糖尿病腎病足細胞損傷早期診斷的研究進展

范廷廷，董 丹，張 魯，張 立

(吉林大學白求恩第一醫院 腎病科，吉林 長春130021)

*通訊作者

糖尿病腎病足細胞損傷早期診斷的研究進展

范廷廷，董 丹，張 魯，張 立*

(吉林大學白求恩第一醫院 腎病科，吉林 長春130021)

糖尿病腎病(Diabetic nephropathy，DN)是糖尿病(diabetes mellitus，DM)最常見的慢性并發癥之一，是糖尿病患者死亡的主要原因。臨床上約30%-50%的1型DM患者及5 %-10%的2型DM患者發展為DN，且有1/3的患者最后發展為終末期腎病(end-stage renal disease,ESRD)[1]。足細胞位于腎小球基底膜(glomerular basement membrane，GBM)的外側，連同GBM和毛細血管內皮一起構成了腎小球血液濾過屏障，因此又稱腎小球臟層上皮細胞，是一種高度分化的細胞。近年來許多研究[2-4]發現，足細胞損傷在DN的發展中起關鍵性作用。本文就糖尿病腎病足細胞損傷早期診斷的研究進展作一綜述。

1 足細胞損傷的早期診斷

足細胞作為腎小球濾過屏障的重要組成部分。許多研究[2-4]表明，足細胞結構和功能的穩定與DN密切相關，DM漸進性發展為DN或可能是足細胞損傷所致，因此對足細胞損傷的相關標志蛋白、mRNA及microRNA等的監測對DN的早期診斷意義重大。

2.起伏期（2007-2017）研究內容與研究領域開始擴展，在六年的時間里共有101篇關于民居植物文化的研究文獻發表，在文獻發表數量上呈現出反復升降但整體上升的趨勢。其中2011-2013年間發表的文獻量最多，在這三年內期刊發表量達到了16篇，占期刊文獻總量的37.2%，博碩論文也有28篇，約占博碩論文總數的35%。

1.1 尿足細胞相關標志蛋白

絕緣體是電力電纜的重要保護層，發揮明顯的防護作用，在電纜整體工作和安全穩定運行的過程中，考慮到絕緣體物質的特殊性，要求對故障反映分析。高溫以及強電壓的作用下，容易存在絕緣體本身的電阻率改變的現象，由于本身存在突發性，需提前進行效能分析，對介質的消耗磨損程度分析。為了避免出現絕緣老化和崩潰等反應，要求進行電力電纜創新分析，減少故障。

1.3 尿足細胞標志microRNA(miRNA) miRNA是近年發現的一種內源性、非編碼小RNA，與其靶基因3’非翻譯區(3’-UTR)的堿基互補配對，從而在轉錄后水平導致mRNA的降解或抑制，發揮負性調控作用。miRNA在生物的發育分化，細胞增殖、凋亡，及器官形成及疾病發生中發揮至關重要的作用。近年來的一些研究表明，miRNA可能參與了DN的發生發展，但其具體機制不詳，需要進一步深入研究，如miR-29家族中的miR-29a、 miR-29b[18]、miR-29c[19]具有抗纖維化的作用； miR-29a轉基小鼠腎功能得到明顯改善，足細胞活性增強[20]。另外在Yang H[21]的研究中發現在高糖誘導的足細胞中miRNA-218表達上調，miRNA-218可通過抑制靶基因HO-1加速細胞凋亡，而HO-1在高糖誘導的足細胞內抑制p38-MAPK的磷酸化，進而表明miRNA-28可能是DN足細胞損傷及治療的一個潛在靶點。

看似不相關的事例、問題，實則是本節課層層遞進的學習目標。在學習目標的引領下，小組同學相互支持與配合，積極承擔個人責任。6組學生課前對教師提供的材料進行觀察，結合問題展開討論，成員間密切配合，達成共識，并完成課堂交流課件，書寫成文稿。

1.1.2 Nephrin 根據足細胞相關蛋白的分布和功能不同，可將其分為裂孔膜蛋白、頂膜區蛋白、基底膜區蛋白和細胞骨架蛋白。裂孔膜蛋白包括Nephrin、Podocin、CD2AP等，其中Nephrin是裂孔膜的重要組成部分[8]，因此Nephrin可能成為足細胞損傷的標志物。前期研究已發現DM大鼠出現白蛋白尿,是腎臟損傷的早期指標,隨著尿蛋白的增多,腎臟病理改變加重，且nephrin蛋白表達降低,提示nephrin蛋白參與DM大鼠蛋白尿的產生與發展[9]。Markus 等[10]將23只大鼠隨即分為實驗組和對照組，研究發現兩組間的腎功能、尿蛋白水平差異無統計學意義，實驗組尿Nephrin排泄量顯著升高。 Chang等[11]研究顯示DN小鼠出現糖尿病、蛋白尿的同時也伴隨足細胞凋亡和尿Nephrin排泄增加。16周和20周齡小鼠，尿Nephrin排泄量明顯增加，并且與尿白蛋白排泄率呈正相關，提示尿Nephrin排泄率增加與足細胞損傷有關。Jim等[12]研究顯示，DN患者腎活檢提示Nephrin的表達顯著下調，且伴有微量和大量蛋白尿的DN患者尿Nephrin檢出率為100%，而蛋白尿為陰性的人尿Nephrin檢出率為54%，尿Nephrin水平與尿蛋白量及收縮壓成正相關，與血清白蛋白及腎小球濾過率(eGFR)成負相關。上述結論均提示Nephrin可能作為診斷DN的早期預測指標。

1.4 骨橋蛋白(Osteopontin,OPN) OPN是一種表達在骨、內皮細胞、腎小球基底膜的鈣結合蛋白[22]。有研究表明DM患者血漿OPN水平與DN的嚴重程度顯著相關[23]，在急性腎臟疾病的動物模型尿液檢測OPN排泄水平也明顯升高[24]。Al-Malki AL[25]的研究發現在DM微量蛋白尿期檢測到尿IgM和OPN水平顯著升高，且尿IgM和OPN水平與足細數量成正相關，表明結合尿IgM和OPN可更可靠的檢測足細胞損傷。

1.1.1 Podocalyxin(PC) PC是足細胞正常表達的一種跨膜糖蛋白，也是足突頂端質膜的重要組成部分，其可能通過①其所帶負電荷的排斥作用而防止相鄰足細胞之間足突的黏附；②維持足細胞的正常形態和完整性等作用機制參與維持足細胞的正常結構及濾過屏障。敲除podocalyxin基因的大鼠在腎臟發育過程中無法形成足突，進而腎功能進行性下降，無法形成尿液[2,3]。受損的足細胞電鏡下表現為空泡化、足突間裂孔隔膜的消失、足突的破壞及消失，以及從腎小球基底膜上分離[4]。當足細胞損傷后，足突表面的PC即可發生改變。近年來的研究表明，DN患者腎活檢組織電鏡下可見足細胞分離現象，即使尿蛋白正常的DM患者也可出現，同時可在尿中檢測到標記有PC的足細胞片段，提示PC可能成為DN的早期標志物，但其機制尚不明確[5]。Ye 等[6]檢測了68例2型DN患者(其中包括正常蛋白尿，微量蛋白尿，大量蛋白尿3組)和28例正常健康者的尿PC，結果發現所有DN患者尿PC水平均明顯高于正常對照組，此結果也表明DN患者在未出現蛋白尿前已經出現尿PC的異常，這進一步表明尿PC可作為較早期診斷DN的標志。Shoji M[7]的研究也表明在微量白蛋白尿的DM患者PC水平較無蛋白尿的DM患者明顯升高，且PC水平與尿蛋白/肌酐比值存在相關性，DPP4i和a-GI可降低PC水平，表明PC不僅可作為DN早期損傷的標志，而且可作為一個治療靶點。

1.2 足細胞標志性mRNA 近年來，隨著更可靠的尿沉渣RNA提取方法及實時定量PCR技術的發展，尿沉渣中的mRNA表達的量化已成為一個研究腎臟疾病的新方法。一些初步的研究表明，測定尿中mRNA表達水平可能對監測腎臟疾病的發展有重要價值[13]。Do 等[14]對67例DM患者(根據尿白蛋白/肌酐值分3個亞組:正常蛋白尿組：<30 mg/g；微量蛋白尿組：30-300 mg/g；大量蛋白尿組：>300 mg/g)及15名健康者的尿液nephrin、podocin及podocalyxinmRNA進行RT-PCR檢測，結果顯示DM組以上足細胞標記物的表達顯著升高，尿nephrin與尿蛋白水平成正相關，在log10中每增加一單位nephrin，蛋白尿的風險增加20%，在DM患者3個亞組中尿中nephrin檢出率分別為53%、71%、90%。Zheng等[15]運用PCR技術對51例DN患者及13例健康對照患者尿中podocalyxin、CD2-AP、a-actin4與podocin mRNA進行量化分析發現，DN組以上所有因子mRNA水平顯著高于對照組，并且mRNA表達水平與DN的進展程度相關，隨著DN 的進展，其mRNA表達水平升高。該研究還發現podocalyxin、 CD2-AP、 a-actin4、podocin mRNA表達水平與血肌酐成正比，podocalyxin mRNA水平與eGFR成負相關，這進一步表明足細胞相關mRNA定量檢測將作為檢測DN的生物標志物。Wang等[16]運用PCR技術對21例腎活檢證實為DN的患者及9名健康人的尿nephrin、podocin mRNA進行分析，發現DN患者其mRNA的表達較健康對照組顯著升高，亦提示尿足細胞相關分子mRNA的表達可用于DN的分級。有研究指出podocin mRNA，可作為足細胞應激的標志物，如Lioudaki等[17]運用實時熒光定量方法檢測了71例2型DM患者及39例非DM患者尿液中的podocin mRNA水平，結果顯示DM患者尿中podocin mRNA的表達水平比對照組高，logistic回歸分析顯示， podocin mRNA的表達與DM具有極大的關聯性，DM患者的高糖環境是尿中podocin mRNA表達的唯一決定因素，這也說明podocin mRNA有望作為早期診斷DN的一個重要檢測手段。

鋼琴Ⅱ模仿樂隊伴奏的效果。演奏者在練習時，內心要清晰地感受到兩個八分音符的節奏律動，猶如一個指揮家般掌握穩定的速度，抑制旋律聲部“拖延”或“趕”節奏。八分休止符準確，后半拍的跳音要整齊、輕巧，富有動力。演奏時跳音應貼鍵“拔”起，手腕不能松懈。

1.5 血管內皮生長因子A(Vascular endothelial growth factor A,VEGF-A) VEGF-A是一種促血管生長因子，在腎臟中主要是由足細胞和腎小管上皮細胞分泌。研究證實在DM患者中，特別是在早期DN的發展的階段，VEGF的表達上調。Kim NH[26]研究證明DM與非DM健康對照組相比，尿中VEGF水平明顯身高，甚至在蛋白尿期也明顯升高，并且尿VEGF水平與DN的嚴重程度相關，這表明，尿VEGF可能作為DN早期診斷和預測疾病進展方面的一個敏感指標。

1.6 Wilms’Tumor-1 (WT1) WT1是一種腫瘤抑制基因。研究發現，其與許多腎小球疾病的發生有密切聯系，腎臟成熟后，其表達僅限于足細胞，對足細胞結構和功能有重要作用[27]。Anuradha Kalani等[28]的研究也發現1型DM患者的尿WT1蛋白水平與尿蛋白/肌酐比值、肌酐/白蛋白比值和血清肌酐水平呈正相關，與eGFR呈負相關。然而還有50%的DM患者在非蛋白尿期仍能檢測到尿WT1蛋白，而非DM受試者幾乎檢測不到WT1水平。這些結果表明，尿WT1蛋白水平可作為足細胞標志物來早期診斷DN。

2 小結與展望

腎小球足細胞作為一種終末分化細胞，在維護腎小球濾過屏障的結構和功能中起著關鍵性的作用，一旦損傷將難以逆轉。DN治療的關鍵在于早期診斷,通過上述方法對DN患者足細胞損傷進行早期檢測及監測疾病進展，目前臨床工作中尚未廣泛應用。探求高靈敏度、低成本的檢測足細胞損傷的方法用于DN的早期診斷及治療至關重要，足細胞損傷的診斷方法仍需進一步探討。

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1007-4287(2017)07-1285-03

范廷廷，吉林大學白求恩第一醫院腎病科2015級研究生。

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