(瀘州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院，四川瀘州646000)

蛋白尿是腎臟疾病最常見的表現(xiàn)之一，其發(fā)生與腎小球濾過屏障的異常有密切關(guān)系。腎小球濾過屏障由毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞、腎小球基底膜(GBM)及臟層上皮細(xì)胞即足細(xì)胞組成。腎小球濾過膜具有電荷屏障和孔徑屏障功能，任一屏障損傷均會產(chǎn)生蛋白尿。足細(xì)胞位于GBM最外側(cè)，是避免機(jī)體蛋白丟失的最后一道屏障，足細(xì)胞損傷必然伴隨大量蛋白尿?，F(xiàn)就足細(xì)胞與蛋白尿發(fā)病機(jī)制的研究進(jìn)展作一綜述。

1 足細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能

足細(xì)胞是一種終末分化細(xì)胞，按結(jié)構(gòu)和功能不同分為細(xì)胞體、主突和足突。足突呈指狀交叉覆蓋于GBM外表面，并通過黏附分子和蛋白多糖分子與GBM相連。兩相鄰的足細(xì)胞之間的裂隙稱為裂孔，其表面覆蓋著一層4～6 nm的拉鏈狀結(jié)構(gòu)—裂孔膜，構(gòu)成了最外一層孔徑屏障。裂孔表面有硫酸蛋白多糖等組成陰離子外衣，是腎小球電荷屏障的重要組分之一。足突通過肌動蛋白、肌球蛋白等結(jié)構(gòu)蛋白組成的動態(tài)舒張系統(tǒng)調(diào)節(jié)著GBM的肌原張力，維持著毛細(xì)血管襻的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，足突還可通過收縮與擴(kuò)張改變裂孔的大小和濾過膜的面積，改變超濾系數(shù)，調(diào)節(jié)腎小球的過濾功能。另外，足細(xì)胞各部位有許多特殊蛋白分子，它們對足細(xì)胞的正常結(jié)構(gòu)起重要作用，其突變或缺失可以導(dǎo)致足細(xì)胞結(jié)構(gòu)的改變，引起蛋白尿［1］。

2 足細(xì)胞與蛋白尿的關(guān)系

2.1 足突基底部分子與蛋白尿 足突基底部分子在維持細(xì)胞形狀上起重要作用，能維持足突與基膜的相互作用和足突的正確定位，其中最主要的分子是 α3β1整合素、整合素鏈接酶及 Dystroglycan(DG)。

2.1.1 α3β1整合素 α3β1整合素是足細(xì)胞表達(dá)的主要整合素，是使足細(xì)胞貼附于GBM的細(xì)胞外基質(zhì)蛋白上的主要受體，介導(dǎo)細(xì)胞黏附及ECM同細(xì)胞骨架的連接［2］。Chien 等［3］發(fā)現(xiàn)，α3β1 異常表達(dá)時與足細(xì)胞凋亡有著密切的關(guān)系，不能正常組裝足突，從而發(fā)生GBM碎斷，引起蛋白尿，提示α3β1整合素對維持GBM結(jié)構(gòu)完整有重要作用。

2.1.2 整合素連接酶(ILK)ILK是細(xì)胞內(nèi)絲/蘇氨酸蛋白激酶，與整合素家族胞質(zhì)內(nèi)結(jié)構(gòu)域及許多細(xì)胞骨架相關(guān)蛋白相互作用。最初研究顯示，敲除ILK基因的小鼠可迅速出現(xiàn)蛋白尿，證實ILK有利于維持腎小球濾過屏障功能的完整性［4］。Yang等［5］認(rèn)為，ILK錨蛋白重復(fù)序列的過度表達(dá)可抑制接頭蛋白PINCH-1與ILK的結(jié)合，降低足細(xì)胞和層粘連蛋白的黏著，抑制足突的形成，促進(jìn)足細(xì)胞凋亡，使裂孔膜的完整性受損，破壞濾過屏障，導(dǎo)致蛋白尿的發(fā)生。由此可見，ILK的異常表達(dá)可能是足細(xì)胞功能異常和蛋白尿的共同通路。

2.1.3 DG DG為足細(xì)胞的基底膜區(qū)蛋白，包括α-DG和β-DG兩種成分，DG與GBM上的層連蛋白、蛋白多糖相連，與α3β1整合素一起將足細(xì)胞錨定于GBM上，防止足細(xì)胞脫落，維持其數(shù)目的恒定。Kojima等［6］發(fā)現(xiàn)多聚陽離子和ROS可直接作用于DG與基質(zhì)蛋白的相互作用，使DG從GBM中分離，足細(xì)胞脫落，致使足細(xì)胞結(jié)構(gòu)改變和局部GBM裸露，濾過膜選擇性通透性發(fā)生改變，產(chǎn)生蛋白尿。

2.2 足細(xì)胞頂區(qū)表面分子與蛋白尿 足細(xì)胞除了作為靜態(tài)分子篩阻止蛋白尿外，也可以電荷屏障的方式阻止帶陰電荷的蛋白通過，目前認(rèn)識較多的有Podocalyxin和Podoplanin。

2.2.1 Podocalyxin Podocalyxin 是覆蓋在足細(xì)胞頂膜區(qū)表面的富含唾液酸的跨膜糖蛋白，與其他蛋白在足細(xì)胞表面形成陰離子外衣，通過電荷的相斥作用維持足突相互分開的狀態(tài)，控制足細(xì)胞裂孔的開放和維持腎小球囊腔的空間結(jié)構(gòu)和功能，在頂膜區(qū)其通過ezrin蛋白和NHERF2(Na+/H+交換子調(diào)節(jié)子-2)與細(xì)胞骨架肌動蛋白(actin)相連，從而相互影響，其表達(dá)的改變可能是導(dǎo)致腎病綜合征和腎小球硬化的根本原因。

2.2.2 Podoplanin Podoplanin 是一種相對分子質(zhì)量為38×103的Ⅰ型跨膜糖蛋白。以往研究觀察認(rèn)為，在大多數(shù)獲得性腎病中(除了IgA腎病)，足細(xì)胞足突的平均寬度與Podoplanin mRNA水平和蛋白尿程度呈正相關(guān)，與Nephrin蛋白水平呈負(fù)相關(guān)。推測Podoplanin的表達(dá)異常與足突融合有關(guān)，足細(xì)胞損傷導(dǎo)致蛋白尿，而Podoplanin表達(dá)增加可能是足細(xì)胞代償性反應(yīng)的表現(xiàn)。Song等［7］通過注射二甲基乙二?；拾彼峒せ钊毖跽T導(dǎo)因子，觀察到desimin及Podoplanin免疫染色減低，隨著Podoplanin的修復(fù)使足細(xì)胞損傷減輕，蛋白尿減少。上述說明Podoplanin與蛋白尿的關(guān)系密切。

2.3 足細(xì)胞骨架蛋白與蛋白尿 細(xì)胞骨架蛋白可分為微絲、微管和中間絲三類，足細(xì)胞的骨架結(jié)構(gòu)主要由actin、α-actinin-4和synaptopodin組成。

2.3.1 actin actin是細(xì)胞的基本骨架蛋白，維持細(xì)胞形態(tài)，參與細(xì)胞分裂、運(yùn)動、內(nèi)物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)及信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等多種功能。國外學(xué)者用體外免疫共沉淀研究表明，actin與突變α-actinin分子的結(jié)合能力增強(qiáng)，可通過干擾腎小球足細(xì)胞中actin聚合和解聚，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的變化是足突融合、消失和蛋白尿發(fā)生的先決條件。內(nèi)收蛋白Adducin是肌動蛋白細(xì)胞骨架actin的結(jié)合蛋白(α、β、γ)，F(xiàn)errandi等［8］證實在 IgA 腎病中，α-actinin和β-Adducin相互作用可緩解蛋白尿，Adducin通過調(diào)節(jié)足細(xì)胞蛋白的表達(dá)參與了腎小球病變的發(fā)展。

2.3.2 α-actinin-4 α-actinin-4是足細(xì)胞上另一個重要的骨架蛋白，是骨架蛋白actin的結(jié)合和交聯(lián)蛋白，對維持足細(xì)胞正常的結(jié)構(gòu)及功能起關(guān)鍵作用，是為ACTN4基因所編碼的蛋白。ACTN4突變使足細(xì)胞肌動蛋白的調(diào)節(jié)能力發(fā)生改變，腎小球濾過屏障完整性破壞，可能是ACTN4突變FSGS患者發(fā)病及蛋白尿產(chǎn)生的的共同原因。Arias等［9］發(fā)現(xiàn)在足細(xì)胞內(nèi)α-actinin-4起到連接肌動蛋白細(xì)胞骨架和SD復(fù)合體的作用。Danapani等［10］也發(fā)現(xiàn) α-actinin-4表達(dá)下調(diào)可通過干擾骨架蛋白和a3β1整合素的平衡，造成F-actin的解聚和重分布，引起足突融合，引起裂隙膈膜的結(jié)構(gòu)和功能異常，最終將導(dǎo)致蛋白尿發(fā)生。因此，阻止其異常分布的發(fā)生將維持細(xì)胞骨架和SD復(fù)合體間的穩(wěn)定，有助于穩(wěn)定腎小球濾過膜的通透性減少蛋白尿。

2.3.3 Synaptopodin Synaptopodin 是一種胞漿蛋白，可能在以肌動蛋白為形態(tài)和動力基礎(chǔ)的足細(xì)胞中發(fā)揮重要作用。在足細(xì)胞內(nèi)Synaptopodin通過MAGI-1與足突的肌動蛋白微絲緊密相連，可與F-actin一起引起足突結(jié)構(gòu)和功能的改變。以往在FSGS腎臟移植復(fù)發(fā)伴有蛋白尿的患者中觀察到足突和基底膜的分離，而Synaptopodin是呈粒狀表達(dá)的，其免疫表達(dá)是顯著減少或是缺失的［11］。Turk等［12］發(fā)現(xiàn)大量白蛋白濾出導(dǎo)致足細(xì)胞內(nèi)蛋白負(fù)荷增加，Synaptopodin表達(dá)下調(diào)與蛋白尿可能互為因果。這些研究直接或間接說明骨架蛋白Synaptopodin在維持足細(xì)胞形態(tài)中發(fā)揮了重要作用，參與蛋白尿的發(fā)生發(fā)展。

2.3.4 Desmin Desmin為細(xì)胞骨架絲蛋白的一種，通常作為肌源性細(xì)胞的標(biāo)志，正常情況下Desmin蛋白在腎小球足細(xì)胞無明顯表達(dá)。當(dāng)足細(xì)胞因各種原因發(fā)生損傷時，可大量表達(dá)Desmin蛋白而發(fā)生表型轉(zhuǎn)化，其可能原因是足細(xì)胞骨架的重新排列。

2.3.5 新蛋白 Miao等通過實時PCR和免疫蛋白印跡證 transgelin、survivin、arp2、cytokeratin7、vinculin五個新的骨架蛋白，免疫標(biāo)記發(fā)現(xiàn)它們共同定位于足細(xì)胞Synaptopodin和α-actinin-4上，其表達(dá)和分布的改變將會導(dǎo)致蛋白尿的發(fā)生［13］。

2.4 裂孔隔膜蛋白與蛋白尿 裂孔隔膜是連接足細(xì)胞相鄰足突的蛋白復(fù)合體，其代表分子有Nephrin、Podocin、CD2AP、ZO-1 等，其構(gòu)成分子的表達(dá)異常能不同程度的影響孔徑屏障的完整性，影響足細(xì)胞功能。

2.4.1 Nephrin Nephrin是主要的足細(xì)胞 SD蛋白，對阻止蛋白尿的發(fā)生和維持腎小球的通透性起著重要的作用。Arias等［9］發(fā)現(xiàn)Nephrin磷酸化的降低與蛋白尿的發(fā)生以及足細(xì)胞形態(tài)改變是相關(guān)的，并影響Nephrin與其它分子間的作用，從而不能傳遞足細(xì)胞內(nèi)SD分子相關(guān)的正常信號，進(jìn)而引起腎小球通透性和足突形態(tài)的改變，引起蛋白尿。Nephrin還與細(xì)胞骨架相聯(lián)系，當(dāng)連接遭到破壞時，細(xì)胞骨架也會變得松散。此外，CD2AP、Nephrin和Podocin三者緊密的聯(lián)系在一起，共同嵌于腎小球裂孔膜脂筏中，與α-actinin-4一起共同維持裂孔隔膜的完整性。在Heymann腎炎出現(xiàn)蛋白尿的早期可觀察到Nephrin和Podocin分離，Nephrin釋放到尿中，同時伴隨有Nephrin和Podocin表達(dá)的下降，并促成Heymann腎炎蛋白尿的迅速進(jìn)展。

2.4.2 Podocin Podocin 是屬于 stomatin 蛋白家族的跨膜蛋白，為基因NPHS2位所編碼。Podocin呈發(fā)夾樣結(jié)構(gòu)插入細(xì)胞膜，Podocin編碼基因NPHS2敲除小鼠出生前就表現(xiàn)為蛋白尿，出生后數(shù)天死亡;病理表現(xiàn)為嚴(yán)重的系膜硬化，電鏡可觀察到足突廣泛融合，裂孔隔膜消失。Kramer-Zucker等［14］對斑馬魚的研究發(fā)現(xiàn)受精后72、96 h腎小球Nephrin/Podocin蛋白表達(dá)的減少或消失使得裂隙膜結(jié)構(gòu)發(fā)生異常無法形成正常的足細(xì)胞足突。這些說明Podocin對維持足突結(jié)構(gòu)和裂孔隔膜完整具有重要作用，可能是蛋白尿發(fā)生機(jī)制中的重要環(huán)節(jié)。

2.4.3 CD2AP CD2AP是新近發(fā)現(xiàn)的胞漿蛋白，在腎小球中特異地表達(dá)于足細(xì)胞。既往研究發(fā)現(xiàn)先天性CD2AP基因突變或缺失小鼠會出現(xiàn)足細(xì)胞損傷，并發(fā)生大量蛋白尿;Nephrin、Podocin可能是通過CD2AP與足細(xì)胞細(xì)胞骨架發(fā)生聯(lián)系，維持足細(xì)胞及裂孔隔膜的正常形態(tài)及功能。在許多實驗性腎病中CD2AP和Podocin的表達(dá)是降低的，并且與蛋白尿的程度呈負(fù)相關(guān)。但是，邢燕等［15］發(fā)現(xiàn)阿霉素腎病中Nephrin和Podocin以及CD2AP的表達(dá)卻是增高的，這可能與各種因素導(dǎo)致腎病綜合征的作用機(jī)制不同有關(guān)，也可能是這些蛋白代償性增加的結(jié)果。由此提示足細(xì)胞在抵抗損傷的早期可發(fā)揮一種保護(hù)機(jī)制，即通過裂孔隔膜關(guān)鍵蛋白合成的增加來維持足細(xì)胞的生物學(xué)功能。說明以上三者在維持濾過膜正常濾過功能是必不可少的，僅一種關(guān)鍵成分的改變即可導(dǎo)致大量蛋白尿。

2.4.4 ZO-1 ZO-1是一種膜相關(guān)結(jié)合蛋白，位于SD插入足突處的胞質(zhì)側(cè)，ZO-1能和actin細(xì)胞骨架相互作用，把SD上相關(guān)蛋白連接到細(xì)胞骨架，這對于維持足突結(jié)構(gòu)的完整性具有重要作用。Wagner等發(fā)現(xiàn)在缺血性腎損傷誘導(dǎo)Neph1及ZO-1的減少，出現(xiàn)蛋白尿;隨著Neph1的磷酸化水平恢復(fù)，增加Neph1及ZO-1的結(jié)合，減少蛋白尿。

2.4.5 新蛋白 最新研究表明，裂孔隔膜蛋白還包括有些類似Nephrin、Podocin、CD2AP的緊密結(jié)合蛋白JAM-A、occludin及cingulin，在嘌呤霉素腎病中這些蛋白成倍表達(dá)于腎小球，并與骨架蛋白actin失去鏈接，說明這些新蛋白可能參與了蛋白尿的形成，但其調(diào)節(jié)信號通路及其他SD蛋白之間的作用還需進(jìn)一步研究［16］。

綜上所述，蛋白尿發(fā)生、發(fā)展的機(jī)制是十分復(fù)雜的，各種原因?qū)е碌哪I小球濾過屏障結(jié)構(gòu)及功能的改變是蛋白尿產(chǎn)生的病理生理基礎(chǔ)。足細(xì)胞分子作為其中一個重要環(huán)節(jié)參與了蛋白尿的形成。

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