TGF-β1/Smads調控與腎臟纖維化治療研究進展

劉　勇，王　銳，施欣辛，李　穎，陳　明

（1.成都中醫藥大學臨床醫學院2014級碩士研究生，四川 成都 610075；2.成都中醫藥大學附屬醫院腎內科，四川 成都 610072）

TGF-β1/Smads調控與腎臟纖維化治療研究進展

劉勇1，王銳1，施欣辛1，李穎1，陳明2

（1.成都中醫藥大學臨床醫學院2014級碩士研究生，四川 成都 610075；2.成都中醫藥大學附屬醫院腎內科，四川 成都 610072）

腎臟纖維化是各種慢性腎臟病進展過程中的共同表現，其病理學基礎主要是細胞外基質大量堆積。炎癥介質、細胞因子、氧化應激等參與了整個病理環節。TGF-β1/Smads信號轉導通路是腎臟纖維化最重要的通路，主要通過促進腎實質細胞的凋亡、腎小球及腎小管上皮細胞肥大，激活腎間質成纖維細胞，促進腎小管上皮細胞-肌成纖維細胞轉分化，增強ECM的合成并抑制其降解，導致ECM過度積聚，最終導致腎臟纖維化。因此，通過調控TGF-β1/Smads信號通路可望成為治療腎臟纖維化的新靶點，擬為腎臟纖維化的防治提供新策略。

1　TGF-β1/Smads信號轉導通路

TGF-β1/Smads信號轉導通路是由TGF-β1及其受體、受體底物Smads蛋白信號分子三部分組成。

轉化生長因子：TGF-β1與腎臟纖維化密切相關［1-2］。TGF-β在人體幾乎所有的組織中均能發現，主要由肝臟的Kupffer細胞、血管內皮細胞分泌。TGF-β1受體主要有TβRI、TβRII及TβIII［3］。其中I、II型受體主要參與TGF-β1信號轉導，屬絲/蘇氨酸激酶受體家族。TβRI與TβRII具有不同的結構域，TβRI胞內側近膜部分有高度保守的GS結構域；TβRII胞內側梭基端有富含Thr和Ser的短尾，具有自身磷酸化功能，能夠直接與TGF-β1結合而發揮效應作用。但是，TβRI必須依賴TβRII才能與TGF-β1結合，必須通過TβRII活化其GS結構域后才具有激酶活性。

Smads蛋白：Smads蛋白具有羧基端和氨基端高度保守的MH1和MH2結構域和其間富含脯氨酸的間隔區。已知的Smad蛋白分為3類，受體激活型Smad是TβR復合物的下游信號分子，共用型Smad是TGF-β發揮作用的中轉信號分子，抑制型Smad主要通過與活化的TβRI結合對受體激活型Smad蛋白的磷酸化起到抑制作用。Smads蛋白是TGF-β受體復合物的下游信號調節蛋白，可將信號從胞膜直接轉至胞核，是TGF-β1/Smads信號轉導通路中的關鍵介質。

經典TGF-β1/Smads信號轉導通路：TGF-β1先與II型受體以二聚體的形式結合后將其磷酸化，磷酸化后的TβRII能夠使胞膜上的I型受體的胞質區發生磷酸化，磷酸化后的TβRI進一步引起其下游的信號蛋白分子Smad2和（或）Smad3的發生磷酸化。但是，Smad蛋白并沒有與TβR的相應部位直接接觸，由TβRI-SARA-Smad復合體的介導來完成。SARA蛋白中有與Smad蛋白相結合的結構域，能夠與未活化的Smad2/3發生特異性的結合。同時，SARA蛋白的C端能夠與TβRI受體直接結合，從而形成TβRI-SARA-Smad復合體，SARA蛋白在TβRI與Smads之間起到橋梁紐帶的作用。Smads蛋白磷酸化參與細胞內信號的轉導。活化的TβRI將Smad蛋白C端MH2上SSXS基序中色氨酸磷酸化，進一步使得Smad2/3發生磷酸化，后者繼而與TβRI及SARA解離，并與Smad4形成多聚體進入細胞內參與核內信號的轉導。而游離SARA繼續與未磷酸化的Smad2/3結合發揮其橋梁作用。Smad2/3-Smad4形成的多聚體進入細胞內參與細胞信號的調控如下：能夠直接與DNA結合而發揮調節作用；和其它轉錄因子共同發揮協同作用參與細胞內信號轉導的調控；與相應轉錄因子復合物結合進而促進或者抑制轉錄過程［4］。

2　TGF-β1/Smads細胞信號通路調控與腎臟纖維化的治療

2.1 TGF-β1抑制劑對TGF-β1/Smads細胞信號通路的調控

TGF-β1是一種重要的促纖維化因子，與腎臟纖維化密切相關。TGF-β1的釋放和激活最終導致細胞外基質大量堆積，加速腎臟纖維化的進程［5］。正常組織的損傷與修復過程和TGF-β1的適量激活密切相關，對損傷的組織起保護作用。但是，過度激活的TGF-β1將會導致纖維化的產生［6］。TGF-β1的主要作用是刺激成纖維細胞增加細胞外基質成分的合成、抑制細胞外基質的降解、誘導腎小管上皮細胞凋亡及腎小管上皮細胞-間充質細胞轉分化等。因此，可以通過抑制該因子的活性阻止腎臟纖維化的進展［7］。

Decorin（DCN）能夠直接抑制TGF-β1生物活性來抑制膠原纖維生成，使得細胞外基質的合成減少，從而阻止腎臟纖維化的進程［8］。其作用機制為TGF-β1異構體可以被DCN抑制，從而起到阻止腎臟纖維化的作用［9］。Ma HB等［10］研究結果表明，DCN高度表達可減緩腎臟纖維化的進展。

BMP-7能夠直接抑制TGF-β1表達、抑制TGF-β1/ Smads信號通路轉導、調節促炎性因子等而發揮抗纖維化的作用。因此，可以通過增強BMP-7的表達或者促進BMP-7/smads信號通路的轉導來阻止腎臟纖維化的進展。武帥等［11］在通過觀察芪蛭降糖膠囊對DN大鼠腎組織BMP-7及TGF-β1/Smads信號傳導通路的影響，結果顯示DN大鼠腎組織中Smad2蛋白、TGF-β1的表達增加，而Smad7、BMP-7蛋白表達減少，腎功能下降，經藥物治療后，腎組織TGF-β1、Smad2表達減少，BMP-7、Smad7表達增加，大鼠的腎功能得到了改善，從而抑制腎間質纖維化。

2.2 TGF-β1受體拮抗劑對TGF-β1/Smads細胞信號通路的調控

在TGF-β1/Smads信號轉導通路中，可以通過受體拮抗作用來阻止腎臟纖維化的進展。Moon等發現TβRII激酶阻斷劑IN-1130可下調該通路活性，提示可在受體水平抑制腎臟纖維化。TGF-β1RI（ALK5）是TGF-β1信號傳遞過程中的重要的促纖維化因子，通過抑制ALK5的活性，進而阻斷ALK5與Smad2/3的結合或者ALK5對Smad2/3的磷酸化被認為是阻斷TGF-β異常所致腎臟纖維化的重要靶點［12］。Sang-A park等［13］合成的TGF-β1的I型受體激酶（ALK5）抑制劑-EW-7197，可以抑制TGF-β1/Smad2/3和活性氧簇信號傳導通路。

2.3 Smads蛋白對TGF-β1/Smads細胞信號通路的調控

TGF-β1發揮效應作用主要靠TGF-β1/Smads細胞信號通路來實現［14］。而Smads蛋白是TGF-β1信號從受體到核的細胞內轉導分子，對信號的轉導起著重要的調節作用。Smad2/3磷酸化后能夠促進細胞外基質合成，加速腎臟纖維化的進展［15］。Smad7對TGF-β1具有特定的抑制作用。Smad7通過抑制Smad2/3磷酸化，阻止腎臟纖維化的進程［16］。同時，Smad7可通過改變表達TGF-β1/Smad3-regulated小分子核糖核酸抑制腎纖維化［17］。Baocan Wang等［18］研究表明，通過單用Smad7或uPA基因療法顯著抑制α-SMA和TGF-β1表達，而Smad7和uPA綜合治療更優等。ZR Wang等［19］研究表明，通過構建Smad3 siRNA表達載體，降低Smad3的表達水平，從而使得相關纖維化基因的指標下降更加顯著。

3　中藥對TGF-β1/Smads細胞信號通路調控

腎臟纖維化屬中醫“水腫”、“關格”、“癃閉”等范疇。脾腎兩虛、痰瘀互結、熱毒內蘊、血脈瘀滯為腎纖維化的基本病機。治療主要用補腎健脾、活血化瘀、化痰通絡、調和陰陽法。李春雨等［20］研究表明扶腎降濁方可通過抑制TGF-β1和Smad3 mRNA和蛋白的過度表達，增加Smad7 mRNA和蛋白表達。池艷春等［21］研究表明百令膠囊具有調節糖尿病大鼠腎組織TGF-β1、TGF-β1RI、TGF-β1RII及Smad2/3的表達，上調Smad7的表達，從而阻斷腎臟纖維化，且以高劑量療效果最佳。中藥對TGF-β1/Smads信號轉導具有多途徑、多靶點、多方位的調控作用［22-23］，療效顯著，具體的作用機制有待進一步深入研究。

4　小　結

TGF-β1/Smads調控與腎臟纖維化治療的策略已經得到廣泛的重視，無論是調節TGF-β1/Smad的表達量，還是調控TGF-β1/Smad的信號傳導通路的其他環節，均可獲得較好效果，中醫藥調控TGF-β1/Smads治療腎臟纖維化的研究也取得諸多進展，為今后可望建立中西醫結合腎臟纖維化的研究、中西醫結合腎臟纖維化的治療、藥物研發等奠定良好的基礎。但是，腎臟纖維化的發病機制涉及環節眾多，尚需進一步深入研究其病理過程，以提高臨床療效。

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R271.917.5

A

1004-2814（2016）10-1041-02

陳 明

2016-05-23