脂聯(lián)素在慢性腎臟病血管病變中的作用研究進展

龐君　楊發(fā)奮

脂肪組織不僅參與機體能量代謝，而且能分泌多種生物活性因子和細胞因子，如腫瘤壞死因子-a（TNF-oL）、抵抗素（Resistin）、瘦素（Leptin）、脂聯(lián)素（adiponectin，ADPN）等。Nakano等首次從人血漿中分離出一種脂肪組織源性的血漿激素蛋白（adiponectin，ADPN），不僅與肥胖、代謝綜合征、2型糖尿病、動脈粥樣硬化等疾病密切相關(guān)，而且與慢性腎臟病（cKD）血管病變的發(fā)生發(fā)展也有一定關(guān)系，現(xiàn)就其與CKD血管病變關(guān)系的研究進展作一綜述。

1.脂聯(lián)素概述

1.1ADPN結(jié)構(gòu) ADPN又被稱作apMl、AdipoQ、Acrp30、GBP28，是一種脂肪細胞分泌的生物活性多肽或蛋白質(zhì)。人體內(nèi)源性的ADPN分子量為30kDa，由244個氨基酸殘基組成，其關(guān)鍵的兩個結(jié)構(gòu)是氨基端的膠原樣結(jié)構(gòu)域和羧基端球形結(jié)構(gòu)域，球形結(jié)構(gòu)域是ADPN生物活性的核心部位，其結(jié)構(gòu)與TNF-ot有極強的相似性，與膠原Ⅷ、x和補體Clq高度同源。根據(jù)球形結(jié)構(gòu)域的不同復合形式，將人體脂聯(lián)素分為全長脂聯(lián)素、高分子量脂聯(lián)素（HMW）和低分子量脂聯(lián)素（LMW），LMW為三和六聚體，HMW為十二和十八聚體，而全長脂聯(lián)素為更高數(shù)量多聚體，HMW是循環(huán)中主要形式，三者在血循環(huán)中保持獨立性，性質(zhì)穩(wěn)定，生物活性及作用存在著差異。

1.2ADPN受體的作用 ADPN主要通過與其細胞膜上的特異性受體結(jié)合發(fā)揮生理作用。ADPN受體（adiponectin receptor，AdipoR）包含7個跨膜域，其N端在細胞內(nèi)，H端在細胞外，AdipoR的極性與G蛋白藕聯(lián)受體相反。已知的ADPN受體有3種，包括AdipoRl，AdipoR2和T-鈣黏蛋白。AdipoRl在眾多器官中都被發(fā)現(xiàn)，而在骨骼肌中含量尤為豐富，AdipoR2主要在肝臟中表達，T-鈣黏素位于內(nèi)皮細胞和平滑肌細胞表面，而三者在內(nèi)皮細胞和心肌細胞上均有表達。ADPN的生物學功能主要由AdipoR1/2介導，胞外的C端可結(jié)合ADPN，胞內(nèi)的N端可與多種銜接蛋白如含pH域磷酸酪氨酸結(jié)合域和亮氨酸拉鏈1/2、蛋白激酶CK2、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白46等相互作用而發(fā)揮信號轉(zhuǎn)導作用。而T-鈣黏素被認為是AdipoRl/2受體介導信號通路的輔助性受體。Shen等報道在終末期腎臟?。‥SRD）中外周血單核細胞上AdipoR的基因表達升高，而腎移植后外周血早核細胞上AdipoR的表達明顯降低，并且在HK-2細胞上發(fā)現(xiàn)AdipoRl及AdipoR2的基因表達，AdipoRl約是AdipoR2的20倍，可能與尿毒癥及血液透析的微炎癥狀態(tài)有關(guān)，說明ESRD患者AdipoRl/2分布、比例發(fā)生了重大改變，提示隨著腎臟病不斷進展，機體AdipoRl/2表達、分布、比例也發(fā)生變化，這就決定了不同部位產(chǎn)生的生物效應也將變化。

1.3ADPN的基因調(diào)控 基因APMl是ADPN的特異性編碼基因，位于3q27，全長17 kb，由3個外顯子和2個內(nèi)含子組成，外顯子1為非翻譯區(qū)，外顯子2編碼信號序列、非螺旋功能區(qū)及膠原結(jié)構(gòu)域的大約1/2，外顯子3編碼膠原區(qū)的另一半及整個球狀區(qū)。全基因組掃描推測此區(qū)域是代謝綜合征、2型糖尿病和心血管疾病的易感區(qū)域。已發(fā)現(xiàn)ADPN基因存在單核普酸多態(tài)性（single nucleotide polymorphism，SNP），與心血管疾病發(fā)生顯著相關(guān)，如SNP-11377G與CC/GG純合子比較，在冠狀動脈粥樣硬化中的發(fā)生率成倍增加，而血清ADPN顯著降低，冠脈狹窄發(fā)生率增加。Martinez等研究發(fā)現(xiàn)ESRD患者內(nèi)臟和皮下脂肪組織的脂聯(lián)素mRNA和蛋白質(zhì)的表達上升，提示腎臟功能惡化時，機體可能增加脂聯(lián)素基因表達來代償性地減少傷害應激，延緩并發(fā)癥的發(fā)生，說明CKD血管病變受ADPN基因的重要調(diào)控。

1.4ADPN的生物活性 目前認為，ADPN在代謝綜合征、動脈粥樣硬化、炎癥等疾病的發(fā)生發(fā)展中起著重要作用，ADPN能通過AdipoRl/R2增加AMPK激酶活性及PPARa活性，進而抑制糖異生，刺激脂肪酸氧化，增加胰島素敏感性；可直接或間接通過激活蛋白激酶A（PKA）信號通路抑制NF-KB來減少TNF-ot、CRP等炎癥因子表達；另有研究顯示ADPN能保護內(nèi)皮細胞，抑制血管平滑肌細胞增殖、遷移，抑制巨噬細胞向泡沫轉(zhuǎn)變，多個環(huán)節(jié)發(fā)揮抗動脈粥樣硬化作用。Ahdallah等對血漿透析患者進行長期隨訪發(fā)現(xiàn)，發(fā)生心血管事件的患者血漿ADPN濃度低于未發(fā)生者，提示低血漿ADPN濃度是其心血管事件發(fā)生的危險因素，ADPN與CKD患者并發(fā)血管病變的發(fā)生發(fā)展也可能有一定關(guān)系。

由上述可見，CKD患者并發(fā)血管病變與ADPN基因表達、血液含量、受體比例變化存在著一定聯(lián)系，當CKD患者腎功能受損時，機體ADPN基因表達上調(diào)，AdipoR1/2在不同器官組織的表達、比例發(fā)生改變.預示在血管處脂聯(lián)素與受體間作用模式改變，效應發(fā)生變化將使其血管保護作用效能發(fā)生變化。

2.影響慢性腎臟病血管病變的相關(guān)因素

近期研究發(fā)現(xiàn)，CKD患者血管病變包括冠狀動脈疾病、外周動脈疾病和動脈鈣化，其中以大動脈中膜增厚和粥樣硬化為重要特點，病變程度與腎功能惡化程度呈明顯正相關(guān)，其原因主要與CKD引起的微炎癥狀態(tài)、氧化應激反應、脂代謝紊亂、營養(yǎng)不良、鈣磷代謝異常等息息相關(guān)。

2.1微炎癥狀態(tài)與CKD血管病變 CKD微炎癥狀態(tài)是指非病原微生物感染引起的，表現(xiàn)為炎性蛋白、炎癥性細胞因子升高導致患者出現(xiàn)各種并發(fā)癥的非顯性炎癥狀態(tài)。CKD患者體內(nèi)持續(xù)輕微的、低濃度的炎癥反應狀態(tài)與血管硬化密切相關(guān)，CKD微炎癥狀態(tài)是預測心血管疾病死亡危險性的重要指標。腎衰患者存在著一定的微炎癥一動脈粥樣硬化狀態(tài)，CRP是影響腎衰患者頸動脈內(nèi)膜中層厚度的獨立危險因素，微炎癥反應是CRF患者動脈粥樣硬化形成的重要的致病因素，其水平與CRF患者動脈硬化嚴重程度呈平行關(guān)系。透析患者CRP水平是下肢動脈僵硬度增加、閉塞的獨立危險因素，而與非透析的慢性腎臟病患者比較，維持性透析患者的CRP水平顯著增加，提示微炎癥是CKD患者血管硬化、閉塞的重要致病因素。在CKD患者體內(nèi)，大量沉積于血管內(nèi)皮病灶中，促進黏附分子如ICAM-1等表達，造成血管內(nèi)皮功能障礙；CRP又能夠進一步激活核因子-KB（NF-KB）和CCAAT/增強子結(jié)合蛋白（C/EBP）刺激人的冠脈平滑肌細胞、巨噬細胞表達細胞因子如白介素-17、TNF-a等炎癥因子表達等，誘導單核細胞遷移、調(diào)節(jié)平滑肌細胞的增殖并向泡沫細胞轉(zhuǎn)化，進一步誘發(fā)炎癥反應導致動脈粥樣硬化。

2.2氧化應激與CKD血管病變 CKD時，機體抗氧化機制減弱，促使活性氧（ROS）產(chǎn)生過度，氧代謝產(chǎn)物增多而誘發(fā)氧化應激反應。這種氧化應激狀態(tài)能使正常情況下不能生成血清晚期糖基化終產(chǎn)物（AGE）的前體物質(zhì)發(fā)生氧化而生成AGE，導致AGE水平增高，AGEs與單核細胞等多種細胞上受體結(jié)合，加速動脈粥樣硬化斑塊的形成；與內(nèi)皮細胞相互作用后，可使轉(zhuǎn)錄因子NF-KB活化，引起氧化應激和血管通透性增加，進而導致血管內(nèi)皮細胞黏附分子-1（VACAM-1）的高表達，VACAM-1的過度表達又可導致單核細胞對內(nèi)皮的黏附性增強和促進動脈粥樣硬化的發(fā)展，同樣，血管壁處的氧化應激能夠引起低密度脂蛋白（LDL）的氧化修飾，產(chǎn)生大量的氧化低密度脂蛋白（OX-LDL），OX-LDL通過LOX-1受體結(jié)合，誘導caspase-9的活化以及后續(xù)的caspase-3的激活，進而引起血管內(nèi)皮細胞功能障礙及內(nèi)皮細胞凋亡。OX-LDL通過激活一種G蛋白耦連膜蛋白-蛋白酶活化受體（PAR），活化NF-KB，從轉(zhuǎn)錄水平上刺激內(nèi)皮細胞中多種炎性因子和黏附分子，進一步誘導單核細胞向內(nèi)皮細胞下遷移，促進血管平滑肌增殖并向泡沫細胞轉(zhuǎn)變，加速動脈粥樣硬化。

2.3脂肪代謝紊亂與CKD血管病變 血脂異常是動脈粥樣硬化形成的重要因素，在CKD的各個階段，患者均可發(fā)生脂質(zhì)代謝紊亂，而1、2期脂代謝異常尤為明顯，但血脂、脂蛋白、載脂蛋白分布、比例存在較大差異。由于營養(yǎng)不良等因素，ESRD患者血中脂蛋白（a）[Lp（a）]、載脂蛋CⅢ（ApoCⅢ）、甘油三酯（TG）以及OX-LDL水平是增高的，而這些與動脈粥樣硬化存在明顯相關(guān)性。LP（a）的升高與透析中蛋白丟失成正相關(guān)，營養(yǎng)不良是導致高LP（a）血癥的主要原因。研究已證實Apo-B的升高是動脈粥樣硬化疾病的危險因素，Apo-B導致動脈硬化發(fā)生的可能機制是其可以調(diào)節(jié)周圍細胞的TC代謝，還可促進LDL進入內(nèi)膜下層，刺激動脈平滑肌細胞增殖，加速泡沫細胞形成。異常的血脂LDL-e，Lp（a），Apo-B與CKD動脈斑塊的形成及程度密切相關(guān)。

2.4腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)（RASS）與CKD血管病變 研究發(fā)現(xiàn)，RASS激活是CKD血管病變新的危險因素。血管緊張素Ⅱ（AngⅡ）在動脈粥樣硬化的血管肥厚或增生硬化中均發(fā)揮了重要的作用。CKD時腎組織缺血RAAS激活，使體內(nèi)腎素、AngⅡ及醛固酮生成增多。AngⅡ能與血管壁上血管緊張素ATl型受體（ATlR）結(jié)合，促進神經(jīng)末梢釋放兒茶酚胺，直接或間接發(fā)揮縮血管效應，導致血管阻力增加；亦能促進和放大炎癥反應、氧化應激，進而作用于單核細胞、內(nèi)皮細胞、血管平滑肌細胞、脂質(zhì)代謝途徑和凝血途徑，參與斑塊形成、內(nèi)皮功能障礙和血栓形成。

2.5其他 除以上因素外，一些非傳統(tǒng)危險因素也可能是導致CKD血管病變的可能病因。①高同型半胱氨酸血癥：在CKD不同時期，患者血清Hcy濃度呈遞進式升高，而頸動脈粥樣硬化發(fā)生的風險也隨之增大。②貧血：當CKD貧血存在時，獨立于其他已知的腦卒中危險因素，CKD導致腦卒中發(fā)病風險顯著增大。③鈣磷代謝紊亂：CKD普遍存在甲狀旁腺功能亢進和維生素D2過低現(xiàn)象，導致鈣磷代謝異常，繼發(fā)性的發(fā)生血管轉(zhuǎn)移性鈣化。④蛋白尿：有學者發(fā)現(xiàn)蛋白尿的排泄量與2型糖尿病頸動脈病變呈顯著正相關(guān)，認為微量蛋白尿不但反映腎血管內(nèi)皮損傷程度，而且可作為患者全身血管病變的反映指標。

3.ADPN在CKD患者血管病變中的作用

3.1ADPN調(diào)控CKD微炎癥狀態(tài) 眾多研究顯示，慢性炎癥反應能被ADPN抑制。ADPN通過抑制巨噬細胞IkB-a-NF-kB途徑.阻礙抑制因子IkB-a的快速磷酸化及降解，降低NF-kB的活性，能降低產(chǎn)生TNF-a、CRP、IL-8等的表達，從而發(fā)揮抗炎作用，進而阻止單核巨噬細胞遷移與血管內(nèi)皮細胞的黏附、血管中層平滑肌細胞（SMC）的增殖、泡沫細胞轉(zhuǎn)分化，起到抗動脈粥樣硬化斑塊形成的作用。ADPN能抑制CKD慢性炎癥反應，起到延緩CKD動脈粥樣硬化的作用。Ambarkar發(fā)現(xiàn)CKD患者脂聯(lián)素與IL-10呈負相關(guān)，而IL-10可以增強血漿IL-6、TNF-ot和hs-CRP表達水平，因此其認為在CKD炎癥環(huán)境下，脂聯(lián)素可作為抗炎因子代償性地發(fā)揮內(nèi)皮保護作用；ESRD合并心血管疾病組較正常組及單純ESRD組hs-CRP和IL-6明顯上升，與ADPN呈負相關(guān)，提示高水平ADPN可以通過抑制慢性炎癥反應抗動脈粥樣硬化，減少心血管并發(fā)癥的發(fā)生。但也有研究發(fā)現(xiàn)，終末期腎病患者ADPN與hs-CRP、TNFa、IL-6呈顯著正相關(guān)，血清高濃度ADPN可能是腎功能下降、炎癥狀態(tài)等因素相互誘導，協(xié)同作用的結(jié)果。由此可見ADPN可以改善CKD患者全身炎癥狀態(tài)，可能通過拮抗炎癥因子來抑制動脈內(nèi)皮損傷和粥樣斑塊形成，雖然某些結(jié)果尚存在爭議，說明ADPN調(diào)控CKD炎癥反應機制復雜，有待深入研究。

3.2ADPN抑制CKI）氧化應激 ADPN與透析患者血漿OX-LDL存在明顯負相關(guān)，并且OX-LDL濃度不隨他汀類藥物干預而發(fā)生改變，說明ADPN可能是一種新的脂質(zhì)氧化拮抗劑，能抑制CKD氧化反應，但機制不甚清楚；ADPN能減弱AngⅡ誘導的腎臟氧化應激損傷，主要機制是通過激活蛋白激酶（AMPK）和cAMP通路來抑制AngⅡ?qū)δI小管上皮細胞NADPH氧化酶的活化，減少機體活性氧（ROS）的產(chǎn)生，ROS能促進CKD機體LDL氧化成OX-LDL，而OX-LDL參與了炎癥因子表達、血管內(nèi)皮功能紊亂、單核細胞遷移、SMC增殖、泡沫細胞轉(zhuǎn)分化等過程，最終導致動脈粥樣硬化，提示AD-PN能改善氧化應激對CKD血管損傷、延緩動脈粥樣硬化發(fā)生。終末期腎臟病ADPN與氧化應激標志物黃嘌呤氧化酶（XO）和髓過氧化物酶（MPO）呈正相關(guān)，與抗氧化應激標志物超氧化物歧化酶（SOD）呈負相關(guān)，由此可見ADPN可以改善CKD患者氧化應激狀態(tài)，可能通過減少ROS產(chǎn)生來抑制脂質(zhì)等物質(zhì)氧化，進而抑制動脈內(nèi)皮損傷和粥樣斑塊形成，雖然某些結(jié)果尚存在爭議，但說明ADPN抑制CKD氧化應激反應機制復雜，有待深入研究。