糖尿病腎病的中醫藥實驗研究進展

劉晴 ，解進 ，杜凱 ，常青

（1.北京中醫藥大學東方醫院經開區院區腎病科，北京 100176；2.北京中醫藥大學東方醫院經開區院區脾胃肝膽科，北京 100176）

糖尿病腎病是由糖尿病引起的腎臟損傷，2007年《糖尿病及慢性腎臟病臨床實踐指南及推薦》建議用diabetickidneydisease（DKD）取代 diabeticnephropathy（DN）以引發人們對糖尿病合并慢性腎臟病的重視，并符合腎臟結構和功能改變。糖尿病患者血糖長期控制不佳，導致微血管病變，因此糖尿病腎病又稱糖尿病腎小球硬化癥。糖尿病腎病的主要腎臟病理改變包括系膜擴張、腎小球基底膜增厚、腎小球硬化等。早期糖尿病腎病的特征是微量白蛋白尿，并逐步進展至大量白蛋白尿、血壓升高和腎小球濾過率降低，最終進展為腎功能衰竭。西醫主要通過嚴格控制血糖、血壓及減少蛋白尿對癥治療，但目前尚無有效方法阻止糖尿病腎病的發展。中醫藥具有多途徑、多靶點、多重藥理作用的優勢，中醫藥治療糖尿病腎病的實驗研究已廣泛開展。糖尿病腎病的發病機制目前尚無定論，目前研究表明與足細胞損傷、微循環障礙、炎癥反應、氧化應激等密切相關，以下將圍繞中醫藥治療糖尿病腎病實驗研究成果進行綜述。

1 足細胞保護作用

在糖尿病腎病進程中，足細胞損傷與蛋白尿密切相關。足細胞損傷的病理特征主要是指足細胞形態和功能的改變，包括足突融合、足細胞凋亡、足細胞上皮-間充質轉分化及足細胞肥大等。這些病理性損傷受控于足細胞相關蛋白表達異常、相關信號通路激活、足細胞凋亡等。

足突融合是早期糖尿病腎病患者出現的足細胞損傷特征，表現為足突增寬、回縮、變短、融合，甚至消失[1]。足突融合可由多種因素引起，如裂隙膜結構分子蛋白表達異常、細胞骨架蛋白表達異常、足突-基底膜黏附分子蛋白表達異常以及電荷屏障破壞等[2]。足細胞裂孔隔膜由腎病蛋白（Nephrin）、足細胞相關蛋白（Podocin）、CD2相關蛋白（CD2AP）、鈣黏附蛋白（Pcadherin）等組成，形成選擇性濾過屏障。糖尿病腎病病理狀態下足細胞相關蛋白分子表達改變，濾過屏障受損，尿蛋白增多，腎小球硬化[3]。Nephrin、Podocin分布在足細胞不同區域，參與細胞內信號傳導，維持足細胞形態及腎小球濾過屏障的完整，足細胞相關蛋白表達異?？稍斐勺慵毎麚p傷，腎小球濾過屏障受損，蛋白質漏出增多。孟加寧[4]用糖腎合劑（黃芪、葛根、川芎、丹參等）灌胃糖尿病腎病大鼠，發現大鼠尿蛋白排泄減少，足細胞裂孔膜蛋白Nephrin、Podocin表達上調，說明糖腎合劑可通過調節Nephrin、Podocin表達維持足細胞裂孔膜結構完整性。黃芪多糖可通過增加Nephrin和Podocin蛋白表達水平減少大鼠尿蛋白，改善腎功能[5]。

足細胞凋亡又稱足細胞的程序性死亡，是指足細胞在高糖等病理因素影響下出現細胞膜空泡、細胞核固縮、碎裂及細胞皺縮等特征性現象[6]。研究表明，CD2AP和Nephrin可以使凋亡相關蛋白B淋巴細胞瘤-2（Bcl-2）家族的促凋亡蛋白Bad磷酸化而喪失其促凋亡的作用[7]。但是，在高糖情況下，足細胞內Nephrin、CD2AP蛋白表達下調，不能干預Bad磷酸化過程，就會誘導足細胞凋亡[8]。研究表明齊丹方可上調足細胞裂孔隔膜蛋白CD2AP的表達，減輕糖尿病腎病大鼠足細胞損傷，保護腎組織，延緩糖尿病腎病的發生、發展[9]；清熱益氣通絡中藥能抑制足細胞上皮間充質轉分化，上調糖尿病腎病大鼠腎組織Podocalyxin表達[10]；蟾蜍可上調腎病模型大鼠CD2AP蛋白表達[11]。

足細胞上皮-間充質轉分化是指足細胞經過間充質-上皮細胞轉分化的表型轉變過程，糖尿病腎病病程中發生間充質轉分化具有關鍵性病理作用。足細胞在諸如高糖等各種有害因素的刺激下失去原有特征，足細胞標志蛋白如Nephrin、Podocin、緊密連接蛋白（ZO-1）、鈣黏蛋白（E-eadherin）等表達減少，通過大量表達骨架蛋白（desmin）而發生表型轉化，并具備了間充質標記物的特征，如波形蛋白（Vimentin）、α平滑肌肌動蛋白（α-SMA）等。此時，足細胞就會發生形態變化，包括足突分叉減少、足突融合增加、與抗腎小球基底膜（GBM）的黏附能力降低、細胞極性改變以及肌動蛋白細胞骨架重排等，最終導致足細胞減少。在糖尿病腎病發病過程中，高血糖可以誘導轉化生長因子（TGF）-β、整合素連接激酶（ILK）及Wnt等信號通路活化，促使足細胞發生間充質轉分化。然而，間充質轉分化是一個可逆的過程，若在糖尿病腎病早期去除高血糖等損傷性因素就可以干預間充質轉分化[12]。黃芪甲苷可抑制高糖誘導的足細胞desmin表達，上調足細胞Nephrin表達，提示黃芪甲苷可抑制高糖誘導下的足細胞間充質轉分化[13]?；⒄取⑸ｉ┑忍崛∥锇邹继J醇通過抗氧化作用，在體外抑制TGF-β1誘導的足細胞 P-cadherin、Nephrin、ZO-1 降低，下調 α-SMA表達，抑制足細胞轉分化，降低蛋白尿，改善腎臟結構和功能[14]。

中藥還可通過調控足細胞凋亡相關基因抑制足細胞凋亡。足細胞相關蛋白Nephrin和Podocin具有抗凋亡的信號傳導特性。研究表明阿魏酸、益腎膠囊可通過上調Nephrin和Podocin蛋白的表達，減少足細胞凋亡[15-16]。凋亡抑制基因Bcl-2和凋亡基因Bcl-2相關X蛋白（Bax）、Bad在糖尿病腎病足細胞凋亡中發揮重要作用。解毒通絡保腎法（丹參、黃連、紅參、生地黃等）能夠下調Bax表達，上調Bcl-2表達，致Bax/Bcl-2比例下降，從而減少細胞凋亡執行蛋白酶半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3（Caspase-3）的產生，起到抑制足細胞凋亡的作用，保護腎小球濾過屏障[17]。吳云皓等[18]研究發現馬錢苷能明顯降低糖基化終末產物引起的足細胞凋亡，減少Bax、Bcl-2、活化型 Caspase-3（cleaved Caspase-3）等凋亡相關蛋白的表達，抑制足細胞凋亡。

2 非足細胞保護作用

2.1 改善微循環 糖尿病及伴發的各種代謝紊亂如血壓升高、血脂升高等均參與了糖尿病腎病的發生發展。高血糖狀態可提高血管性血友病因子（vWF）的水平，導致血小板黏附，積聚在血管損傷處造成血栓形成，同時血小板功能異常、凝血功能障礙，導致血液呈高凝狀態，加重腎臟微血管病變以及血栓的形成[19]。糖尿病狀態下，血管內皮細胞內皮素-1分泌增多，一氧化氮合酶減少，血管收縮，血壓升高，導致腎小球基底膜增厚、尿蛋白增多[20]。高脂血癥狀態下游離脂肪酸沉積于腎臟，細胞外基質增生，系膜區脂質沉積，氧自由基產生增多，細胞外的多糖-蛋白質復合物受損，血小板及白細胞發生黏附、聚集及遷移，導致毛細血管通透性增加，參與糖尿病腎病的發生發展[21-24]。王輝等[25]發現虎杖總蒽醌可明顯降低模型大鼠的全血黏度、血漿黏度，并對脂代謝異常有一定調節作用。

2.2 抑制炎癥反應、減輕腎纖維化 糖脂代謝紊亂可導致一系列炎癥因子分泌增多，這些炎癥因子啟動或參與各種機制通路的轉導，導致炎癥反應的發生[26]，促使腎小管及其間質出現纖維化、細胞外基質增厚等病理改變的發生，加速糖尿病腎病的進展。劉國玲等[27]發現雷公藤多苷可通過降低糖尿病大鼠血清腎臟炎性細胞因子的表達而減緩腎臟病變的癥狀?；輹缘28]發現栝樓瞿麥湯可通過下調胰島素樣生長因子（IGF）、人單核趨化蛋白-1（MCP-1）等炎癥因子的表達，延緩糖尿病腎病病程進展。宋紫臨[29]發現腎康注射液能夠通過改善早期糖尿病腎病db/db小鼠的腎臟炎癥水平，改善胰島素抵抗，其機制與調節應激活化蛋白激酶（JNK）、核因子κB抑制蛋白激酶 β（IKKβ）、胰島素信號轉導蛋白（IRS）/磷脂酰肌醇-3-羥激酶（PI3K）等炎癥因子表達有關。

TGF-β/Smad、核轉錄因子-κB（NF-κB）信號通路是糖尿病腎病的重要信號通路[30]，該通路可致腎臟發生炎癥，加速腎臟纖維化進程，促進足細胞凋亡。

TGF-β1是糖尿病腎病發展過程中的主要炎性因子，刺激膠原Ⅰ、Ⅱ以及纖維連結蛋白、層黏連蛋白等細胞外機制分子的合成，過度表達導致基底膜增厚[31]；還可通過Smad依賴途徑刺激足細胞肥大以及足細胞上皮-間充質細胞轉分化改變，誘導足細胞凋亡，活化的TGF-β1誘導其下游的Smad2或Smad3磷酸化，磷酸化的Smad2或Smad3與Smad4結合而形成復合物，刺激足細胞分泌內皮生長因子（VEGF）導致基底膜增厚、細胞骨架合成紊亂、足細胞肥大以及足細胞上皮-間充質細胞轉分化改變[30]。另外TGF-β1可以促進Smad7的合成而抑制NF-κB的轉錄活性，誘導足細胞凋亡[32]。TGF-β還可通過絲裂原激活的蛋白激酶（MAPK）途徑抑制腎臟纖維化[33]，MAPK信號通路的主要家族成員p38表達于足細胞，參與足細胞凋亡與炎癥過程的調控[34]。有研究發現，對于體外培養的足細胞，被TGF-β1激活的p38MAPK可使足細胞凋亡的關鍵酶Caspase-3活性增加，發揮促細胞凋亡的作用[30]。王雅寧[35]用黃芪甲苷干預KKAy小鼠以及高糖誘導的大鼠腎細胞（NRK-52E）發現，黃芪甲苷可降低血糖、降低血肌酐、減輕糖尿病腎病小鼠腎臟病理變化，下調TGF-β1表達，減輕腎臟纖維化；且高糖可誘導NRK-52E 細胞 Smad2、Smad3、p-Smad2、p-Smad3、α-SMA、TGF-β1蛋白表達增加，黃芪甲苷可以降低該指標表達。杜義斌等[36]發現燈盞益腎顆粒（燈盞花、黃芪、淫羊藿、山藥、大黃等組成）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。孫文[37]研究表明三七總皂苷可下調TGF-β1，通過Smad非依賴途徑，即通過MAPK途徑減少p38MAPK磷酸化，抑制Caspase-3活化，減少腎臟固有細胞凋亡。

NF-κB是一種多靶向的細胞因子，參與足細胞內的信號傳遞，調控多種基因的表達，高糖、蛋白激酶C激活劑、代謝失衡、胰島素抵抗等均可激活NF-κB，引起機體的免疫和炎癥反應，加重腎臟損傷，加速糖尿病腎病的進展。蒙向欣等[38]用加味芪黃飲干預糖尿病腎病大鼠，發現可降低其腎組織NF-κB的表達起到保護腎臟的作用，其高劑量作用效果與西藥氯沙坦鉀效果相當。趙陸斌[39]研究發現六味地黃丸可通過抑制NF-κB的表達保護腎臟。腎纖維化是腎臟病進展的重要病理機制，細胞外基質大量堆積導致腎小球硬化和腎間質纖維化是其主要表現。體內、體外實驗均表明高糖可以誘導腎小球系膜細胞細胞外基質成分如纖連蛋白（FN）、膠原合成明顯增加。減少腎小球系膜細胞FN的表達，有利于減少細胞外基質的積聚，阻止或延緩腎小球硬化進程。宋錦葉等[40]研究表明黃芪當歸合劑能持續降低蛋白尿、減少細胞外基質成分沉積而減輕腎小球硬化和腎間質纖維化病變。

2.3 抗氧化應激 生理狀態下，機體氧化與抗氧化系統保持動態平衡，高糖狀態時誘導產生過多的活性氧（ROS），氧化與抗氧化系統失衡，誘導細胞和組織損傷，形成氧化應激狀態。ROS聚集可破壞腎小球基底膜，破壞腎小球濾過屏障，損傷足細胞，導致大量蛋白尿的發生[41]。ROS還可以通過激活多種信號轉導，引起腎臟組織發生炎癥、纖維化、凋亡等一系列反應，從而導致糖尿病腎病[42]。有研究表明葫蘆巴丸（葫蘆巴∶補骨脂=1∶1）干預糖尿病腎病大鼠后，其腎組織ROS含量、還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH）活性、p47phox蛋白表達均下降，腎臟病理狀態改善明顯[43]。金櫻子果粉干預糖尿病腎病大鼠，腎組織內丙二醛（MDA）、ROS水平下降，并可抑制下游NF-κBp65和單核細胞趨化蛋白-1（MCP-1）的mRNA和蛋白表達，腎功能得到改善[44]。

3 結論與展望

糖尿病腎病的發病機制尚未明確，涉及糖代謝異常、血流動力學異常、脂代謝紊亂、炎癥作用、氧化應激等，各因素之間相互交叉影響。因此，在治療過程中要盡量考慮整體，不能只關注某一個指標的變化。中藥復方、中藥單藥及中藥有效成分具有多靶點作用的優勢，對本病的取效機制涉及改善糖脂代謝、調節足細胞相關蛋白、調節信號通路及凋亡因子表達、抗炎、抗氧化應激等。然而針對不同中醫證候的方藥在取效機制中的差異性探討尚有待明確。隨著研究深入，將獲得更多的中醫藥治療本病的科學依據，對指導臨床治療及預防工作有著重要意義。