疾病狀態(tài)[5]。本文就Nampt分別參與SIRT1和NF-κB具體作用機制進行綜述。

1 NAMPT-MAPK(p38、ERK1/2)-NF-κB途徑與炎癥纖維化

在人類內(nèi)皮細胞，Nampt能夠充分發(fā)揮細胞增長因子作用，可以在促進內(nèi)皮細胞增長的同時，誘導(dǎo)血管生成上調(diào)血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)和血管內(nèi)皮生長因子受體(VEGFR)及單核細胞趨化蛋白-1(MCP-1)分泌，并增加基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)2/9水平[6]。研究表明，應(yīng)用Visfatin對原代培養(yǎng)的人血管平滑肌細胞(HASMC)進行刺激，能夠激活細胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(ERK)-1/2/NF-κB/一氧化氮核酶(iNOS)通路，最終介導(dǎo)血管炎癥的發(fā)生。運用ERK-1/2抑制劑PD98059和NF-κB抑制劑PDTC作用后，Visfatin促進iNOS合成的作用消失[7]。巨噬細胞活化是前纖維化形成的一個重要因素，機體在DN狀態(tài)時，大量巨噬細胞聚集可以加劇腎臟的纖維化損傷，而刪除巨噬細胞能夠保護或明顯減輕腎纖維化作用[8]。由鏈脲菌素(STZ)誘導(dǎo)糖尿病動物模型表明，Nampt能夠通過 JNK 和NF-κB途徑促進單核細胞IL-1和IL-6的表達，從而加速單核細胞向巨噬細胞轉(zhuǎn)化[9]。在前纖維化間充質(zhì)細胞和纖維母細胞產(chǎn)生基質(zhì)過程中，前纖維化因子轉(zhuǎn)化生長因子(TGF-βs)在這一過程中起著關(guān)鍵作用，抑制TGF-βs或阻止TGF-βs激活的Smad轉(zhuǎn)錄因子信號通路具有明顯的抗纖維化作用，即激活TGF-βs具有明顯的前纖維化效應(yīng)，減少TGF-βs 表達則減少這種效應(yīng)[10]。Nampt在慢性腎病患者內(nèi)皮功能障礙過程中，可以激活多種促進炎癥-纖維化因子，如應(yīng)用Nampt處理細胞可以增加促纖維化因子的合成，包括增加TGF-β1、纖溶酶原激活抑制因子-1(PAI-1)和Ⅰ型膠原蛋白的表達，應(yīng)用細胞松弛素B預(yù)處理可以阻止Nampt的這種效應(yīng)[11]。Nampt還能夠在纖維母細胞內(nèi)激活NF-κB和激活蛋白1(AP-1)誘導(dǎo)的IL-6、IL-8、MMP-1、MMP-3，以及可以誘導(dǎo)單核細胞的腫瘤壞死因子-α(TNF-α)表達，以上這些發(fā)現(xiàn)均支持Nampt可能作為前炎癥因子和作為炎癥進行靶分子治療的證據(jù)[12]。

Song等[11]應(yīng)用Nampt 處理腎小球系膜細胞(GMCs)發(fā)現(xiàn)，Nampt 能夠增加GMCs細胞膜的葡萄糖轉(zhuǎn)運子-1(GLUT-1)蛋白表達，結(jié)果使細胞外的葡萄糖大量迅速地被吸收進入細胞內(nèi)，這種作用可以被Nampt 的特異抑制劑FK866所阻斷，證明了Nampt促進細胞吸收葡萄糖的作用機理，而過多地增加葡萄糖吸收可以引起系膜細胞外基質(zhì)蛋白質(zhì)積累，是誘導(dǎo)DN的另一主要原因，糖尿病狀態(tài)高血糖環(huán)境恰恰能夠刺激腎臟實質(zhì)細胞內(nèi)產(chǎn)生大量Nampt蛋白，這一點已經(jīng)被研究所證實。細胞內(nèi)產(chǎn)生的Nampt不斷地刺激腎臟細胞吸收葡萄糖，會重新加重腎小球硬化癥和腎小管損傷[13]。GLUT-1合成途徑的激活與VEGF的增加和細胞外基質(zhì)蛋白(ECMP)合成密切相關(guān)，GLUT-1介導(dǎo)葡萄糖細胞內(nèi)轉(zhuǎn)運，增加細胞內(nèi)葡萄糖主要通過糖酵解參與葡萄糖代謝，產(chǎn)生的二脂酰甘油(DAG)和激活蛋白激酶C(PKC)，將刺激產(chǎn)生更多TGF-β和GLUT-1，這種TGF-β介導(dǎo)的事件也包括了自身誘導(dǎo)的級聯(lián)反應(yīng)，激活更多的前纖維化因子CTGF和TGF-β受體產(chǎn)生，并通過MAPK引發(fā)更多GLUT-1合成和通過Smads途徑進一步合成ECMP。此外，血管緊張素2(AngⅡ)引起的系膜血管緊張素受體1型(AT1)增強，可以促發(fā)DAG/PKC和額外的GLUT-1合成，AT1結(jié)合也可以增加表皮生長因子蛋白(EGFP)、胰島素樣生長因子-1受體(IGF-1R)和血小板衍生生長因子受體(PDGFR)，從而再次激發(fā)ERK和合成更多的GLUT-1[14]。通過上述Nampt 對諸多炎癥細胞、炎性因子和多重炎性通路的刺激作用，最終導(dǎo)致在氧化應(yīng)激狀態(tài)下，DN腎臟內(nèi)的同一細胞將會受到多種不利因素的重復(fù)傷害。此外Nampt 還可以激活I(lǐng)L6/STAT3、p38絲裂原激活的蛋白激酶(p38 MAPK)等細胞信號分子[15],并通過NF-κB和MAPK途徑誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)和組織纖維化形成[16]。說明Nampt 作為炎性因子和細胞增長因子在腎臟纖維化的炎性通路中發(fā)揮著重要作用，可能成為炎性因子的關(guān)鍵靶分子。

2 Nampt-NAD+-Sirt1途徑與炎癥纖維化

Nampt作為煙酰胺轉(zhuǎn)化為煙酰胺單核苷酸(NMN)的關(guān)鍵酶，能夠通過依賴于NAD+的SIRT1的作用構(gòu)成Nampt-NAD+-SIRT1途徑，作用于多種底物(如組蛋白、P53 腫瘤抑制因子、轉(zhuǎn)錄因子 FOXO、過氧化物酶體增殖活化受體γ輔助活化因子(PGC-1α)和DNA損傷的關(guān)鍵調(diào)節(jié)子KU70等)，參與調(diào)節(jié)糖異生、抑制糖酵解、增加胰島素敏感性和促進胰島素分泌等，在DNA損傷修復(fù)、細胞周期控制、抑制細胞凋亡、有機體的能量代謝、線粒體功能保護、炎癥反應(yīng)、抵抗氧化應(yīng)激和延長細胞壽命方面起著重要作用[17-18]。SIRT1能夠通過抗氧化和抗炎作用抵抗棕櫚酸對腎臟造成的脂毒性，通過減少纖維化、抗凋亡、誘導(dǎo)自噬、減輕血管緊張素的反應(yīng)和調(diào)節(jié)血壓來發(fā)揮保護腎臟作用[19]。SIRT1與DN腎臟纖維化的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)，在細胞纖維化過程中，Smad3是TGF-β纖維路徑中的一個關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子，TGF-β1/Smad3信號通路在腎臟組織纖維化過程中起重要作用，SIRT1能夠通過去乙?；饔眯揎桽mad3分子。增加腎臟組織細胞SIRT1表達，可以使Smad3 乙?；潭冉档停瑥亩钄郥GF-β/Smad3信號途徑，結(jié)果是無論在STZ所誘導(dǎo)的DN鼠模型，還是單側(cè)輸尿管梗阻(UUO)模型，其腎臟組織纖維化程度明顯減輕。說明SIRT1可能作為一個潛在的治療慢性DN的藥物[20]。在 GMCs細胞內(nèi)，SIRT1能夠通過激活核因子E2 p45相關(guān)因子2(Nrf2)/和細胞核內(nèi)的抗氧化反應(yīng)元件(ARE)，通過抗氧化途徑明顯減少由晚期糖基化終末產(chǎn)物(AGEs)引起的纖維連接蛋白(FN)和TGF-β1表達，從而阻止AGEs誘導(dǎo)的糖尿病腎纖維化[21]。

SIRT1廣泛參與NF-κB參與氧化應(yīng)激、低氧調(diào)節(jié)、自噬和炎癥反應(yīng)，研究表明，糖尿病大鼠腎臟SIRT1表達量明顯降低，乙?；?NF-κBp65和炎癥因子的水平明顯上升，在給予SIRT1激動劑后，隨著SIRT1表達量的上升，炎癥因子表達逐漸降低[22]。在DN過程中，隨著炎癥的進展，糖酵解和大量炎癥因子(如NO、ROS、TNF-α和TGF-β)參與，厭氧誘導(dǎo)因子-1(HIF-1)被激活，SIRT1進一步受到抑制，此時SIRT1在細胞中無論在mRNA水平，還是在蛋白水平的表達均明顯下降，AMPK幾乎消失，系統(tǒng)性減少的SIRT1表達可以激活巨噬細胞的聚集，并在腎臟組織中浸潤，最終導(dǎo)致機體對低氧所致的反應(yīng)性應(yīng)答能力降低，引起慢性腎臟損傷[23]。相反，過度地SIRT1的表達可以阻止巨噬細胞的招募和炎癥的發(fā)生，SIRT1基因沉默后，NF-κB 明顯被激活，而組織炎癥終止需要通過激活SIRT1抑制NF-κB信號途徑發(fā)揮作用。在急性炎癥過程中，NF-κB糖酵解產(chǎn)能激活巨噬細胞，而SIRT1則是終止這一氧化呼吸過程的開關(guān)[24]。結(jié)果清楚地反映出：NF-κB 信號途徑在機體的炎癥反應(yīng)中發(fā)揮主要作用，而SIRT1則是細胞能量代謝和細胞生存的關(guān)鍵分子，二者的相互制約是維持機體生理平衡的基礎(chǔ)，最近有一些藥物的設(shè)計就是以平衡NF-κB 和SIRT1信號分子的關(guān)系作為藥物的靶點[25]。

3 展 望

DN嚴重危害人類健康。然而，人們對DN腎臟纖維化的發(fā)病機制一直缺乏認識，Nampt作為氧化性NAD+合成的關(guān)鍵酶，又在一定條件下發(fā)揮著前炎性因子的作用，其可能在DN的炎癥-纖維化過程中發(fā)揮重要作用。上述文獻表明：Nampt在分別調(diào)節(jié)機體內(nèi)NF-κB 和SIRT1兩大信號通路的過程中，可能決定著機體細胞生理和病理的發(fā)生和發(fā)展方面。因此，進一步研究Nampt的表達規(guī)律、代謝途徑和生理功能，對于揭示DN纖維化的發(fā)病機制和其他因素引起的進行性腎臟纖維化將大有裨益。

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10.3969/j.issn.1671-8348.2016.05.043

國家自然科學(xué)基金資助項目(81460164)。 作者簡介：陳葉(1987-)，在讀碩士研究生，主要從事糖尿病腎病炎癥方面的研究。△

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1671-8348(2016)05-0699-03

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