楊夢(mèng)蝶 李亞妤

局灶節(jié)段性腎小球硬化（FSGS）的主要病理特點(diǎn)是局灶和節(jié)段分布的硬化性病變，近50%的患者腎臟可發(fā)生纖維化。腎臟纖維化既是FSGS的病理基礎(chǔ)，也是FSGS發(fā)展到終末期腎臟病的最終結(jié)果，其主要病理改變?yōu)檎ＤI單位的破壞所導(dǎo)致的腎小球硬化和腎小管間質(zhì)纖維化。目前認(rèn)為，不可逆的足細(xì)胞損傷是FSGS發(fā)病的首要因素，足細(xì)胞異常增殖和凋亡、足突廣泛融合導(dǎo)致腎小球?yàn)V過(guò)屏障受損，進(jìn)而出現(xiàn)慢性進(jìn)行性腎功能損害，最終導(dǎo)致腎功能衰竭。雖FSGS在1927年就有過(guò)相關(guān)報(bào)道，然至今其發(fā)病機(jī)制仍不明確。1996年，Yamamoto等[1]提出FSGS的發(fā)病與轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β（TGF-β）信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路有關(guān)。TGF-β是調(diào)節(jié)組織炎癥和修復(fù)的重要細(xì)胞因子，在胚胎發(fā)育、調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)、維持人體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)及免疫耐受中發(fā)揮重要作用，且異常的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與腫瘤、組織纖維化等疾病有關(guān)[2]。在腎臟病領(lǐng)域，目前發(fā)現(xiàn)TGF-β1對(duì)腎小球固有細(xì)胞的增殖、凋亡及免疫反應(yīng)都有重要作用，是導(dǎo)致腎組織炎癥性損傷和腎臟纖維化的關(guān)鍵因子之一。絲裂素活化蛋白激酶（MAPK）位于其下游，兩者相互作用進(jìn)行信息傳遞，共同促進(jìn)細(xì)胞增殖、分化和凋亡。本文就TGF-β1/MAPK通路在FSGS中的作用研究進(jìn)展綜述如下。

1 TGF-β1/MAPK通路的結(jié)構(gòu)與功能

在哺乳動(dòng)物中，TGF-β 可分為 TGF-β1、TGF-β2和TGF-β3。Smads蛋白是參與TGF-β細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的相關(guān)蛋白的統(tǒng)稱(chēng)，其中Smad2和Smad3作為受體調(diào)節(jié)型Smad蛋白（R-Smads），與TGF-β1的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)。R-Smads由N端的MH1區(qū)、C端的MH2區(qū)及兩者之間的連接區(qū)構(gòu)成，MAPK磷酸化位點(diǎn)即位于連接區(qū)，是TGF-β1信號(hào)通路的關(guān)鍵平臺(tái)，也是其進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)及與其他信號(hào)通路交匯對(duì)話(huà)（cross-talk）的關(guān)鍵部位[3]。TGF-β1與MAPK相互作用使連接區(qū)磷酸化，從而促進(jìn)TGF-β1誘導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)錄表達(dá)，參與細(xì)胞的生長(zhǎng)、增殖、分化和凋亡的調(diào)節(jié)。

MAPK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)以三級(jí)激酶級(jí)聯(lián)（MAPKKK-map－KK-MAPK）方式發(fā)揮生物效益，其主要包括c-Jun氨基端激酶（JNK）、細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶（ERK）、大絲裂原活化蛋白激酶（BMK1）/細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶 5（ERK5）和p38 MAPK 4個(gè)亞族[4]，是傳遞細(xì)胞外信號(hào)、調(diào)節(jié)基因表達(dá)的重要中介分子，這4條通路進(jìn)行“cross-talk”，與人體免疫炎癥反應(yīng)及細(xì)胞的增殖、分化、凋亡密切相關(guān)。

研究發(fā)現(xiàn)，外界刺激激活MAPK通路并促進(jìn)趨化因子的分泌，巨噬細(xì)胞活化、募集，介導(dǎo)局部炎癥反應(yīng)，且該過(guò)程主要由p38 MAPK亞族介導(dǎo)。有臨床試驗(yàn)證明，p38 MAPK抑制劑SB203580可降低某些炎癥性疾病如類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎及慢性阻塞性肺疾病患者體內(nèi)的炎癥介質(zhì)及細(xì)胞因子的分泌[5-6]。

同時(shí)，MAPK信號(hào)通路參與細(xì)胞增殖、分化和凋亡，其中ERK是細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)酶，廣泛存在于多種細(xì)胞內(nèi)，是促進(jìn)細(xì)胞有絲分裂增殖、分化的主要活化因子。李冰等[7]用MAPK通路激活劑PMA激活ERK1/2通路后發(fā)現(xiàn)表皮干細(xì)胞克隆能力增強(qiáng)，增殖率上升；此外，在許多人類(lèi)癌癥如胃癌、腦膠質(zhì)瘤等腫瘤細(xì)胞實(shí)驗(yàn)[8-9]中均可發(fā)現(xiàn)ERK1/2信號(hào)通路的過(guò)度磷酸化可促進(jìn)腫瘤細(xì)胞異常增殖，抑制腫瘤細(xì)胞凋亡。p38通路也與促進(jìn)細(xì)胞增殖、抗細(xì)胞凋亡、誘導(dǎo)細(xì)胞分化有關(guān)。在細(xì)胞體外實(shí)驗(yàn)中，鄭人源等[10]用SB203580處理乙醛刺激的肝星狀細(xì)胞后，細(xì)胞增殖受到明顯抑制，提示p38信號(hào)通路與肝星狀細(xì)胞增殖密切相關(guān)；Fang等[11]發(fā)現(xiàn)T2-毒素通過(guò)p38 MAPK通路抑制胚胎干細(xì)胞向心肌細(xì)胞分化，表明p38通路在細(xì)胞分化中起重要作用。另外，JNK信號(hào)通路主要介導(dǎo)抑制細(xì)胞生長(zhǎng)，激活細(xì)胞凋亡的相關(guān)蛋白?；罨腏NK進(jìn)入細(xì)胞核中，激活cjun、Elk-1等轉(zhuǎn)錄因子，并誘導(dǎo)FasL、TNF等死亡配體的表達(dá)，啟動(dòng)死亡受體途徑，促進(jìn)流感病毒A（IAV）的非結(jié)構(gòu)蛋白（NS1）的表達(dá)，從而調(diào)節(jié)下游的凋亡靶基因轉(zhuǎn)錄及凋亡蛋白的表達(dá)，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[12]。

2TGF-β1/MAPK通路與FSGS的關(guān)系

2.1 TGF-β1/MAPK通路與足細(xì)胞損傷的關(guān)系 Yang等[13]通過(guò)阿霉素誘導(dǎo)FSGS大鼠模型發(fā)現(xiàn)，大鼠腎臟足突融合，足細(xì)胞數(shù)量減少，TGF-β1 mRNA表達(dá)增加，提示足細(xì)胞損傷與TGF-β1的過(guò)表達(dá)密切相關(guān)。同時(shí)，Wang等[14]在動(dòng)物和細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中證實(shí)，足細(xì)胞損傷、足突融合也與MAPK信號(hào)通路激活相關(guān)。被纖溶酶、血小板反應(yīng)蛋白-1和腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)等激活的TGF-β1過(guò)表達(dá)，激活MAPK通路，引起MAPK磷酸化反應(yīng)，MAPK通路激活導(dǎo)致足細(xì)胞異常增殖、損傷、凋亡。李園園等[15]用小鼠IL-17重組蛋白刺激小鼠腎足細(xì)胞后發(fā)現(xiàn)MAPK信號(hào)通路中，p38 MAPK和ERK通路的磷酸化水平明顯升高，尤其是p38 MAPK升高最明顯，提示在腎足細(xì)胞損傷過(guò)程中p38 MAPK信號(hào)通路的參與度最大，是主要信號(hào)通路。

足細(xì)胞損傷、凋亡導(dǎo)致足細(xì)胞有效數(shù)目減少，造成腎小球基底膜（GBM）裸露，毛細(xì)血管袢和腎小囊內(nèi)靜水壓失衡，且足突牽拉作用消失，使裸露的GBM與腎小囊壁層粘連，血漿成分進(jìn)入造成腎小球毛細(xì)血管袢結(jié)構(gòu)毀損，從而導(dǎo)致FSGS的發(fā)生[16]。

2.2 TGF-β1/MAPK通路與腎小球硬化的關(guān)系 腎小球硬化的主要病理進(jìn)程為腎小球固有細(xì)胞損傷凋亡及腎小球細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）沉積。在腎組織中，TGF-β1是TGF-β家族中含量最高的細(xì)胞因子，主要由腎小球系膜細(xì)胞分泌，目前認(rèn)為腎小球系膜細(xì)胞過(guò)表達(dá)TGF-β1能上調(diào)ECM基因表達(dá)，促進(jìn)ECM的合成、分泌和沉積，抑制ECM降解，是腎小球硬化進(jìn)展的關(guān)鍵因素。Isaka等[17-18]通過(guò)脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染將TGF-β1 cDNA經(jīng)正常大鼠一側(cè)腎動(dòng)脈導(dǎo)入腎組織，發(fā)現(xiàn)該側(cè)腎小球硬化而對(duì)側(cè)正常，并發(fā)現(xiàn)阻斷TGF-β1活性可以抑制腎小球的硬化，均提示TGF-β1與腎小球硬化密切相關(guān)。周丹丹等[19]實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在FSGS小鼠模型中，腎小球系膜細(xì)胞受到體外纖維化刺激，過(guò)量分泌TGF-β1，并以復(fù)合物的形式儲(chǔ)存于腎小球系膜基質(zhì)中，隨后以可溶性形式分泌于足細(xì)胞表面，從而刺激足細(xì)胞產(chǎn)生Ⅳ型膠原（ColⅣ），ColⅣ mRNA表達(dá)增加，促進(jìn)ECM過(guò)度合成和沉積，導(dǎo)致腎小球硬化。

同時(shí)，Junq等[20]實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在腎小球硬化過(guò)程中，TGF-β1和p38MAPK之間同樣存在相互作用。p38 MAPK通路參與促進(jìn)ECM分泌、沉積和腎小球硬化的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)，在這一過(guò)程中，TGF-β1持續(xù)激活p38MAPK使其磷酸化發(fā)揮生物活性；同時(shí)p38MAPK又可反作用于TGF-β1，促進(jìn)其表達(dá)，從而加劇腎小球硬化。

另外，腎小球內(nèi)皮細(xì)胞是腎小球?yàn)V過(guò)膜的重要組成部分，內(nèi)皮細(xì)胞受到損傷后向間質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化，即內(nèi)皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化，使內(nèi)皮細(xì)胞失去了細(xì)胞極性，失去與基膜的連接，獲得了較高的遷移、侵襲與抗凋亡能力等間質(zhì)表型，與腎小球硬化密切相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，TGF-β1使Smad2和Smad3磷酸化，隨即與Smad4發(fā)生聯(lián)系，雜聚肽Smad復(fù)合體入核后通過(guò)與其他轉(zhuǎn)錄因子協(xié)同作用來(lái)調(diào)節(jié)特異基因的轉(zhuǎn)錄應(yīng)答，調(diào)控內(nèi)皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化的發(fā)生，并且利用TGF-β通路抑制物阻斷內(nèi)皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化可能阻礙腎小球硬化進(jìn)程[21]。也有研究認(rèn)為，TGF-β1通過(guò)MAPK通路誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞增殖而促進(jìn)內(nèi)皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化[22]。

2.3 TGF-β1/MAPK通路與腎小管間質(zhì)纖維化的關(guān)系 腎小管間質(zhì)纖維化的主要病理改變是腎間質(zhì)成纖維細(xì)胞的增生及多種原因引起的ECM在腎間質(zhì)的沉積和不恰當(dāng)分布。研究證明，血流動(dòng)力學(xué)障礙、損傷和炎癥導(dǎo)致致纖維化因子的激活是腎小管間質(zhì)纖維化的主要原因。目前研究認(rèn)為T(mén)GF-β1是最重要的促纖維化和ECM沉積的細(xì)胞因子，其可活化成纖維細(xì)胞，誘導(dǎo)纖維連接蛋白和膠原基質(zhì)的產(chǎn)生，與纖維化形成密切相關(guān)[23]。而MAPK通路作為人體內(nèi)最重要的炎癥和細(xì)胞內(nèi)信息傳遞通路，在腎小管間質(zhì)纖維化進(jìn)程中起重要作用，其中p38 MAPK信號(hào)通路是經(jīng)典途徑。Gao等[24]研究發(fā)現(xiàn)在大鼠單側(cè)輸尿管梗阻（UUO）模型中，p38 MAPK在腎間質(zhì)成纖維細(xì)胞中顯著磷酸化，并且用p38α抑制劑處理后，大鼠腎間質(zhì)ColⅣ沉積減少，小管間質(zhì)纖維化程度明顯降低，證實(shí)p38 MAPK在腎小管間質(zhì)纖維化過(guò)程中發(fā)揮重要作用。張新志等[25]也在實(shí)驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)，在UUO模型中，腎間質(zhì)的p38 MAPK磷酸化而參與介導(dǎo)TGF-β1的表達(dá)，激活TGF-β1的致纖維化活性，而高表達(dá)的TGF-β1后期持續(xù)活化p38 MAPK，兩者相互作用共同促進(jìn)腎小管間質(zhì)纖維化。

此外，腎小管上皮細(xì)胞-間充質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)分化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）在腎小管間質(zhì)纖維化中起重要作用，這一過(guò)程主要依靠ERK1/2通路實(shí)現(xiàn)。ERK1/2通路被血管緊張素Ⅱ（AngⅡ）激活，引起腎小管上皮細(xì)胞增生肥大，誘導(dǎo)其凋亡及表型轉(zhuǎn)化[26]。小管上皮細(xì)胞去分化并通過(guò)腎小管基底膜進(jìn)入間質(zhì)，轉(zhuǎn)分化成能夠合成并增加ECM沉積的肌成纖維細(xì)胞表型，最終上皮細(xì)胞被間充質(zhì)細(xì)胞和纖維瘢痕組織所取代，加劇腎小管間質(zhì)纖維化[27]。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在高糖引起的大鼠腎小管上皮細(xì)胞損傷中，抑制ERK活性可以減少EMT的發(fā)生[28]。Zhou等[29]在5/6腎切除大鼠腎小管上皮細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)，Erbin蛋白表達(dá)升高可抑制TGF-β1刺激的ERK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)并可部分逆轉(zhuǎn)EMT過(guò)程。同時(shí)，在熱休克蛋白（heat shock protein，HSP）47通過(guò)TGF-β1通路致腎臟纖維化實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，抑制JNK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)同樣可以減輕TGF-β1相關(guān)的腎纖維化，證實(shí)JNK通路也參與腎小管間質(zhì)纖維化進(jìn)程，且JNK通路主要介導(dǎo)TGF-β1誘導(dǎo)腎小管上皮細(xì)胞凋亡而導(dǎo)致腎小管損傷[30]。

3 小結(jié)和展望

TGF-β1/MAPK通路與腎臟疾病密切相關(guān)，特別是與足細(xì)胞損傷及腎臟纖維化的相關(guān)性已引起眾多學(xué)者關(guān)注，但其是否參與FSGS發(fā)病過(guò)程尚有待明確。FSGS是成人特發(fā)性腎小球疾病的常見(jiàn)類(lèi)型之一。據(jù)報(bào)道，F(xiàn)SGS發(fā)病率在過(guò)去20～30年間增加了3～13倍，并且進(jìn)展迅速，常在病程5年內(nèi)進(jìn)展至終末期腎臟病，嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量，給家庭及社會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。故探究TGF-β1/MAPK通路與FSGS的相關(guān)性，及該通路可否作為FSGS相關(guān)藥物的作用靶點(diǎn)對(duì)FSGS的診治有重要臨床意義。