PACAP在腎臟中的保護作用

王慧婷 包蓓艷

摘要：垂體腺苷酸環化酶激活肽（PACAP）是一種多效性神經肽，廣泛分布于機體內，具有抗凋亡、抗炎、抗氧化等功能，在不同器官系統損傷模型中發揮保護作用。目前PACAP在神經系統中的保護作用已得到廣泛認可，且其在腎臟的保護作用逐漸受到重視。本文主要綜述PACAP對腎缺血/再灌注、氧化應激、缺氧、糖尿病腎病、淀粉樣變和化療藥物相關腎臟疾病的保護作用。

關鍵詞：PACAP;腎臟疾病;保護;缺血/再灌注;氧化應激

中圖分類號：R285? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2020.02.011

文章編號：1006-1959（2020）02-0040-04

Abstract：Pituitary adenylate cyclase activating peptide（PACAP） is a pleiotropic neuropeptide that is widely distributed in the body. It has anti-apoptotic， anti-inflammatory， and anti-oxidant functions， and plays a protective role in different organ system injury models. At present， the protective effect of PACAP in the nervous system has been widely recognized， and its protective effect in the kidney has gradually received attention. This article reviews the protective effects of PACAP on renal ischemia/reperfusion， oxidative stress， hypoxia， diabetic nephropathy， amyloidosis， and chemotherapeutic kidney disease.

Key words：PACAP;Kidney disease;Protection;Ischemia/reperfusion;Oxidative stress

垂體腺苷酸環化酶激活肽（pituitary adenylate cyclase-activating polypeptide，PACAP）是從大鼠垂體細胞中分離出來的下丘腦肽，具有激活腺苷酸環化酶的能力。PACAP屬于血管活性腸肽（vasoactive intestinal polypeptide，VIP）家族成員，有PACAP-38和PACAP-27兩種形式，分別為38-氨基酸肽和27-氨基酸肽，主要通過G蛋白偶聯中的三個受體發揮作用。特定的PAC1受體與PACAP的結合比VIP高很多，而VPAC1和VPAC2受體與PACAP和VIP的結合相似，在中樞神經系統和外周器官中具有廣泛的保護作用。近年來，越來越多的研究發現PACAP在泌尿系統中起著多種作用，如刺激腎素分泌、影響腎血流量、影響膀胱上皮功能等。本文主要從PACAP對腎缺血/再灌注、氧化應激、缺氧、糖尿病腎病、淀粉樣變和藥物引起的腎臟疾病的保護作用等方面進行綜述，旨在為研究PACAP在腎臟疾病治療中的潛在作用提供參考依據。

1缺血再灌注腎損傷

缺血/再灌注腎損傷可能是腎功能衰竭的主要原因之一，且與刺激因素有關。PACAP對缺血損傷的保護作用首次在全腦和局灶性腦缺血模型中被發現，研究顯示[1，2]，PACAP有助于縮小梗死腦區的面積。Banki E等[3]研究發現，雙側頸動脈阻塞導致的視網膜低灌注經PACAP治療后有所恢復。隨著現代醫療技術的發展，PACAP的保護作用已在中樞神經系統和幾個外周器官得到證實，包括腸道和腎臟[4，5]。越來越多的證據表明PACAP主要通過介導炎癥介質和氧化應激減輕腎臟的缺血/再灌注損傷[3，5，6]。

PACAP可提高IL-6水平，降低髓過氧化物酶活性，減少CD45+細胞數，降低細胞內的炎性細胞指標[7]。多項研究證實了PACAP在體內缺血再灌注損傷中的保護作用。Szakaly P等[8]研究發現單次注射PACAP可顯著降低缺血45、60或75 min后的死亡率。PACAP還改善了腎小管的組織損傷，如腎小管萎縮程度降低。PACAP可降低缺血60 min后的氧化應激水平，如抗氧化超氧化物歧化酶水平的恢復[9]。PACAP注射增加谷胱甘肽水平，使慢性腎臟病患者較低水平的抗凋亡Bcl-2分子得以恢復。PACAP治療也逆轉了部分缺血損傷后細胞因子表達的改變，如fractalkine、細胞間粘附分子-1、RANTES、基質金屬蛋白酶抑制劑-1和巨噬細胞調節蛋白[10]，Li M等[11]在缺血/再灌注小鼠模型中也證實了這些變化，結果顯示PACAP治療后腎小管損傷、細胞凋亡及細胞免疫反應明顯減輕，且PACAP治療組TNF-α水平降低，腎功能恢復。Khan AM等[12]的研究探討了toll樣受體（toll-like receptors）在PACAP介導的小鼠缺血再灌注損傷中腎保護作用。PACAP治療的動物基本維持血清肌酐水平不變，甚至表現出正常的腎功能。PACAP治療后腎臟損傷的生物標志物、缺血缺氧誘導升高的TNF-α、細胞凋亡和中性粒細胞聚集等均明顯減少。同時，該研究還發現缺血缺氧后數十個toll樣受體基因的改變，并發現PACAP治療可以逆轉這些變化，可抑制toll樣受體相關的細胞因子蛋白水平。

由于大多數研究都是在雄性大鼠身上進行的，且PACAP有性別依賴的效應，探討肽的細胞保護作用是否也能在雌性動物身上觀察到，以及是否存在性別依賴性差異，這一點至關重要。Laszlo E等[13]研究比較了雌性和雄性大鼠缺血/再灌注后注射PACAP的效果，雄性和雌性大鼠接受同樣的單側腎動脈夾閉術，然后進行24、48 h或14 d后的再灌注，結果顯示動脈夾閉術前靜脈注射PACAP組大鼠與對照組相比，前者雄性和雌性大鼠的腎小管損傷明顯減輕，且雌性動物在實驗組和對照組均顯示出更輕的腎臟損傷。這些結果可以證實PACAP對缺血/再灌注腎損傷有保護作用，但缺血/再灌注后雌性大鼠損傷程度更輕，可能還涉及其他的保護因素。

總之，PACAP能夠在腎臟缺血/再灌注損傷中發揮保護作用，降低死亡率，減少結構損傷，減輕氧化應激和缺血性腎損傷。

2氧化應激與低氧

氧化應激在腎臟疾病中起重要作用，活性氧參與了糖尿病腎病、衰老、高血壓、缺血再灌注損傷或藥物性腎病等多種腎臟疾病的發病過程[14，15]。Horvath G等[9]通過培養新生小鼠的原代腎細胞來研究PACAP對細胞活力的影響，結果發現氧化應激誘導過氧化氫產生導致細胞存活率下降，用10或100 nmol/L的PACAP同時處理可以恢復細胞活力。該實驗還研究了PACAP的最低有效劑量，發現在濃度為100 pmol/L時就足以發揮保護作用。此外，Li M等[11]還研究了PACAP對野生型和MYD99+/-小鼠近端小管上皮細胞體外缺氧的影響，結果顯示在浸泡引起的細胞缺氧時細胞因子活化和細胞死亡，可檢測到單核細胞趨化蛋白-1（MCP-1）、白細胞介素-6（IL-6）和巨噬細胞內蛋白-2（MIP-2）水平顯著升高，而PACAP治療可抑制缺氧誘導的這些變化。

有研究通過檢測PACAP缺陷小鼠的變化，發現缺乏內源性PACAP的動物在發育、行為、反應和對抗各種應激源的反應等方面表現出一些異常[16-18]。早期的研究表明，與野生型動物細胞相比，PACAP小鼠的小腦顆粒細胞對氧化應激的敏感性更高，且在許多不同的細胞和組織損傷的模型中都顯示出這種敏感性的增加。與其他缺乏PACAP的組織器官一致，缺乏內源性PACAP的腎細胞也表現出對于氧化應激的低抵抗力。此外，將PACAP-/-小鼠中分離細胞，并與野生型小鼠原代腎細胞培養結果進行比較。補充外源性PACAP可減輕體外氧化應激所致的損傷。這些不同模型中不同器官和細胞缺乏PACAP時表現出一致的結果。另有研究將野生型和PACAP+/-小鼠的細胞暴露在體外缺氧條件下，與先前關于氧化應激實驗的觀察結果一樣，缺乏PACAP的小鼠對體外低氧反應適應能力更差。

3糖尿病腎病

糖尿病腎病是終末期腎病的主要病因之一，也是糖尿病的主要并發癥之一[19-21]。 Kenichi S等[22]在糖尿病腎病模型中，通過單次靜脈注射鏈脲佐菌素誘導雄性大鼠糖尿病，每2天腹腔注射PACAP，持續8周，結果顯示PACAP能明顯減輕糖尿病腎病相關形態學改變，如系膜擴張、腎小管損傷、阿曼尼-埃布斯坦現象。用細胞因子陣列評價刺激反應，相比之下，糖尿病腎病伴隨大量的細胞因子激活，而PACAP注射顯著下調了許多細胞因子，如CINC-1、TIMP-1、LIX、MIG、s-ICAM。這項研究表明PACAP可通過調節細胞因子水平來對抗糖尿病引起的腎臟改變[22]。此外，PACAP代謝穩定性差，在體內半衰期只有2～10 min。因此，PACAP只能局部用藥，限制了其在臨床上的使用。采用基因重組技術表達的緩釋重組PACAP衍生肽MHDBAY，極大延長了其在db/db糖尿病小鼠體內的半衰期，通過激活特異性受體VPCA2，可促進胰島素分泌，降低血糖水平，改善胰島素抵抗[23]。

在后續的研究中， Banki E等[24]進一步探討了PACAP在鏈脲佐菌素糖尿病腎病模型中誘導保護作用的分子機制，結果發現糖尿病動物表現出促凋亡p38MAPK和裂解caspase-3水平的升高，而PACAP治療可抵消上述反應。PACAP治療還可降低NF kappa B的p60亞基的表達，pAkt和pERK1/2等抗凋亡因子在糖尿病腎臟中的表達明顯增加;PACAP治療后觀察到腎纖維化標志物，如Ⅳ型膠原和TGF-β-1的下調;電鏡下可見糖尿病腎小球部分基底膜節段性增厚，而PACAP治療的糖尿病動物沒有顯示這種局灶性節段性增厚。糖尿病腎小球存在嚴重足細胞損傷，足突明顯增寬，而PACAP治療的糖尿病動物損傷足突更輕。

總之，以上研究表明，PACAP在糖尿病腎病中具有重要的作用，其作用機制包括抗凋亡、抗纖維化、抗氧化和抗凝血等作用。

4淀粉樣變性腎損害

Reglodi D等[25]的研究在PACPA缺陷小鼠中發現了老年前期系統性淀粉樣變性，包括腎臟的淀粉樣變性。系統性淀粉樣變的特征是淀粉樣蛋白在不同組織中沉積，最終導致多器官功能障礙。PACPA缺陷小鼠的幾個器官出現了嚴重的淀粉樣變性，包括脾臟、腸、甲狀腺、食道、皮膚和肝臟，腎臟也是最受影響的器官之一。PACPA缺陷的3～12個月動物幼仔中，大約1/3的動物腎臟中已經出現淀粉樣沉積的跡象，而野生型小鼠在幼年時沒有觀察到淀粉樣沉積。在老年期，近90%的PACAP缺陷小鼠的腎臟表現出嚴重的淀粉樣變，而只有一半的野生型小鼠表現出這種癥狀。Reglodi D等[26]研究表明，缺乏PACAP的小鼠會表現出更多早期衰老的病理改變，例如視網膜變化、角膜角化以及系統性淀粉樣變性。Ohtaki H等[27]研究發現，PACAP缺陷小鼠隨著年齡的增加，氧化應激水平增加，而另一項研究顯示缺乏內源性PACAP缺陷的小鼠視網膜中有退行性改變[28]。總之，與野生型小鼠相比，缺乏內源性PACAP的小鼠出現了更嚴重的系統性淀粉樣變。鑒于PACAP的抗凋亡、抗炎癥和抗氧化作用及其腎臟保護作用，可以認為PACAP具有對抗衰老誘導的變化的作用。缺乏內源性PACPA可加速腎臟和其他幾個器官淀粉樣蛋白沉積。

5總結

PACAP對腎缺血/再灌注、氧化應激、缺氧、糖尿病腎病、淀粉樣變引起的腎臟疾病具有保護作用，其可潛在的改善慢性腎病患者的腎功能并減輕各種藥物的腎毒性，有望用于急慢性腎臟疾病的治療。但目前關于PACAP在人體腎臟中的存在及其功能作用的研究較少，其在動物體內的作用是否與人體中相同還存在爭議，今后應開展更加廣泛的研究進行證實，以期為治療急慢性腎臟疾病提供新途徑。

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收稿日期：2019-10-21;修回日期：2019-10-30

編輯/王朵梅