TLR2、TLR4在糖尿病腎病炎癥狀態中的作用及藥物干預研究進展

宋菲等

【關鍵詞】 糖尿病腎病；TLR2；TLR4；藥物

中圖分類號：R587.2 文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.10031383.2015.05.023

在經濟發達國家，終末期腎臟疾病（ESRD）的首位病因仍然是糖尿病腎病（DN）。我國DN的發病率和患病率上升較快，已成為ESRD的第二位病因，嚴重損害到人民群眾的身體健康和家庭幸福。但DN的發病關鍵機制尚未明了。近年來，許多研究認為DN進展的中心環節極有可能是炎癥通路。持續微炎癥反應及其導致的細胞外基質增生很可能是DN進展的共同通路[1]。闡明微炎癥的作用機制很有可能為DN的治療找到新的途徑，而Toll樣受體（TLRs）特別是其中的TLR2、TLR4在DN炎癥通路中的作用成為研究熱點。現將TLR2、TLR4在DN炎癥通路中的作用及藥物干預研究進展綜述如下。

1 TLRS概述

1.1 TLRS的基本特性

研究發現TLRs有12種家族成員。早期首先在果蠅的研究中發現TLRs是一類Ⅰ型跨膜糖蛋白模式識別受體，有信號轉導功能，存在于各種組織細胞如中性粒細胞、單核細胞、巨噬細胞、樹突狀細胞和B淋巴細胞等免疫、炎癥細胞中廣泛分布。有趣的是，TLRs在腎小球系膜細胞、腎小管上皮細胞和足細胞等腎臟固有細胞中也有表達[2]。在12種TLRS中，除了TLR1、TLR6、TLR10，其余受體均能識別不同的配體[3]。哺乳動物與果蠅相似，TLRs都屬Ⅰ型跨膜蛋白，均由胞內區、胞外區、跨膜段3部分組成。TLRs信號轉導途徑包括髓樣分化蛋白88（MyD88）依賴性及非依賴性兩種途徑。MyD88依賴性途徑涉及TLRs中的多個，其中包括TLR2、TLR4。TLR2和TLR4需要含TIR的接頭蛋白（TIRAP）和 MyD88 共同作用[4]。當受到病原微生物或其產物刺激時，TLR可識別相應配體并與之結合，活化MARK或NFκB信號轉導途徑，活化后的NFκB進入胞核啟動基因轉錄，相應的炎癥因子如白細胞介素（IL）、TNFα及干擾素（IFN）等被合成并分泌出來，繼而引發一系列炎性反應，早期免疫應答形成。

1.2 TLR2的信號傳導通路

TLR2的信號傳導通路是通過MyD88依賴途徑。TLR2識別相應的配體后通過同系的PAMPs銜接，隨后與MyD88通過TIRTIR相互作用。MyD88進一步激活IL1受體相關激酶（IRAK） IRAK4、IRAK1、IRAK2以及IRAKM。最先被激活的激酶是IRAK4，激活后的IRAK4利用腫瘤壞死因子受體相關因子6（TRAF6）、β轉化生長因子激活的蛋白激酶（TAKI）、TAKI結合蛋白1和2（TAB1，TAB2）進入下一級信號轉導，經p38、JNK等促分裂原活化的蛋白激酶（MAPK）途經或經IκB激酶磷酸化激活NFκB途經，最終誘發一系列炎癥細胞因子和黏附分子等的表達，進而產生一系列相應的生物學效應[5，6] 。

1.3 TLR4的信號傳導通路

TLR4的信號傳導通路分MyD88依賴途徑及不依賴MyD88的TRIF途徑。前者可聯結TIR域并接收IRAK、IRAK1、IRAK4和TRAF1等激活轉錄因子，如NFκB和AP1，從而促使大量細胞活性因子（IL1、IL6、IL8）和炎癥因子的合成及轉錄表達；后者是與含有TRIF的受體同源區（TIR）聯結TRAM形成復合物，介導IRF3生成IFNβ和IP10[7～9]，終究產生相應免疫炎癥應答。

由上述可見，研究發現TLR2、TLR4屬于TLRs 12種成員，在腎小球系膜細胞、腎小管上皮細胞和足細胞等腎臟固有細胞中有明顯表達，均參與了炎癥反應和免疫應答過程，且信號傳導通路清晰，因此，可能與腎臟炎癥反應有密切關系，有進一步研究的價值。

2 TLR2、TLR4在DN炎癥狀態中的作用

國內外研究表明DN受遺傳因素、血流動力學異常以及高糖相關的生化代謝異常等多方面因素影響[10，11]。基于炎癥通路是DN進展的中心環節這一最新學說，目前成為研究熱點，研究DN炎癥狀態特別是炎癥通路的形成機制，并對其進行干預或阻斷顯得十分有意義，有望成為DN治療的新方法。

2.1 TLR2在DN炎癥狀態中的作用

從上述可知，TLR2、TLR4在炎癥通路中起著十分重要的作用。有研究發現[12]，DN大鼠腎組織上TLR2和其內源性配體（熱激蛋白70和高遷移率族蛋白1）的表達較正常有所增加，并與MyD88和單核細胞趨化蛋白1表達呈正相關；鏈脲佐菌素（STZ）誘導的糖尿病小鼠在剔除TLR2基因后可發現其腎臟病變減輕，足細胞丟失減少。另有實驗表明高糖能誘導TLR2mRNA的高表達[13]。Devaraj等[14]研究發現，敲除TLR2基因的T1DM小鼠腎臟的轉化生長因子β（TGFβ）及層黏蛋白的表達減少，與此同時，nephrin、podocin的表達及足細胞數目增加。以上研究結果說明，TLR2在DN的發生發展中起著重要的作用，在DN中TLR2表達增高，反之，TLR2表達減弱則DN的病變減輕，值得進一步進行基礎甚至臨床的研究闡明。

2.2 TLR4在DN炎癥狀態中的作用

TLR4可在高糖狀態下促進高血脂誘導DN腎小球病變的發生發展。Lepenies J等[15]通過對70例慢性腎臟疾病患者的腎組織TLR4、單核細胞趨化蛋白1（MCP1）、TGF、尿MCP1的表達進行定量分析，并檢測與腎功能相關的主要指標，結果發現腎組織TLR4的表達與MCP1顯著相關，TLR4的表達與尿蛋白的程度成正比，并隨著尿蛋白的升高而增加。還有研究發現，TLR4在DM患者的腎臟中過度表達，其表達程度與間質中巨噬細胞浸潤和糖化血紅蛋白水平呈正相關[16，17]。而林珊等人[18]研究顯示，DN患者腎組織中TLR4的表達明顯上調，并與腎小管上皮細胞炎癥密切相關。另有體外實驗表明高糖狀態下大鼠模型中腎小球系膜細胞的TLR4的表達明顯升高，并隨著劑量濃度的增加而上升[19]。

2.3 TLR2、TLR4在DN炎癥狀態中的協同作用

研究發現，在DN炎癥狀態中TLR2、TLR4的作用具有正相關的協同性。國外一項研究證明[20]TLR2和TLR4在糖尿病腎組織中的表達均增加。Dasu等[21]發現在高糖環境下，THP1人單個核細胞上TLR2和TLR4表達增加，但在敲除TLR2和TLR4基因后再在高糖環境中孵育24 h，則不論單獨或聯合敲除，NFκBp65表達均明顯下調。因此可以假設，通過同時或分別調控TLR2、TLR4/NFκB信號傳導通路，抑制DN的炎癥反應狀態，對延緩DN發生發展具有重要意義。

3 DN藥物治療的新發現

隨著DN腎組織病變發生發展的炎癥機制研究的逐漸深入，針對腎組織TLRs通路的一些藥物的研究逐漸增多，近年來研究較多的藥物主要有他克莫司（Tacrolimus）以及白芍總苷（TGP）等，現就這兩個藥物加以綜述。

3.1 他克莫司（Tacrolimus）在腎臟病中的作用

Tacrolimus為從土壤放線菌中提取的一種具有大環內酯結構的新型免疫抑制劑，因其具有療效好、費用低及副作用小等優點而備受關注，在臨床上已較廣泛應用于腎移植等抗免疫排斥反應。研究表明，Tacrolimus在體外可抑制淋巴細胞轉錄因子活化T細胞核因子（NFAT）以及NFκB 的活性，從而抑制IL2、IL6、IL8等重要炎癥因子的表達，此可能為Tacrolimus免疫抑制的基礎[22]。有動物實驗顯示，Tacrolimus治療組大鼠腎組織巨噬細胞的浸潤數較模型組并無顯著差異，但與模型組相比，治療組腎組織的TLR2、TLR4的表達明顯受到抑制，NFκB細胞數也顯著減少，這一現象說明Tacrolimus或可通過直接或間接作用下調腎臟巨噬細胞上TLR2與TLR4的表達，從而抑制與TLRNFκB的信號轉導及調控途徑有關的炎癥反應[23]。因此，可以認為Tacrolimus能通過抑制TLR2與TLR4信號傳導通路而減輕腎臟炎癥狀態，這一點使得將Tacrolimus應用于抑制DN炎癥反應這一中心環節達到延緩或阻止DN進展成為可能，有待基礎及臨床進一步研究。

3.2 白芍總苷（TGP）在腎臟病中的作用

白芍總苷（TGP）主要由揮發油類、單萜類、三萜類及黃酮類等化合物組成。作為一種中藥提取物，現已明確具有鎮痛、鎮靜以及抗驚厥、抗炎等多種藥理作用，長期的中醫實驗及臨床應用于類風濕關節炎等免疫性疾病治療，尚未發現TGP對人體有明顯的副作用。專門的TGP的動物毒性研究也顯示TGP無明顯毒性損害。因此，其作為中藥的免疫抑制劑，在臨床免疫治療中將可能有不可忽視的廣泛應用前景。有研究[24]進一步證實TGP可以促進對特異性T調節細胞和非特異性T調節細胞的誘導，有效抑制巨噬細胞分泌IL1β、IL2、TNFα等多種炎癥介質。在STZ誘導DN大鼠的研究中發現[25，26]，TGP能抑制病鼠腎組織中炎癥通路及細胞因子的表達，這提示TGP可以通過減少糖尿病大鼠腎組織內巨噬細胞的浸潤，抑制巨噬細胞在腎組織內局部的增殖，減少炎癥因子的釋放來發揮保護作用。Wu Y等發現[27]，TGP不但可以使糖尿病大鼠尿白蛋白排泄明顯減輕，還能有效抑制腎組織細胞外基質蛋白Ⅳ型膠原的產生，對糖尿病大鼠腎小管間質損傷起到明顯的保護作用，并發現糖尿病腎組織ICAMl的表達與TGP劑量成反比，起到了延緩大鼠DN進展的作用。由此可見，TGP對大鼠DN的腎組織病變發生發展的炎癥通路這個中心環節有明顯的抑制效應，起到減輕腎臟炎癥及基質增殖，延緩或阻止DN進展的作用，最終可能達到提高患者生活質量及延長生存時間的目的，有待進一步的研究。

4 展望

對于多種組織細胞的TLR2、TLR4的研究，國內外已有較多的報道，其種類、分布、配體及作用機制等已經較為明確。但對于DN腎組織中的TLR2、TLR4的作用機制尚未完全明確。近年來，隨著DN發病率的不斷攀升和控制其進展難度大，越來越多的研究傾向于將TLR2、TLR4、MyD88、NFκB以及細胞因子作為抑制靶點來研究，最終目的為開發有效治療DN的藥物。目前，對于相關藥物的基礎研究仍少，臨床研究未見報道，因此用藥機制及臨床應用研究還需進一步的深入。

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（收稿日期：2015-03-10 修回日期：2015-10-25）

（編輯：潘明志）