外泌體與糖尿病腎病最新研究進展

鄒 運，周一軍*

（中國醫科大學附屬第四醫院，遼寧 沈陽 110032）

研究表明外泌體在缺氧、高糖、高草酸等生化刺激下分泌異常，并以自分泌、遠分泌等方式將包裹信號的物質傳輸至靶細胞，致使外泌體參與到腎臟生理變化、腎臟細胞損傷及修復過程中，且有研究表明健康人群外泌體中微小RNA分類較對，并參與到腎小管旁分泌調節中，隨著研究深入有文獻報告健康人群中外泌體濃度高，現就外泌體與糖尿病腎病最新研究進展進行論述。

1 外泌體來源及生物學特征

外泌體（Exosome）是由不同細胞主動分泌形成的胞外膜性囊泡，其本質是脂質雙分子層，以內涵網為主體，其自細胞膜內出芽開始便逐漸形成早期內涵體，隨著內涵體膜的持續發展、出芽，逐漸形成多泡內涵體，多泡內涵體通過與細胞膜結合以胞吐方式釋放至體外，至此形成外泌體。外泌體直徑30～100 nm，呈雙圓盤形或杯形，研究人員借助投影電子顯微鏡可準確觀察外泌體直徑、活動范圍、形狀等。外泌體中包含來源細胞蛋白質、微小RNA（miRNA）等生物信息的膜性囊泡。

2 糖尿病腎病的外泌體標志物

細胞核內RNA基因被RNA聚合酶轉錄為較長的初級miRNA，并逐漸裂解為發夾樣前體miRNA。前體miRNA自細胞核轉運至細胞質內，并逐漸被修剪為成熟的雙鏈miRNA，形成的雙鏈一條與miRNA誘導的復合體結合形成成熟miRNA，并以完全或不完全方式結合至靶細胞，使RNA的非編碼區誘導靶細胞信使對miRNA進行降解或抑制翻譯，并參與到基因表達中。

蛋白質組學分析表明，泌尿外泌體以腎小球、腎小管、前列腺、膀胱組織等為來源，此研究結果顯示尿外泌體與腎臟、尿道細胞關系密切，加之糖尿病腎病以尿檢為常見診斷方法，因此可將外泌體標志物作為糖尿病腎病診斷方法。其次尿液中的總蛋白、miRNA可作為腎病標志但相比而言尿液外泌體中微小組分更有診斷價值，主要是其從而準確反應母體細胞的生理、病理狀態，為糖尿病腎病的診斷提供豐富的生物標志分子。

有報告顯示外泌體源性亮氨酸氨基肽酶、二肽基肽酶-4與參與到糖尿病腎病進展中，經研究顯示糖尿病腎病患者尿液中外泌體蛋白1表達水平增加，并伴有不同程度蛋白尿及腎功能不去全。外泌體γ－ENaC表達增加多伴有高血壓、鈉鹽轉運功能異常，因此外泌體分泌多種蛋白組分可客觀反映蛋白尿排出情況，因此可蛋白質作為糖尿病腎病診斷標志物。

3 外泌體提取方法

外泌體提取方法較多，包括（1）超速離心法：差速離心法、密度梯度離心法；（2）超濾離心法；（3）凝膠排阻色譜法；（4）聚合物沉淀法；（5）免疫磁珠法；（6）微流體系統法等，除上述方法外美國賓西法利亞大學研究人員曾利用脂質分子探針快速分離法對細胞外囊泡進行分離，且資料顯示整個分離過程僅僅15 min，分離效率、分離囊泡成分與超速離心法分離結果接近，甚至優于超速離心法分離結果，加之脂質分子探針快速分離法與后需分子監測技術銜接緊密，更有利于分析外泌體RNA表達、蛋白質譜等[2]。

4 外泌體在糖尿病腎病中作用機制

糖尿病腎病以腎小球肥大、基底膜增厚、細胞外基質積聚等為病理改變，當前認為高血糖、TGF-β1是糖尿病腎病的關鍵信號和基因調控機制，近年隨著研究深入有大量資料顯示外泌體miRNA參與到腎小球、腎小管、腎間質病變中，且該病變過程影響整個預后效果。J Xu[4]等研究中通過使用高糖刺激腎小球系膜細胞發現，細胞外泌體分泌物明顯下降，但過量表達了外泌體源miR-145，通過促進TGF-β1表達，參與到系膜細胞肥大、基底膜增厚等調控中。Munehiro Kitada[5]等研究表明經高糖處理的腎小球內皮細胞來源于外泌體數量增加，致使足細胞上皮間質轉化，其次外泌體可對系膜細胞產生活化作用，致使腎組織纖維化，其研究證實機體含有高水平mRNA的外泌體可使靶細胞β1呈現高表達水平，通過激活機體信號通路參與到EMT，該病細胞表型，致使腎小球濾過膜通透性增加，從而加速糖尿病腎病進展，提示糖尿病腎病狀態下外泌體直接參與到腎小球內皮細胞作用中，證實高糖狀態下腎臟細胞可通過外泌體組分相互作用，導致腎臟組織病變。

5 外泌體作為載體在糖尿病腎病治療中的作用

外泌體為機體細胞分泌的囊性小泡，研究顯示其在體內穩定性較高，還具有靶向作用，故可作為藥物的內源載體，在治療中，當其他細胞攝取含有RNA外泌體后，外泌體微小組分可在細胞受體內翻譯出相應的蛋白質，通過母體細胞化學轉染等方法將藥物載入外泌體miRNA中，達到治療疾病的目的[3]。當前針對糖尿病腎病的治療僅限于控制血糖，一旦血糖控制不理想、腎臟疾病進展到不可逆轉階段，血透替代治療將不可避免，干細胞分泌的外泌體可能具有治療糖尿病腎病損傷價值。Perco P[6]等研究中顯示人體尿液中的干細胞外泌體可減少糖尿病腎病大鼠的尿量、尿微量清蛋白排泄，減少腎小管上皮細胞的凋亡，促進腎小球內皮細胞增殖，且有研究顯示干細胞治療可改善糖尿病腎病患者腎功能，但當前外泌體在糖尿病腎病治療中安全性、有效性還有待進一步研究。

6 結束語

外泌體作為細胞介導重要介質，可向靶細胞傳遞特異性miRNA、蛋白等組分，發揮特定的生物學作用。外泌體對組織基因表達、靶細胞功能進行有效調控，達到緩解糖尿病腎病患者病情的目的，但當前就外泌體與糖尿病腎病之間研究較少，相信隨著研究不斷深入、相關理論、技術不斷發展，可為糖尿病腎病開辟新的靶點，達到延緩終末期腎病進展的目的。