腎小管上皮細胞損傷促進腎纖維化的研究進展

鄭博文 劉華亭 范曉陽 侯彥婕 劉光珍

[關鍵詞]腎小管上皮細胞；機制；纖維化；炎癥

腎小管上皮細胞（tubularepithelialcells，TECs）在慢性腎臟病（chronickidneydisease，CKD）進展中發揮重要作用。TECs面對各種損傷發生免疫應答的過程中產生并釋放多種具有生物活性的分子，促進腎臟炎癥及纖維化。

1 TECs的炎癥反應

TECs在腎臟損傷中會被誘導轉變為具有分泌作用的細胞表型，隨之產生和釋放促炎介質，加速炎性細胞的募集，最終使得腎小管間質發生炎癥因子浸潤。

1.1 促炎因子

損傷的TECs可通過炎性細胞和促炎因子（如白介素、生長因子），促進炎性反應和免疫反應，導致腎纖維化。TECs活化后會具有炎癥表型，直接產生炎癥細胞因子或通過浸潤的白細胞間接產生炎癥因子，以此來驅動免疫反應[1-2]。

1.2 趨化因子

趨化因子是一類細胞分泌的具有誘導附近反應細胞定向趨化的能力的小細胞因子或信號蛋白（如CCL2和CCL5），TECs受到損傷后，會分泌CCL2和CCL5來招募單核細胞。這些單核細胞調節TECs趨化因子的分泌，并控制促炎因子的產生[3-4]。這可以加劇部分上皮間質轉化（epithelialtomesenchymaltransition，EMT）的進展，從而加重腎纖維化[5]。

1.3 活性氧

TECs受到損傷后會產生過多的活性氧（reactiveoxygenspecies，ROS），從而發生氧化應激促使多種反應而加劇CKD的進展[6-7]。白蛋白通過表皮生長因子受體刺激ROS生成，還可以在ROS影響的線粒體NACHT結構域、LRR結構域和含有NLRP3炎性小體的PYD結構域的激活，誘發腎小管間質炎癥細胞浸潤。TECs中ROS的產生過量可導致炎癥，最終促進腎臟纖維化。

1.4 C反應蛋白

C反應蛋白（C-reactiveprotein，CRP）是諸多腎病的致病介質[8-9]。在糖尿病和單側輸尿管梗阻性腎病模型中，TECs產生的CRP通過TGF-β/Smad和核轉錄因子（nuclearfactor，NF）-κB信號通路，與免疫球蛋白GFc段受體Ⅱ結合促進炎癥反應并誘導TECs的凋亡。在CRP與凋亡的TECs結合后，CRP通過Wnt/β-catenin和ERK1/2信號通路參與EMT的過程，加劇腎臟炎癥及纖維化[10-12]。

2 TECs的纖維化反應

在嚴重或重復性損傷后，TECs會改變結構和表型并產生促纖維化因子。

2.1 生長因子

長期以來，大眾廣泛認知轉化生長因子-β（transforminggrowthfactor-β，TGF-β）是重要的促纖維化生長因子[13-17]。TECs通過TGF-β1誘導后可轉分化為肌成纖維細胞[18]。TECs產生的TGF-β信號有作用于自身產生血小板衍生生長因子和結締組織生長因子，其刺激鄰近成纖維細胞并促進腎小管間質纖維化（tubulointerstitialfibrosis，TIF）[16]。TGF-β的經典途徑有兩條信號通路，分別是TGF-β/Smad和骨形態發生蛋白/Smad信號通路。這兩條信號通路中相似的下游Smad信號通路的作用是相反的。腎纖維化可大量激活Smad2、Smad3，Smad2起抗腎纖維化作用，Smad3起促腎纖維化作用[17，19]。

2.2 腎素-血管緊張素系統

血管緊張素Ⅱ（angiotensinⅡ，AngⅡ）是RAS驅動腎纖維化的主要生物活性產物。大量證據表明，腎臟中的AngⅡ主要是由血管緊張素原（angiotensinogen，AGT）生成的。而AGT由TECs產生，隨后被遞送至腎臟。研究證明，AngⅡ刺激TECs表達TGF-β，上調TGF-β的特異性受體，進一步增強其促炎和促纖維化的作用。AngⅡ可直接作用于TECs介導TIF的進展[20]。

2.3 Wnt、Hh和Notch

適度的Wnt/βcatenin活化后能夠提高TECs的存活率，從而緩解疾病進展。該通路過度活化則會誘使促纖維化基因表達，成纖維細胞被迅速激活，促進腎小管間質纖維化，進而導致腎纖維化。

Hedgehog（Hh）信號具有3個Hh配體，分別是SonicHedgehog（SHH）、IndianHedgehog（IHH）和DesertHedgehog（DHH）。譜系追蹤研究表明，在梗阻性腎病模型中SHH和IHH表達上調[21-23]。在成纖維細胞中SHH信號被激活，使α-平滑肌肌動蛋白、結蛋白、膠原蛋白和纖連蛋白表達[24]。

在患病腎臟中的TECs上Notch信號會被激活從而發生高表達，并與TIF和腎功能不全的程度相關。該信號通路在健康腎臟中處于抑制狀態，但在腎臟損傷時會被重新激活[24]。

2.4 外泌體

腎臟中的外泌體是由腎臟細胞分泌的磷脂雙層囊泡，具有細胞間通信的功能，并與腎功能的損傷和疾病的發展有關。其中，受到損傷的TECs會分泌含有TGF-βmRNA的外泌體，通過微泡轉移，促進TECs的表型轉變，使腎臟纖維化發生[25-26]。白蛋白使TECs產生含有單核細胞趨化蛋白1mRNA的外泌體，能夠迅速招募巨噬細胞，加重腎小管間質炎癥[27]。

2.5 部分EMT形成

最近的研究表明，EMT實際上是一個變化過程。TECs可能在獲得部分間充質標志物的同時失去一些上皮標志物，這便是“部分EMT”[28-30]。而此過程涉及的信號通路比較復雜，與上述介導腎纖維化的通路有重疊，包括TGF-β1/Smad通路、整合素連接激酶通路、Wnt/β-catenin通路、p38MAPK通路、Hedgehog通路等[12，31-33]。發生部分EMT的TECs還會引起G2/M細胞周期阻滯，從而抑制了TECs的正常修復。激活TGF-β和NF-κB信號通路導致腎小管間質的炎癥及纖維化，最終促使腎纖維化。

總之，損傷的TECs可通過多種機制直接促進小管間質炎癥及纖維化的發展。CKD中的TECs損傷會產生促炎因子、趨化因子、ROS、CRP、生長因子、外泌體；也會通過腎素-血管緊張素系統、細胞信號通路活化以及部分EMT機制，加劇腎小管間質炎癥及纖維化從而加重腎臟損傷。因此，維持腎小管的正常功能，恢復CKD中受損腎小管的分泌功能將成為治療CKD患者的重要目標。