基于足細胞保護探討中醫藥治療糖尿病腎病作用機制的實驗研究進展

劉晴 蔡倩 王暴魁

目前糖尿病腎病(diabetic nephropathy，DN)已成為終末期腎臟病的第二大主要病因。從組織、細胞、分子水平等方面探討DN，動物實驗具有可操作性高、可重復性強等優勢。隨著中醫藥實驗研究的廣泛開展，對DN發病機制的逐步認識，認為足細胞損傷是蛋白尿形成的核心機制，且近年來中醫藥的起效機制成為研究熱點。綜合目前研究，高血糖、晚期糖基化終末產物及氧化應激等因素皆可導致足細胞相關蛋白及信號通路的異常，足細胞凋亡加快疾病進展[1]。本文基于足細胞保護對中醫藥治療DN的起效機制進行綜述。

1 中醫藥對DN足細胞相關蛋白表達的調控

1.1 中醫藥調控Nephrin

Nephrin作為裂孔膜的關鍵成分，維持腎小球正常濾過功能，同時作為信號傳導分子向細胞內傳遞信號，其缺乏或傳導異常導致足細胞形態改變和蛋白尿的產生[2]。高清等[3]研究發現糖尿病小鼠經雷公藤甲素治療后，足細胞密度增加，足突寬度降低，足細胞Nephrin表達增加，糖尿病狀態下Nephrin表達的降低與糖尿病腎病的發生和發展緊密相關，抑制或防止腎小球足細胞Nephrin表達的降低有助防治糖尿病腎小球硬化和蛋白尿的發生和發展，丁洪成等[4]發現DN大鼠經白藜蘆醇治療后，尿蛋白排泄減少，Nephrin表達上調，說明白藜蘆醇可能通過調控Nephrin表達減輕足細胞損傷。曹晨等[5]以丹參、川芎、地龍、水蛭、全蝎等活血化瘀類中藥治療DN大鼠，發現治療后大鼠尿蛋白水平降低，腎小球病理變化減輕，Nephrin表達增強。

1.2 中醫藥調控Podocalyxin

Podocalyxin是足細胞特異性標記蛋白，保持濾過膜電荷屏障的穩定性，維持足細胞的正常結構與功能[6-7]。Podocalyxin具有高陽性、穩定的特點，尿Podocalyxin可成為DN早期診斷的一種較為理想的標記物，并可根據其在尿液中的水平來判斷預后情況。Economou等[8]發現以高糖體外培養的足細胞中Podocalyxin表達被抑制，以此推斷DN時Podocalyxin的表達下降，腎小球濾過功能受損，尿蛋白漏出增多，加速DN進展。張舒[9]研究表明，芪葵顆粒可通過上調DN大鼠Podocalyxin、Nephrin表達水平，修復足細胞，減少尿蛋白，從而發揮腎保護作用。

1.3 中醫藥調控Podocin

Podocin與Nephrin共同構成裂孔膜復合體，連接足突形成裂孔隔膜[10]，共同維持裂孔隔膜通透性及腎小球正常濾過功能[11-12]；Podocin還可增強Nephrin誘導的信號通路傳導功能[13]。李志杰等[14]發現經黃芪主要活性物質黃芪多糖治療后的DN大鼠尿蛋白減少、腎功能得到改善、腎小球病理改變減輕，Podocin表達水平較模型組明顯增加，提示黃芪多糖具有修復DN足細胞裂孔膜蛋白結構的作用。鄧順有等[15]以活血降糖膠囊(由血竭、三七、黃芪、枸杞、太子參等組成)灌胃治療DN大鼠，發現Nephrin、Podocin、CD2AP等足細胞相關分子的表達較模型組升高，提示活血降糖膠囊可通過上調足細胞相關蛋白的表達維持足細胞裂孔膜形態結構和功能的完整性，減輕足細胞損傷，減少蛋白尿并延緩DN進展。郭園園[16]研究發現開通玄府方可增加糖尿病腎病大鼠Podocin表達強度，且效果優于培哚普利，改善腎組織損傷同時控制蛋白排泄量。

總之，DN的發生發展與足細胞損傷密切相關，足細胞相關蛋白表達異常可導致足細胞結構完整性被破壞，造成功能缺失，因此調節足細胞相關蛋白的表達成為新藥物的作用靶點，為新藥的開發提供了方向。然而對于明確的通路機制研究仍有待進一步展開[1]。

2 中醫藥對DN足細胞相關信號通路的干預

2.1 中醫藥對TGF-β信號通路的干預

轉化生長因子-β(transforming growth factor-β，TGF-β)分為不同的亞型，其中TGF-β1是重要的致纖維化因子，過度表達可導致基底膜增厚[17]。TGF-β1可通過TGF-β/Smads信號通路刺激足細胞肥大以及足細胞上皮—間充質細胞轉分化改變，加速腎小纖維化，誘導足細胞凋亡。唐錦輝等[18]發現茯苓皮提取物丹參酮IIA可通過下調TGF-β1表達促進足細胞增殖，抑制成纖維細胞增殖和表型轉化，減少細胞外基(extracellular matrix，ECM)生成，促進ECM降解。杜義斌等[19]發現燈盞益腎顆粒(由燈盞花、黃芪、仙靈脾、山藥、生大黃等藥組成)可通過抑制Smad2蛋白表達，增強Smad7蛋白表達，阻斷TGF-β/Smad信號通路介導的腎纖維化進程，改善腎功能，延緩疾病進展。賈會玉[20]研究表明丹蛭降糖膠囊(由太子參、生地、丹皮、菟絲子、水蛭等組成)可抑制糖尿病腎病大鼠TGF-β1/Smad信號通路及相關蛋白的表達，從而抑制腎臟的纖維化進程，保護腎臟。馮麗園[21]研究表明糖腎寧膠囊(由熟地黃、山茱萸、懷山藥、杜仲等藥物組成)能通過下調TGF-β1、核因子-κB(nuclear factor kappa B,NF-κB)，上調Smad7的保護作用，從而改善足細胞功能。TGF-β還可通過絲裂原激活的蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)途徑抑制腎臟纖維化[22]，MAPK信號通路的主要家族成員P38表達于足細胞。孫文[23]研究表明，三七總皂苷可通過下調TGF-β1，減少P38MAPK磷酸化，進而抑制Caspase-3活化，減少腎臟固有細胞凋亡，可能是其保護腎臟的作用機制。

隨著研究深入，尚有諸多作用機制待闡明，如不同條件下的同一信號傳導通路作用不同，同一信號傳導通路在不同細胞中的作用不同，不同的信號傳導通路間是否存在交互作用等。TGF-β信號通路為新型藥物研發提供了思路和方向，如抑制TGF-β1的產生，抑制TGF-β1刺激的Smad磷酸化、P38MAPK磷酸化等，以及阻斷TGF-β信號通路對機體是否有其他不良影響尚需要探討。

2.2 NF-κB信號通路

NF-κB是Rel蛋白家族以異源或同源的形式構成的二聚體，是一種重要的核轉錄因子，參與足細胞內的信號傳遞，正常情況下，NF-κB呈現為無活性的狀態。在糖尿病狀態下，高糖和炎癥因子刺激、氧化應激、蛋白激酶C激活劑、代謝失衡、膜島素抵抗等多種因素誘導下，NF-κB可活化進入細胞核內，與多種基因啟動子特異性序列結合，通過調節各類細胞因子的表達，引起機體的免疫和炎癥反應，從而加重腎臟的損傷，加速DN的進展。研究發現，腎臟疾病特別是DN的發生發展過程中，與NF-κB的表達上調有關系[24]。有文獻報道DN炎癥反應與氧化應激相互影響，參與細胞損傷過程，其共同的樞紐可能是NF-κB[25]。Hofmann等[26]研究發現，DN患者NF-κB結合活性較糖尿病患者明顯增強，并與蛋白尿程度相關，表明NF-κB活性與DN的發生及其程度密切相關。陳張敏[27]研究表明，用當歸紅芪提取物干預DN大鼠，發現可降低其腎組織NF-κB、TNF-α的表達，減輕腎間質纖維化、腎小球肥大、腎臟纖維化，從而對腎臟起到保護作用，延緩DN的進展。蒙向欣等[28]以加味芪黃飲干預DN模型大鼠，可顯著降低Toll樣受體4、髓樣分化因子88、單核細胞趨化蛋白-1、NF-κB的表達，提示該方可減輕足細胞損傷，延緩DN進展。趙陸斌[29]發現六味地黃丸恢復腎功能并阻止DN的進展是通過抑制單核細胞趨化蛋白-1、NF-κB的表達來實現的。王曉磊等[30]用芪衛顆粒(由黃芪、生地黃、莪術、鬼箭羽、大黃組成)含藥血清干預高糖刺激建立的體外足細胞轉分化模型，發現芪衛顆粒可上調SIRT1表達，抑制NF-κB p65乙酰化，改善足細胞轉分化。

足細胞轉分化是足細胞損傷的一種重要形式，足細胞損傷是導致DN蛋白尿發生發展的一個重要機制。目前研究結果證實NF-κB與足細胞損傷密切相關，能夠調節細胞因子的表達，是DN炎癥反應和氧化應激反應的共同樞紐。但對于其是如何調控細胞因子的表達、如何介導足細胞轉分化缺乏進一步的研究，不同的藥物是否作用于同一通路，還是由NF-κB介導的不同通路，仍需進一步探索。

3 中醫藥對足細胞凋亡相關基因的調控

足細胞凋亡與氧化應激、內質網應激密切相關[22]，并受一系列凋亡基因的調控，Bcl-2是抗細胞凋亡基因，Bax是促細胞凋亡基因，Bcl-2通過與Bax結合形成穩定的Bax-Bcl-2異源二聚體抑制足細胞凋亡，并促進足細胞存活，二者的比例決定細胞最終的走向是生存還是死亡[31]。羅文娟等[32]用左歸降糖益腎方治療DN小鼠，發現中藥治療組小鼠足抗凋亡蛋白Bcl-2表達增加，凋亡蛋白Bax表達降低，足細胞凋亡數明顯減少，證實左歸降糖益腎方通過調節凋亡相關蛋白的表達減少足細胞凋亡。何澤等[33]以解毒通絡保腎法(由丹參、黃連、紅參、生地、黃芪、大黃等藥物組成)干預DN大鼠，發現該方法可通過下調Bax表達，上調Bcl-2表達，抑制足細胞凋亡，保護腎功能。

研究表明細胞凋亡有3條途徑，這3條凋亡途徑都是通過活化酶作用于底物蛋白，使蛋白分解。至于3條途徑調控通路的作用還有待進一步研究和闡明。對凋亡基因的進一步認識，為治療DN提供了分子學基礎，為基因治療提供了可能性。

4 結語與展望

綜上所述，目前相關實驗研究初步闡明減輕足細胞損傷是中醫藥治療DN的作用靶點之一，以此延緩疾病進展。隨著本病發病機制被進一步明確以及實驗研究的深入開展，從細胞學、分子學等不同層面闡明中醫藥取效機制，獲得更多用藥依據。中醫的特色是辨證論治，臨床中針對同一疾病的不同證型用藥存在差異性，因此同一中藥用于同一疾病模型中可能有不同的效果和取效機制，如何將辨證施藥更好地融入到疾病模型當中，如何將動物實驗的研究成果應用到臨床，體現中醫藥實驗研究的臨床應用價值，這些都是具有更深遠意義的問題。