P311與腎間質(zhì)纖維化的相關(guān)性研究進(jìn)展

任鳳芹　吳紅赤★

P311與腎間質(zhì)纖維化的相關(guān)性研究進(jìn)展

任鳳芹吳紅赤★

P311是Studler等于 1993 年首次在胚胎大鼠的腦組織中發(fā)現(xiàn)，其廣泛表達(dá)于體內(nèi)的多種細(xì)胞［1］。P311參與組織修復(fù)、瘢痕形成、成纖維細(xì)胞向肌成纖維細(xì)胞分化，亦參與肝纖維化的進(jìn)展。腎間質(zhì)纖維化是各種腎臟疾病進(jìn)展至終末期腎臟病的共同途徑及主要病理變化，轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β1（TGF-β1）是調(diào)節(jié)腎小管間質(zhì)纖維化進(jìn)展的關(guān)鍵細(xì)胞因子。在燒傷創(chuàng)面成熟期P311 可以下調(diào)或抑制 TGF-β1、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β2（TGF-β2）等表達(dá)［2］，從而抑制燒傷組織的纖維化，防止其瘢痕的生成。在IgA腎病患者中，P311可以通過(guò)與TGF-β1的隱性相關(guān)蛋白（LAP）結(jié)合從而誘導(dǎo)間質(zhì)纖維化，參與IgA腎病的進(jìn)展，提示 P311對(duì)腎間質(zhì)纖維化可能存在著一定的作用。目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于P311與腎間質(zhì)纖維的相關(guān)性報(bào)道較少，作者對(duì)此進(jìn)行了綜述。

1　P311 的基本特征

P311又名PTZ17，是一個(gè)8 kD的胞漿蛋白，最初發(fā)現(xiàn)于神經(jīng)元和肌肉中。小鼠 P311蛋白氨基酸序列在人、其他靈長(zhǎng)類(lèi)、大鼠、小鼠和雞等物種間高度保守。P311蛋白是一個(gè)由 68個(gè)氨基酸組成的、分子量為8kD 的細(xì)胞內(nèi)多肽。因在P311的N末端有一個(gè)富有脯氨酸、絲氨酸、谷氨酸、酪氨酸四種氨基酸高度保守的PEST結(jié)構(gòu)域，可被泛素蛋白酶體及金屬蛋白酶快速降解，半衰期約5min左右。

P311 不屬于任何已知的蛋白家族，目前尚無(wú)法從蛋白本身預(yù)測(cè)其功能。P311蛋白亦可表達(dá)于肌成纖維細(xì)胞、上皮細(xì)胞等肺組織細(xì)胞中，是一種胞內(nèi)蛋白，主要存在于胞漿，在核內(nèi)亦有少量定位［3］。其可能的功能多樣，包括促進(jìn)平滑肌細(xì)胞分化、參與受損神經(jīng)系統(tǒng)再生、調(diào)節(jié)神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞遷移及浸潤(rùn)等［4］。在傷口愈合中，P311選擇性表達(dá)于肌成纖維細(xì)胞及其活化的前體細(xì)胞，并能促進(jìn)肌成纖維細(xì)胞的阿米巴樣遷移［5］。在成纖維細(xì)胞系小鼠胚胎成纖維細(xì)胞（NIH 3T3 ）中過(guò)量表達(dá)，P311 可誘導(dǎo)細(xì)胞分化為肌成纖維細(xì)胞，并增加細(xì)胞的增殖及存活［6～8］。

2　腎間質(zhì)纖維化與腎小管上皮細(xì)胞表型轉(zhuǎn)分化

腎間質(zhì)纖維化（RIF） 是腎小管丟失和細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）蛋白沉積并最終導(dǎo)致終末期腎功能衰竭［9］。腎間質(zhì)中細(xì)胞外基質(zhì)蛋白的合成部分來(lái)自于腎小管上皮細(xì)胞，但主要來(lái)源于腎間質(zhì)中肌成纖維細(xì)胞。間質(zhì)中肌成纖維細(xì)胞主要來(lái)源于成纖維細(xì)胞的分化，部分來(lái)自于血管周?chē)钠交〖?xì)胞的遷移或局部增殖，新近研究發(fā)現(xiàn)，肌成纖維細(xì)胞可通過(guò)上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)分化而成即上皮－間皮轉(zhuǎn)分化（EMT）。由于正常腎間質(zhì)中不出現(xiàn)肌成纖維細(xì)胞，在損傷因素作用下，正常腎小管上皮細(xì)胞可發(fā)生表型轉(zhuǎn)分化為肌成纖維細(xì)胞，產(chǎn)生細(xì)胞外基質(zhì)，引起腎間質(zhì)纖維化。近年來(lái)腎小管上皮細(xì)胞表型轉(zhuǎn)分化在腎間質(zhì)纖維化中的作用越來(lái)越受關(guān)注，研究發(fā)現(xiàn)其是多細(xì)胞動(dòng)物胚胎發(fā)育過(guò)程中的一個(gè)生物學(xué)過(guò)程，證實(shí)腎小管上皮細(xì)胞表型轉(zhuǎn)分化在腎間質(zhì)纖維化進(jìn)程中起關(guān)鍵作用［10～12］。

腎間質(zhì)纖維化的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中有眾多細(xì)胞因子的參與，包括生長(zhǎng)因子、細(xì)胞因子、代謝毒素以及應(yīng)急分子［13］，其中TGF-β1是調(diào)節(jié)腎小管間質(zhì)纖維化進(jìn)展的關(guān)鍵因子，為腎間質(zhì)纖維化的金指標(biāo)，促進(jìn)腎小管上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)分化，并增加細(xì)胞外基質(zhì)蛋白質(zhì)的合成和積累，參與誘導(dǎo)轉(zhuǎn)分化的各個(gè)環(huán)節(jié)［14～16］。

3　P311在組織纖維化方面的研究

P311參與組織纖維化可能與TGF-β1相關(guān)。關(guān)于這兩者相關(guān)性報(bào)道主要見(jiàn)于燒傷后的傷口修復(fù)過(guò)程，P311在燒傷后傷口修復(fù)過(guò)程中起著有益的生物學(xué)作用，Pan等發(fā)現(xiàn)P311在人類(lèi)皮膚傷口愈合過(guò)程出現(xiàn)高表達(dá)，而隨著傷口的愈合后則表達(dá)消失，并證實(shí)在成纖維細(xì)胞系小鼠胚胎成纖維細(xì)胞中，P311通過(guò)TGF-β1獨(dú)立信號(hào)通路可誘導(dǎo)細(xì)胞分化為肌成纖維細(xì)胞，并增加細(xì)胞的增殖及存活。參與創(chuàng)面修復(fù)與慢性纖維化形成的肌成纖維細(xì)胞主要來(lái)自于組織中成纖維細(xì)胞的轉(zhuǎn)分化，而旁分泌或自分泌的TGF-β1則誘導(dǎo)和保持了這種轉(zhuǎn)分化。既往研究證實(shí)TGF-β1參與增生性瘢痕形成［17］。在燒傷后增生性瘢痕的成纖維細(xì)胞中，TGF-β1表達(dá)敏感性增加［18］，在TGF-β1刺激下，成纖維細(xì)胞可轉(zhuǎn)分化為肌成纖維細(xì)胞，同時(shí)誘導(dǎo)肌成纖維細(xì)胞最特異的標(biāo)志蛋白α-平滑肌肌動(dòng)蛋白的表達(dá)［19］。在創(chuàng)傷早期，P311可能通過(guò)增加TGF-β1的表達(dá)，促進(jìn)人成纖維細(xì)胞增殖，誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生表型轉(zhuǎn)分化，參與肥厚性瘢痕發(fā)病機(jī)制和收縮，后期隨著TGF-β1和膠原產(chǎn)生的增加，阿米巴樣移動(dòng)又轉(zhuǎn)變?yōu)殚g質(zhì)細(xì)胞型的移動(dòng)，創(chuàng)傷部位的肌成纖維細(xì)胞的數(shù)量減少，終止進(jìn)一步創(chuàng)傷修復(fù)，減少病理性瘢痕和纖維化的形成［20］，而通過(guò)免疫印跡法檢測(cè)P311基因轉(zhuǎn)染的瘢痕成纖維細(xì)胞中P311蛋白表達(dá)水平降低顯著，并伴有部分收縮能力的喪失。

P311對(duì)TGF-β1的作用可能通過(guò)與TGF-β1的LAP結(jié)合有關(guān)。LAP存在于TGF-β1前體蛋白中，前體蛋白不具有生物活性，是由390個(gè)氨基酸組成，包括29個(gè)氨基酸的信號(hào)肽，N-末端區(qū)域?yàn)?LAP和C-末端區(qū)，TGF-β1恢復(fù)活性，其中LAP至關(guān)重要。Naeem等［21］研究表明，TGF-β1與LAP發(fā)生非共價(jià)結(jié)合后TGF-β1的活性被抑制，并抑制TGF-β1介導(dǎo)的纖維化；在加熱等情況下，TGF-β1和LAP的結(jié)合被破壞，TGF-β1恢復(fù)原來(lái)的生物活性。在體外培養(yǎng)的小鼠胚胎成纖維細(xì)胞NIH3T3細(xì)胞中，P311可以與TGF-β1和LAP的復(fù)合物結(jié)合后，致成纖維細(xì)胞發(fā)生表型轉(zhuǎn)分化為肌成纖維細(xì)胞，上調(diào)α-平滑肌肌動(dòng)蛋白（α-SMA），誘導(dǎo)人成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子2（FGF-2）、 血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF）、血小板衍生生長(zhǎng)因子（PDGF）受體，上調(diào)整合蛋白α3 和α5，起到滅活LAP作用，促進(jìn)TGF-β1的功能，促進(jìn)細(xì)胞的增殖；p311介導(dǎo)的此種改變與分化良好的肌成纖維細(xì)胞不同，在分化良好肌成纖維細(xì)胞中，p311會(huì)抑制TGF-β1表達(dá)，即抑制細(xì)胞增殖，抑制纖維化［6］。

Wang等［22］收集了57例經(jīng)腎活檢診斷為IgA腎病的患者和正常對(duì)照組（腎臟部分切除）5例。通過(guò)免疫組織化學(xué)法測(cè)量了P311表達(dá)水平和TGF-β1蛋白表達(dá)水平以及臨床數(shù)據(jù)，如蛋白尿、血清肌酐、腎小球?yàn)V過(guò)率和病理指數(shù)。結(jié)果表明P311蛋白表達(dá)在IgA腎病組腎小管間質(zhì)組織中顯著高于正常對(duì)照組，而在IgA腎病組病理分級(jí)晚期患者中出現(xiàn)高表達(dá)；P311表達(dá)水平與TGF-β1表達(dá)水平具有相關(guān)性，可能是在IgA腎病早期階段，機(jī)體處于促炎狀態(tài)，導(dǎo)致細(xì)胞增殖和細(xì)胞因子如TGF-β1、白介素1和結(jié)締組織生長(zhǎng)因子的分泌，同時(shí)誘導(dǎo)P311的上調(diào)，P311與TGF-β1和LAP復(fù)合物結(jié)合后改變LAP的構(gòu)象，抑制LAP功能，TGF-β1恢復(fù)活性，其活性形式促進(jìn)腎小管上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)分化，增強(qiáng)細(xì)胞外基質(zhì)蛋白的合成，導(dǎo)致腎間質(zhì)纖維化；P311的表達(dá)與各種臨床數(shù)據(jù)的相關(guān)性，24h蛋白尿與P311表達(dá)成正比，P311的表達(dá)與腎間質(zhì)纖維程度相關(guān)，提示了P311可能參與IgA腎病的進(jìn)展；此外，P311與血清肌酐以及腎小球?yàn)V過(guò)率不存在明確相關(guān)性。提示P311可能是腎間質(zhì)纖維化發(fā)生發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵細(xì)胞因子，并可能參與IgA腎病的進(jìn)展［22］。

腎間質(zhì)纖維化是多種原因共同作用的結(jié)果。P311作為機(jī)體內(nèi)的一種具有重要生物學(xué)作用的細(xì)胞因子，越來(lái)越多文獻(xiàn)提示P311在神經(jīng)細(xì)胞再生、瘢痕組織形成以及組織纖維化等組織損傷修復(fù)等方面起著至關(guān)重要的作用。總之，P311在腎間質(zhì)纖維化中的發(fā)生、發(fā)展中可能存在一定的作用，為進(jìn)一步開(kāi)展P311在腎間質(zhì)纖維化中作用機(jī)制的研究提供一定的理論基礎(chǔ)，可對(duì)慢性腎臟病的防治提供新的思路。

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