白瑞,趙云飛綜述 張蕾審校
當(dāng)前慢性腎臟疾病患者數(shù)量正在不斷增長(zhǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì),中國(guó)的慢性腎臟病(chronic kidney disease,CKD)患病率約為10.8%,并逐年增加,已造成巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)[1-2]。低氧誘導(dǎo)因子(hypoxia inducible factor,HIF)是異二聚體轉(zhuǎn)錄因子,是細(xì)胞適應(yīng)缺氧、維持氧穩(wěn)態(tài)的主要因素。研究表明,目前已知的HIF-1靶基因超過(guò)100種,其編碼產(chǎn)物在促進(jìn)血管再生、調(diào)節(jié)鐵代謝、促進(jìn)促紅細(xì)胞生成素(erythropoietin,EPO)合成、刺激骨髓造血、調(diào)節(jié)脂質(zhì)、能量代謝和細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix,ECM)、誘導(dǎo)骨形成、炎性反應(yīng)、腫瘤生長(zhǎng)、浸潤(rùn)與轉(zhuǎn)移等方面都起著重要作用。HIF在不同類(lèi)型腎臟病中的作用機(jī)制不盡相同,以致對(duì)腎臟疾病發(fā)生發(fā)展的影響有所差別。本文就HIF在腎臟病中的基因表達(dá)調(diào)節(jié),與疾病的發(fā)生發(fā)展關(guān)系及治療進(jìn)展做一總結(jié),以期為腎臟病的機(jī)制研究及干預(yù)治療提供新思路。
HIF是一種能對(duì)低氧環(huán)境做出反應(yīng)并調(diào)控特定基因轉(zhuǎn)錄的蛋白質(zhì)復(fù)合物。2019年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者之一的Semenza及其團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了HIF,并證實(shí)其結(jié)構(gòu)及cDNA序列。HIF以異源二聚體和異源四聚體的形式存在,但主要形式是由α和β亞基組成的異源二聚體。其中,α亞基是對(duì)氧濃度變化敏感的活性功能性亞基;β亞基對(duì)氧濃度變化不敏感,僅在細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定表達(dá)于組成結(jié)構(gòu)。HIF-α包括3種亞型,分別是HIF-1α、HIF-2α和HIF-3α,三者有著極為相似的化學(xué)結(jié)構(gòu),均可與β亞基組合誘導(dǎo)不同靶基因轉(zhuǎn)錄,但發(fā)揮的生物學(xué)功能不盡相同。HIF-1α幾乎在所有細(xì)胞中表達(dá),在腎臟中主要表達(dá)于腎小管細(xì)胞,參與糖酵解和調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡,在調(diào)節(jié)造血干細(xì)胞的細(xì)胞周期中起關(guān)鍵作用[3-6]。HIF-2α表達(dá)局限于特定細(xì)胞,包括腎管周成纖維細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、腦、肺和神經(jīng)嵴細(xì)胞[4,7-8],是低氧應(yīng)答反應(yīng)的主要介導(dǎo)者,負(fù)責(zé)調(diào)控腎臟EPO的合成和鐵代謝為主,還可調(diào)節(jié)腫瘤生長(zhǎng)、細(xì)胞周期等。尤其在缺氧環(huán)境中,HIF-2α可促進(jìn)EPO基因轉(zhuǎn)錄,增加紅細(xì)胞生成,改善血液的攜氧能力。相比之下,HIF-3α則較少報(bào)道,可能是因?yàn)槠鋸?fù)雜的表達(dá)模式。已知HIF-3α缺乏氧依賴(lài)性降解和反式激活結(jié)構(gòu)域,可抑制HIF轉(zhuǎn)錄反應(yīng)和HIF-1α、HIF-2α的活性,參與包括低氧應(yīng)激、組織和器官的分化和發(fā)育、糖代謝的過(guò)程等多種生理功能。Cockman等[9]研究顯示,HIF-α蛋白會(huì)在目標(biāo)脯氨酰殘基的N端側(cè)形成一個(gè)α螺旋,可能有助于提高HIF-α對(duì)調(diào)控下游靶基因的選擇性。
HIF-1α隨細(xì)胞內(nèi)氧濃度的變化而變化。正常氧條件下,HIF-1α的半衰期極短,表達(dá)后隨即被降解,這使其表達(dá)與降解處于動(dòng)態(tài)平衡。缺氧條件下,HIF-1α降解途徑受到抑制,表達(dá)增加,啟動(dòng)相關(guān)靶基因轉(zhuǎn)錄,介導(dǎo)多種細(xì)胞的突發(fā)低氧適應(yīng)性反應(yīng)。嚴(yán)重缺氧條件下,HIF抑制因子(FIH)抑制HIF-α的天冬酰胺基羥基化,增加FIH敏感的HIF目標(biāo)基因的轉(zhuǎn)錄。
2.1 腎小球腎炎(glomerulonephritis,GN) 在我國(guó),GN是導(dǎo)致CKD的第一大病因,也是導(dǎo)致終末期腎病(ESRD)的重要原因[10]。在急進(jìn)性腎小球腎炎—抗GBM型中,敲除VHL基因后腎臟細(xì)胞局部HIF-1α穩(wěn)定表達(dá),可延緩腎小球疾病進(jìn)展,減輕腎損害[11]。
IgA腎病(IgAN)在原發(fā)性腎小球疾病中的患病人數(shù)最多,尚無(wú)合適且成功的治療方法。IgAN患者腎微血管內(nèi)皮細(xì)胞的損傷和凋亡及管周毛細(xì)血管(PTC)的缺失會(huì)引起腎臟缺血缺氧、基質(zhì)細(xì)胞活化和纖維化細(xì)胞因子分泌,從而導(dǎo)致纖維化相關(guān)基因的上調(diào)和ECM的累積。在所有影響IgAN預(yù)后的危險(xiǎn)因素中,腎間質(zhì)纖維化是獨(dú)立因素之一。PTC為腎小管間質(zhì)主要的血液供應(yīng)源,PTC病變的一個(gè)主要特征是毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞數(shù)量減少。因此,修復(fù)或再生內(nèi)皮細(xì)胞和減少微血管缺失將是治療IgAN富有前景的方法。Guo等[12]將體外培養(yǎng)的大鼠骨髓單核細(xì)胞(BM-MNCs),誘導(dǎo)進(jìn)入內(nèi)皮祖細(xì)胞(EPC)中,再將重新組合后的BM-EPCs移植于大鼠腎臟中。結(jié)果顯示,HIF-1α在IgAN大鼠的腎臟組織中表達(dá)增加,而在EPCs大鼠的腎臟組織中表達(dá)減少,這表明EPCs移植可以改善腎小管間質(zhì)的低氧狀態(tài),該結(jié)果與EPC大鼠中PTC密度增加的觀察結(jié)果一致。該研究表明BM-EPCs移植顯著降低了腎小球中ECM和IgA的沉積及炎性因子的表達(dá),增加了PTC密度,改善缺血性腎組織的缺氧情況,可能為治療IgAN患者提供了一種切實(shí)有效的方法,但具體治療方案仍待進(jìn)一步研究。
局灶節(jié)段性腎小球硬化癥(FSGS)是腎病綜合征的常見(jiàn)病理類(lèi)型。據(jù)報(bào)道,F(xiàn)SGS約占成人腎病綜合征的41%,占兒童腎病綜合征的21%[13]。近期越來(lái)越多的研究已證實(shí),過(guò)度強(qiáng)烈的炎性反應(yīng)和氧化應(yīng)激使HIF-1α過(guò)表達(dá)或長(zhǎng)時(shí)間激活,可促進(jìn)FSGS的發(fā)展、腎臟纖維化,最終導(dǎo)致ESRD。而一些藥物可通過(guò)抑制HIF-1α表達(dá),改善FSGS。Liu等[14]研究發(fā)現(xiàn),在FSGS小鼠模型中,紅景天苷(SAL,對(duì)羥基苯基-β-D-葡萄糖苷)主要通過(guò)磷脂酰肌醇3-激酶/p蛋白激酶B(PI3K/Akt)途徑抑制HIF-1α的表達(dá),從而抑制腎病綜合征標(biāo)志物(α-平滑肌肌動(dòng)蛋白和纖維連接蛋白)的表達(dá),改善蛋白尿和腎功能。另外,Epigallocatechin-3-gallate(EGCG)是一種生物活性成分,占綠茶中兒茶素總量的50%以上,具有抗氧化和抗凋亡作用?;诖耍搱F(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn),EGCG可通過(guò)抑制HIF-1α/ANGPTL4(血管生成素樣4)途徑,抑制氧化應(yīng)激反應(yīng)和凋亡,對(duì)阿霉素誘導(dǎo)的FSGS腎臟起保護(hù)作用[15]。目前臨床中尚無(wú)治療FSGS的有效藥物,上述研究可能為治療FSGS提供希望。
2.2 多囊腎病(polycystic kidney disease,PKD) PKD在臨床中較常見(jiàn)的類(lèi)型為常染色體顯性遺傳型(ADPKD),常于青中年期發(fā)病,可導(dǎo)致ESRD。有實(shí)驗(yàn)在ADPKD的囊腫內(nèi)皮細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了HIF,這可能是擴(kuò)張性囊腫壓縮腎臟組織引起缺血缺氧所致。囊腫上皮細(xì)胞表達(dá)HIF-1α,囊腫內(nèi)皮的基質(zhì)細(xì)胞表達(dá)HIF-2α[5]。小鼠腎小管中HIF-1α和編碼多囊蛋白-1(PKD-1)共同缺失會(huì)抑制PKD-1相關(guān)囊腫的進(jìn)展,而使用脯氨酰羥化酶抑制劑(HIF-PHI)治療會(huì)加重囊腫進(jìn)展[16]。因此,HIF-1α的激活可能會(huì)加速囊腫的發(fā)展,可能與囊腫的類(lèi)型不同有關(guān)。Kocyigit等[17]研究發(fā)現(xiàn),炎性反應(yīng)和缺氧均是ADPKD患者高血壓的相關(guān)因素,年齡增加、低eGFR、HIF-1α和IL-1β基因表達(dá)與ADPKD患者發(fā)生高血壓獨(dú)立相關(guān)。這提示HIF對(duì)PKD的發(fā)生發(fā)展起著重要作用,其具體機(jī)制仍需進(jìn)一步研究。
3.1 糖尿病腎病(diabetic nephropathy,DN) 在我國(guó),隨著糖尿病患病人數(shù)的不斷攀升,DN已成為導(dǎo)致CKD的第二大原因。DN作為糖尿病的嚴(yán)重并發(fā)癥之一,極易導(dǎo)致ESRD。越來(lái)越多的證據(jù)表明,足細(xì)胞損傷是蛋白尿性腎臟疾病的關(guān)鍵決定因素,與DN的進(jìn)展有關(guān)[18]。缺氧與足細(xì)胞損傷密不可分,是DN發(fā)生進(jìn)行性腎損傷的關(guān)鍵原因。HIF-1α表達(dá)增加可減輕糖尿病引起的腎臟結(jié)構(gòu)和功能的改變,從而改善腎缺氧和蛋白尿,保護(hù)腎功能。腎纖維化是DN的最終病理階段。腎間質(zhì)中的成纖維細(xì)胞逐漸轉(zhuǎn)化為肌成纖維細(xì)胞,產(chǎn)生過(guò)量的膠原纖維,膠原纖維沉積會(huì)中斷實(shí)質(zhì)細(xì)胞之間的相互作用,最終使腎功能喪失。HIF-1α和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β1(TGF-β1)在腎臟纖維化中起關(guān)鍵作用。HIF-1α可介導(dǎo)TGF-β1誘導(dǎo)的信號(hào)傳導(dǎo)途徑,增加膠原轉(zhuǎn)錄,減輕腎臟纖維化。有研究發(fā)現(xiàn),糖尿病動(dòng)物模型的腎臟組織中糖酵解和三羧酸循環(huán)的代謝產(chǎn)物累積,氨基酸減少,HIF穩(wěn)定劑Enarodustat(JTZ-951)可以減輕這些代謝障礙。此外,JTZ-951可增加糖尿病動(dòng)物腎臟組織中谷胱甘肽與谷胱甘肽二硫化物的比例,緩解氧化應(yīng)激,從而對(duì)DN早期階段腎臟能量代謝產(chǎn)生積極影響[19]。另一項(xiàng)研究顯示,在2型糖尿病小鼠模型中,使用JTZ-951后可減輕體質(zhì)量,降低總膽固醇、高密度脂蛋白水平,減少脂肪組織;降低血糖水平,改善胰島素敏感性;并且有減少巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)的趨勢(shì);還表現(xiàn)出蛋白尿減少和腎小球上皮、內(nèi)皮細(xì)胞損傷減輕[20]。這些結(jié)果表明,JTZ-951除了具有調(diào)節(jié)代謝異常的潛力外,還具有潛在的腎臟保護(hù)作用,目前該藥正在進(jìn)行3期臨床試驗(yàn),為DN的治療及改善預(yù)后提供了希望。
3.2 梗阻性腎病 Kalucka等[21]在結(jié)扎單側(cè)輸尿管導(dǎo)致腎臟纖維化的小鼠模型中,將腎小球內(nèi)皮細(xì)胞中的HIF-1特異性敲除后發(fā)現(xiàn),不會(huì)引起腎臟功能改變,而在體外實(shí)驗(yàn)中特異性敲除HIF-1能增加因缺氧而引起的細(xì)胞死亡,說(shuō)明HIF-1在梗阻性腎病體內(nèi)外發(fā)揮的作用有所差別。EPO轉(zhuǎn)錄基因是HIF的靶基因,HIF-PHI可以誘導(dǎo)EPO的產(chǎn)生。有實(shí)驗(yàn)證實(shí),在單側(cè)輸尿管梗阻小鼠模型中,EPO轉(zhuǎn)錄基因會(huì)強(qiáng)烈誘導(dǎo)具有EPO產(chǎn)生能力的腎臟細(xì)胞,這些細(xì)胞占腎內(nèi)肌纖維母細(xì)胞樣群的絕大部分。盡管EPO mRNA只在未處理的梗阻腎中低水平表達(dá),但在這群細(xì)胞中EPO mRNA被強(qiáng)烈誘導(dǎo),并且其數(shù)目超過(guò)對(duì)側(cè)腎臟[22],這說(shuō)明腎臟肌纖維母細(xì)胞樣群增多的患者可能對(duì)HIF-PHI的反應(yīng)較好。
3.3 狼瘡性腎炎(lupus nephritis,LN) LN是系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus,SLE)較常見(jiàn)且嚴(yán)重的并發(fā)癥,50%以上的SLE患者在臨床上有腎臟受累的證據(jù)[23]。目前導(dǎo)致LN的機(jī)制尚不完全清楚。HIF-1α在LN患者和小鼠中高表達(dá),可誘導(dǎo)系膜細(xì)胞(MCs)增殖。隨著MCs數(shù)量增加,腎臟中的氧氣消耗量增加,打破氧供需平衡,使HIF-1α表達(dá)增加,導(dǎo)致更多的MCs增殖和惡性循環(huán),從而加速腎間質(zhì)纖維化和組織破壞。HIF-1α也可能通過(guò)調(diào)控細(xì)胞周期蛋白參與LN細(xì)胞的增殖,影響免疫調(diào)節(jié)。過(guò)表達(dá)的HIF-1α可加速B淋巴細(xì)胞發(fā)育、T淋巴細(xì)胞分化和先天免疫反應(yīng),持續(xù)的炎性反應(yīng)和免疫反應(yīng)導(dǎo)致病變內(nèi)局部組織缺氧,加速LN的惡化。有學(xué)者在LN小鼠的腎臟中發(fā)現(xiàn),低氧環(huán)境使浸潤(rùn)性T細(xì)胞的活性升高,導(dǎo)致腎組織損傷,抑制HIF-1α后,小鼠的T細(xì)胞浸潤(rùn)和腎損傷減輕[24]。此外,HIF-1α依賴(lài)的糖酵解途徑有助于Th17細(xì)胞的分化。上述研究表明,HIF-1α可能是導(dǎo)致LN進(jìn)展的關(guān)鍵因素。因此,HIF-1α可能成為治療LN患者的潛在和有價(jià)值的靶目標(biāo)。
急性腎損傷(acute kidney injury,AKI)以炎性反應(yīng)和細(xì)胞死亡為特點(diǎn)使腎功能快速喪失,表現(xiàn)為GFR和尿量的急劇下降,最終導(dǎo)致ESRD。Basile等[25]提出,缺氧是AKI的起始因素,甚至可能是其發(fā)展為CKD的驅(qū)動(dòng)力。在缺血性和非缺血性AKI時(shí),往往會(huì)引起腎臟缺氧進(jìn)而激活HIF-1。在AKI中,HIF誘導(dǎo)腎保護(hù)作用的分子機(jī)制是復(fù)雜的,涉及多個(gè)過(guò)程和因素,包括腎血管生成、抗炎和血管舒縮反應(yīng)等,還可能對(duì)其他器官產(chǎn)生遠(yuǎn)期影響。然而,日本的一項(xiàng)研究顯示,缺氧條件下HIF-1誘導(dǎo)的葡萄糖攝取和糖酵解增加使糖原合成增加,可以預(yù)測(cè)糖原儲(chǔ)存量和細(xì)胞存活率之間的直接相關(guān)性,即AKI的臨床結(jié)果,這可能是AKI中起關(guān)鍵作用的機(jī)制[26]。既往研究已經(jīng)觀察到,HIF在AKI向CKD轉(zhuǎn)化過(guò)程中發(fā)揮適應(yīng)缺氧環(huán)境的重要作用。據(jù)報(bào)道,在動(dòng)物模型腎切除術(shù)后5~9周進(jìn)行鈷治療可以保留毛細(xì)血管網(wǎng),降低殘余腎臟的腎小球和腎小管通透性。HIF-1和HIF-2在腎小管上皮細(xì)胞中的表達(dá)可以促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞的增殖和遷移。有研究進(jìn)一步闡明了鈷的應(yīng)用不僅增加了HIF相關(guān)基因(如EPO、VEGF、GLUT-1和HO-1)的上調(diào),而且還減輕了腎炎模型中腎小管間質(zhì)損傷。綜上所述,HIF活化通過(guò)血管生成和可能的抗纖維化和抗凋亡機(jī)制減輕了AKI向CKD轉(zhuǎn)化過(guò)程中的腎臟損傷[27]。AKI對(duì)慢性心力衰竭(CHF)患者的短期和遠(yuǎn)期預(yù)后均產(chǎn)生不利影響。一項(xiàng)研究納入了84例CHF急性失代償期合并AKI的患者,隨訪12個(gè)月,觀察到死亡組患者的HIF-1高于存活組,研究發(fā)現(xiàn)HIF-1水平與CHF患者的預(yù)測(cè)之間存在關(guān)聯(lián),這表明HIF-1可能是CHF急性失代償期患者AKI的生物學(xué)標(biāo)志物[28]。
腎性貧血會(huì)增加腎臟病患者的心腦事件發(fā)生率和死亡風(fēng)險(xiǎn),并可能增加透析患者血管通路形成血栓的機(jī)會(huì),是ESRD常見(jiàn)的并發(fā)癥。有報(bào)道顯示,eGFR<60 ml·min-1·1.73m-2時(shí),21.5%的患者存在不同程度的貧血。而隨著病情進(jìn)展至維持性血液透析(MHD)階段,腎性貧血的患病率更高。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)進(jìn)入MHD的CKD患者貧血的發(fā)生率為61.2%[29],對(duì)我國(guó)的腎臟健康事業(yè)造成巨大威脅。既往認(rèn)為,EPO生成不足是導(dǎo)致腎性貧血的主要原因。后來(lái)研究發(fā)現(xiàn),導(dǎo)致腎性貧血的原因有很多,血清鐵調(diào)素增加就是其中之一。低氧條件下,HIF-2α可促進(jìn)紅細(xì)胞生成,增加鐵的利用率,并且可增加對(duì)紅系細(xì)胞中血紅蛋白合成的鐵需求,下調(diào)鐵調(diào)素的表達(dá),有利于鐵吸收和動(dòng)員鐵儲(chǔ)存,以充分代償缺氧,改善貧血。另外,在CKD患者中腎小球?yàn)V過(guò)能力喪失導(dǎo)致尿毒癥毒素積累。尿毒癥毒素與炎性產(chǎn)物結(jié)合,能夠誘導(dǎo)紅細(xì)胞膜的功能改變并將其破壞,且可通過(guò)減少紅細(xì)胞的壽命干擾紅細(xì)胞生成,加重貧血,可能還會(huì)抑制骨髓中紅系祖細(xì)胞的增殖[30]。目前臨床試驗(yàn)證實(shí),HIF-PHI 羅沙司他(FG-4592),對(duì)透析與非透析腎性貧血患者均能夠有效升高血紅蛋白(Hb)水平,降低鐵調(diào)素水平,且不需要靜脈補(bǔ)鐵、不受患者體內(nèi)炎性反應(yīng)狀態(tài)影響,到目前為止未發(fā)現(xiàn)心血管事件風(fēng)險(xiǎn)升高的證據(jù)[31]。腎性貧血也是一種慢性炎性反應(yīng)性貧血,已有臨床試驗(yàn)表明,羅沙司他的促紅細(xì)胞生成似乎與炎性反應(yīng)無(wú)關(guān),這說(shuō)明羅沙司他可能是治療因高炎性反應(yīng)狀態(tài)而對(duì)重組人促紅細(xì)胞生成素反應(yīng)低的腎性貧血患者的合適臨床策略之一[32]。在一項(xiàng)薈萃分析中顯示,與對(duì)照組相比,羅沙司他可有效提高Hb、血清轉(zhuǎn)鐵蛋白、腸道鐵的吸收,并降低鐵調(diào)素[33]。2018年末羅沙司他在中國(guó)獲得批準(zhǔn)上市,目前已取得較好的臨床治療效果。雖然HIF-PHI對(duì)于治療腎性貧血療效較好,但其安全性仍需進(jìn)一步評(píng)估,長(zhǎng)期的安全隱患涉及理論上的致癌風(fēng)險(xiǎn)及某些心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn),例如易患肺動(dòng)脈高壓和栓塞性疾病,血管生成的增加可能促進(jìn)糖尿病性視網(wǎng)膜病變進(jìn)展、代謝改變及對(duì)CKD和囊腫進(jìn)展有著潛在的負(fù)面影響等[34]。
肌肉的損傷和身體機(jī)能的下降會(huì)導(dǎo)致CKD發(fā)病率和病死率增加,目前尚無(wú)有效的治療方法。許多研究證據(jù)表明,在CKD大鼠模型的肌肉中會(huì)發(fā)生受損的血管新生。因此,血管新生治療被認(rèn)為是限制CKD相關(guān)肌病的潛在有效策略。HIF-PHI可穩(wěn)定HIF并增強(qiáng)急性缺血期間的肌肉血管生成,但在CKD大鼠模型中幾乎沒(méi)有相關(guān)證據(jù)支持。Qian等[35]評(píng)估了一種新型口服活性HIF-PHI(即MK-8617),是否能夠改善CKD相關(guān)肌病,結(jié)果表明,HIF-PHI為改善CKD相關(guān)性肌病提供了一種潛在的治療策略。
腎癌占全身所有惡性腫瘤的2%~3%,是世界上普遍存在的癌癥之一[36]。腎細(xì)胞癌(RCC)是其中最常見(jiàn)的類(lèi)型(85%),而透明細(xì)胞亞型腫瘤占RCC的大部分[37]。血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)的表達(dá)可促進(jìn)血管形成,而HIF-1α參與了RCC的血管形成和發(fā)展,因此HIF-1α與VEGF的關(guān)系十分密切。曾有研究發(fā)現(xiàn),HIF-1α可促進(jìn)VEGF表達(dá),促進(jìn)血管生成,改善腎臟血流動(dòng)力學(xué),減輕腎臟缺氧。研究表明,大多數(shù)ccRCC是由體細(xì)胞VHL失活和HIF(尤其是HIF-2α)失控引發(fā)的[38]。近期的一項(xiàng)研究顯示,HIF-2α表達(dá)是RCC患者整體存活率的惟一獨(dú)立預(yù)測(cè)因子[39]。因此,增加HIF-2α表達(dá)可能對(duì)改善RCC的預(yù)后有積極作用??筕EGF和哺乳動(dòng)物靶向藥物-雷帕霉素、VEGFR-1、2和3的選擇性酪氨酸激酶抑制劑(TKI)——替沃扎尼(tivozanib)等,使RCC患者的生存率有所提高[40]。Nicholson等[41]研究發(fā)現(xiàn),在人和果蠅、不同人的ccRCC細(xì)胞系之間,細(xì)胞周期蛋白依賴(lài)性激酶4和6(CDK4/6)的活性降低和VHL失活后具有聯(lián)合致死性。盡管HIF-2α轉(zhuǎn)錄誘導(dǎo)了CDK4/6伴侶細(xì)胞周期蛋白D1,但HIF-2α轉(zhuǎn)錄并不需要增加CDK4/6。因此,在依賴(lài)HIF-2α的VHL ccRCC細(xì)胞中,CDK4/6抑制的抗增殖作用與HIF-2α的抑制有協(xié)同作用,而在不依賴(lài)HIF-2α的細(xì)胞中其與HIF-2α的抑制沒(méi)有拮抗作用。這些發(fā)現(xiàn)將支持CDK4/6抑制劑單獨(dú)或與HIF-2α抑制劑聯(lián)用作為ccRCC的新型治療方法。目前,HIF-2α抑制劑對(duì)治療ccRCC顯示出一定的效果,但僅在某些患者中有效,還需進(jìn)一步研究。
在腎移植手術(shù)過(guò)程中,供腎很有可能會(huì)發(fā)生缺血/再灌注(I/R)損傷。HIF-1α作為對(duì)低氧反應(yīng)至關(guān)重要的轉(zhuǎn)錄激活因子,在I/R損傷期間可被迅速激活,通過(guò)多種途徑介導(dǎo)供腎適應(yīng)缺氧環(huán)境,可預(yù)防或減少供腎I/R損傷,并且參與損傷修復(fù),進(jìn)而提高腎移植的療效[42]。在實(shí)驗(yàn)性腎移植模型中,一項(xiàng)研究觀察到HIF-PHI對(duì)同種異體移植物的短期功能和長(zhǎng)期功能均有影響。此外,在移植后不久發(fā)生的急性排斥反應(yīng)中觀察到人移植腎的腎小管細(xì)胞中HIF具有穩(wěn)定性。因此,除了在器官保存中發(fā)揮作用外,HIF的激活可能會(huì)影響同種異體腎移植的免疫反應(yīng)。然而,這些結(jié)果都需要在進(jìn)一步的研究中得到證實(shí)[5]。
細(xì)胞感知和對(duì)氧水平反應(yīng)機(jī)制的闡明為醫(yī)學(xué)開(kāi)辟了新的領(lǐng)域。HIF在低氧適應(yīng)性反應(yīng)中的作用,為了解腎臟病理狀況和治療腎臟疾病提供了許多機(jī)遇和挑戰(zhàn)。隨著對(duì)疾病的病理生理學(xué)及其與缺氧信號(hào)的關(guān)系了解加深,將能夠?qū)μ囟膊∵M(jìn)行干預(yù)。然而,HIF在多種細(xì)胞、多系統(tǒng)均發(fā)揮作用,除腎臟外,HIF在其他系統(tǒng)中(如心、肺、肝等)與各個(gè)疾病的關(guān)聯(lián)及HIF在人體內(nèi)的一系列動(dòng)態(tài)演變?nèi)孕柽M(jìn)一步探索。近年來(lái)已有較多的文獻(xiàn)提出HIF參與了腫瘤的發(fā)生發(fā)展,HIF及其下游靶目標(biāo)正成為治療各種器官損傷的新選擇。