劉　琳　綜述　劉志紅　審校

糖皮質(zhì)激素因其顯著的抗炎和免疫抑制作用廣泛應用于臨床治療過敏、哮喘、自身免疫病和膿毒癥等疾病。在腎臟疾病中，糖皮質(zhì)激素通常被用于治療腎病綜合征。在基因調(diào)控層面，糖皮質(zhì)激素通過糖皮質(zhì)激素受體(GR)發(fā)揮其生理及藥理作用。GR作為核受體家族的一員，通過與DNA反應元件直接結(jié)合或與其他轉(zhuǎn)錄因子相互作用促進或抑制靶基因的轉(zhuǎn)錄。在細胞功能層面，激素通過抑制體液及細胞免疫治療蛋白尿性腎臟疾病及自身免疫性疾病。而近年來糖皮質(zhì)激素已經(jīng)被證實對足細胞有直接保護作用。概括說來，糖皮質(zhì)激素不僅能夠通過抗炎和免疫抑制作用間接保護腎臟，而且能通過抑制足細胞凋亡、維持足細胞形態(tài)等對足細胞起到直接保護作用，這些發(fā)現(xiàn)為深入研究糖皮質(zhì)激素對蛋白尿性腎臟疾病的治療機制及激素抵抗打下了良好的基礎(chǔ)。

GR信號通路

GR是配體依賴轉(zhuǎn)錄因子中核受體超家族的一員，糖皮質(zhì)激素易于通過細胞膜進入細胞，與胞質(zhì)內(nèi)GR結(jié)合從而發(fā)揮重要的生理和藥理作用。10％～20％的人類基因均能受到GR的調(diào)控從而其轉(zhuǎn)錄被誘導或抑制[1,2]。細胞對激素的反應在特異性和敏感性上均呈顯著多樣性，如激素能殺傷胸腺細胞和成骨細胞，卻能保護肝細胞、足細胞和心肌細胞。而且，對激素反應的敏感性體現(xiàn)在不同個體、同一個體的不同器官組織、甚至在同一細胞內(nèi)細胞周期的不同階段[3]。

經(jīng)典GR信號通路GR由三個主要結(jié)構(gòu)域構(gòu)成：氨基端的反式激活區(qū)(NTD)、中心的DNA結(jié)合區(qū)(DBD)和羧基端的配體結(jié)合區(qū)(CTD)。與激素結(jié)合后，GR的構(gòu)象發(fā)生改變，蛋白復合物被分解，GR迅速通過核孔轉(zhuǎn)運至細胞核內(nèi)，與糖皮質(zhì)激素反應元件(GRE)結(jié)合，并調(diào)控靶基因(圖1)。GGAACAnnnTGTTCT是公認的GRE，包括兩個6 bp的半臂及3 bp的間隔。GR能以二聚體的形式與6b的半臂結(jié)合。除GRE，一個負性GRE(nGRE)也被發(fā)現(xiàn)能夠介導激素依賴的特殊基因轉(zhuǎn)錄抑制，其序列為CTCC(n)0-2GGAGA，與GRE的兩臂序列不同，且間隔了一個0～2 bp的可變區(qū)域，使其只能與GR單體結(jié)合而不能形成二聚體[4]。關(guān)于nGRE還需更多的證據(jù)支持其是激素直接抑制基因的結(jié)合位點，同時也需要考慮其是否能誘導某些基因的轉(zhuǎn)錄。

圖1　糖皮質(zhì)激素在細胞內(nèi)的轉(zhuǎn)運

圖2　糖皮質(zhì)激素受體信號通路[7]

John等[5]發(fā)現(xiàn)基因組中只有小部分GRE與受體結(jié)合，由于染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)差異和GRE的暴露的區(qū)別，GR結(jié)合的特定位點有組織特異性。這些發(fā)現(xiàn)提示糖皮質(zhì)激素在不同組織的表現(xiàn)多樣性能部分歸結(jié)于染色質(zhì)環(huán)境的細胞特異性，即GRE是否向GR開放。全基因組分析也發(fā)現(xiàn)大部分的GR結(jié)合位點在激素反應性基因的啟動子區(qū)之外，而存在于遠離轉(zhuǎn)錄起始位點的基因間或基因內(nèi)。在GR基因的第六外顯子的基因內(nèi)nGRE 介導了同源的GR表達下調(diào)，可能是導致糖皮質(zhì)激素治療反應差的一個重要機制[6]。GRE和nGRE存在于轉(zhuǎn)錄起始位點的遠端提示了這些反應元件能通過形成遠距離環(huán)路影響靶基因的啟動子區(qū)，從而調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄。

GR與DNA的結(jié)合是高度動態(tài)的，一旦與GRE結(jié)合，GR的構(gòu)象隨即發(fā)生改變，能招募共轉(zhuǎn)錄因子，如激素受體共刺激因子SRC1-3和組蛋白乙?；D(zhuǎn)移酶CBP/p300，從而誘導基因轉(zhuǎn)錄。另一方面，GR與nGRE結(jié)合能招募共抑制因子，如核受體共抑制因子N-CoR和SMRT，從而抑制基因轉(zhuǎn)錄[7]。GR也能通過其他轉(zhuǎn)錄因子的相互作用調(diào)控某些基因的轉(zhuǎn)錄。GR與STAT家族中特異成員相互作用能增強反應性基因的轉(zhuǎn)錄。相反的GR與促炎轉(zhuǎn)錄因子AP1和NF-κB的結(jié)合能拮抗其活性，這一作用被認為是激素抗炎反應的重要機制(圖2)。

非經(jīng)典的GR信號通路雖然GR的主要作用是在數(shù)分鐘至數(shù)小時內(nèi)通過在轉(zhuǎn)錄水平對靶基因進行調(diào)控，越來越多的證據(jù)表明GR也能在數(shù)秒至數(shù)分鐘內(nèi)通過非基因機制引起快速的細胞反應，而不發(fā)生基因表達的變化[8]。糖皮質(zhì)激素能直接作用于細胞膜的雙層磷脂膜結(jié)構(gòu)，通過作用于細胞膜上的鈣離子通道或鈉離子通道改變細胞的電生理。在多種非基因機制中，信號傳導最終會影響到多種激酶的活性，如PI3K、AKT和MAPKs。如非受體酪氨酸激酶c-Src可介導激素的非基因機制。當與GR復合物分離時，c-Src能激活多種激酶級聯(lián)反應，導致膜聯(lián)蛋白1的磷酸化、抑制胞質(zhì)磷脂酶A2的活性以及減少花生四烯酸的釋放[9]。非基因信號通路為糖皮質(zhì)激素的作用機制增加了更多的復雜性和多樣性，同時也為糖皮質(zhì)激素在臨床的個體化治療上提出了新的解釋。

糖皮質(zhì)激素的免疫抑制作用

糖皮質(zhì)激素通過各種不同的分子機制影響免疫細胞的存活、活性及一些炎癥生物標志物的表達。

T細胞研究發(fā)現(xiàn)T細胞亞群的比例在腎病綜合征患者發(fā)生了改變，表現(xiàn)為CD4+T細胞比例減少，CD8+T細胞和自然殺傷細胞比例增加。在腎病綜合征的動物模型中，CD4+T細胞缺失能誘導CD8+T細胞數(shù)量的增加，并使病情惡化；而CD8+T細胞缺失能減輕腎臟損傷，說明CD4+T細胞在腎臟中起到保護作用，而CD8+T細胞則表現(xiàn)為有害作用[10,11]。

激素通過非基因機制與T細胞膜表面受體(TCR)結(jié)合，通過抑制蛋白激酶 Scr，使其從TCR上脫落，抑制TCR信號通路下游的一些重要分子，如MAPK、JNK、PKB、PKC和p38的磷酸化，快速對TCR介導的信號傳導通路產(chǎn)生抑制作用[12]。Harr等[13]發(fā)現(xiàn)，低劑量的地塞米松(1～10 nmol/L)能誘導幼稚T細胞鈣信號的重組，該重組能抑制IP3受體的表達，從而反過來作用于TCR介導的信號通路。

B細胞在長期的激素治療中，激素對B細胞的主要作用在于減少脾臟和淋巴結(jié)內(nèi)的B細胞數(shù)量，減少早期B細胞祖細胞的增殖，從而減少IgG并增加IgE的產(chǎn)生。低劑量的激素治療似乎對免疫球蛋白的合成無明顯影響，然而高劑量的激素能增加免疫球蛋白的分解代謝，從而減少其合成，最終降低循環(huán)抗體水平[14]。循環(huán)B細胞激活因子 (BAFF)是腫瘤壞死因子家族的一員，能夠調(diào)節(jié)B細胞存活、成熟、抗體產(chǎn)生和免疫球蛋白轉(zhuǎn)換。而且BAFF能作為共刺激因子激活T細胞。高劑量的地塞米松(40 mg/d×5d)能在mRNA水平和蛋白水平顯著減少BAFF的量[15]，從而調(diào)控B細胞的成熟和T細胞的激活。

細胞因子與其他介質(zhì)糖皮質(zhì)激素能通過基因調(diào)節(jié)機制減少炎癥基因的轉(zhuǎn)錄，包括促炎細胞因子的轉(zhuǎn)錄。有明確的證據(jù)表明激素抑制IL-1～6，IL-11，IL-16，INF-γ，GM-CSF，TNF-α，MMP-9等。Spiesa等[16]發(fā)現(xiàn)用地塞米松預處理后的CD4+T細胞上清中IL-2、TNF-α、INF-γ的量有所減少。

最近，su-PAR被提議為與局灶節(jié)段性腎小球硬化(FSGS)發(fā)病相關(guān)的循環(huán)因子。在2/3的FSGS患者中su-PAR水平升高，且移植前高水平的su-PAR預示著移植后FSGS的復發(fā)[17]。盡管FSGS動物模型體現(xiàn)su-PAR的重要性，但是目前在臨床上還沒有su-PAR能導致FSGS發(fā)生的證據(jù)，因此用現(xiàn)有的方法檢測su-PAR水平在臨床路徑中沒有決定性意義。在炎癥性腸病和HIV患者中，糖皮質(zhì)激素的使用能降低患者血清中的suPAR水平[18]。但是腎臟疾病中是否有同樣的作用還不可知。

糖皮質(zhì)激素對足細胞的保護作用

足細胞損傷是腎臟病蛋白尿發(fā)生的一個重要環(huán)節(jié)。足細胞的損傷通常包括去分化、裂孔膜或足細胞骨架的直接損傷、腎小球基膜和足細胞間相互作用的變化[19]。人足細胞表達糖皮質(zhì)激素受體復合物(GR、HSP90、FKBP51、FKBP52)，且能與地塞米松結(jié)合并轉(zhuǎn)運至細胞核內(nèi)[20]，使糖皮質(zhì)激素直接保護足細胞成為一種可能。微陣列芯片技術(shù)顯示地塞米松對足細胞信號通路的基因表達方面有廣泛的影響，其中發(fā)生顯著變化的包括炎癥反應、細胞遷移、血管生成、NF-κB和TGF-β通路相關(guān)的一些基因[21](圖3)。

圖3　糖皮質(zhì)激素的足細胞保護作用

細胞骨架足細胞在維持腎小球通透性方面有著重要作用。在過去的十年里，足細胞被視作蛋白尿性腎臟疾病的始作俑者。我們對足細胞的濾過屏障的認識由靜態(tài)轉(zhuǎn)為高度動態(tài)，因為足突能迅速重組以肌動蛋白為基礎(chǔ)的細胞骨架，并且改變其結(jié)構(gòu)與功能。蛋白質(zhì)組學顯示體外培養(yǎng)的分化的足細胞中富含肌動蛋白細胞骨架蛋白、膜聯(lián)蛋白、應激相關(guān)蛋白如熱休克蛋白以及抗氧化酶。Ransom等[22]闡述了地塞米松作用于足細胞能使睫狀神經(jīng)因子——一個IL-6樣的細胞因子和熱休克蛋白27(hsp27)表達增加。Smoyer等[23]在嘌呤霉素誘導的足細胞損傷模型中發(fā)現(xiàn)hsp27通過調(diào)節(jié)肌動蛋白的聚合在調(diào)節(jié)足細胞形態(tài)和肌動蛋白骨架方面起到重要作用。細胞松弛素D、拉春庫林A或嘌呤霉素刺激能損傷足細胞，而地塞米松能通過增加聚合的肌動蛋白的總量和肌動蛋白調(diào)節(jié)相關(guān)的GTPase RhoA的活性來維持肌動蛋白絲的穩(wěn)定性，并且這種保護作用與其他類固醇激素相較而言，是糖皮質(zhì)激素特異的[24]。同樣，地塞米松能通過維持α-actinin-4的表達對阿霉素誘導的足細胞骨架蛋白重排起到保護作用[25]。

細胞凋亡日益增多的證據(jù)表明足細胞數(shù)量的減少在蛋白尿和腎小球硬化的發(fā)生過程中起關(guān)鍵性的作用，包括足細胞從基膜上脫落和凋亡。FSGS動物模型中，潑尼松可增加足細胞祖細胞的數(shù)量從而為足細胞提供后備力量，同時減輕腎小球硬化[26]。

細胞凋亡信號通路包括腫瘤抑制蛋白p53，Bcl-2家族和caspase家族。嘌呤霉素通過促進p53介導的凋亡誘導因子(AIF)入核，同時下調(diào)磷酸化的胞外信號調(diào)節(jié)激酶(ERK)，誘導足細胞凋亡，而地塞米松能通過降低促凋亡基因p53、Bax的表達，升高抗凋亡基因Bcl-xL的表達和抑制AIF從而抑制嘌呤霉素誘導的足細胞凋亡[27]。有趣的是，當ERK磷酸化被抑制時，地塞米松的凋亡抑制作用也消失，推測地塞米松的足細胞保護作用是ERK磷酸化依賴的。無獨有偶，TGF-β也能通過上調(diào)Bax及下調(diào)Bcl-2的表達造成足細胞損傷，并誘導其凋亡。近期發(fā)現(xiàn)microRNA-30家族對維持足細胞骨架和抑制凋亡方面均有重要作用，而地塞米松通過維持足細胞內(nèi)microRNA-30家族的表達逆轉(zhuǎn)TGF-β對足細胞的促凋亡作用[28]。但是地塞米松不能逆轉(zhuǎn)H2O2造成的足細胞損傷，表明糖皮質(zhì)激素并沒有抗氧化作用，提示可能通過抗氧化應激之外的其他病理機制起到對足細胞的保護作用[27]。

足細胞裂孔膜蛋白Nephrin、podocin、CD2AP和α-actinin-4是重要的足細胞裂孔膜蛋白，在維持裂孔膜的完整性和預防蛋白尿的發(fā)生方面起重要作用。

糖皮質(zhì)激素對足細胞內(nèi)nephrin蛋白的合成及轉(zhuǎn)錄后成熟均有作用。體內(nèi)試驗證實在狼瘡性腎炎小鼠，激素能維持足細胞裂孔膜蛋白nephrin和podocin的表達，并改善腎小球組織學改變[29]。Nephrin的磷酸化在維持足細胞的正常結(jié)構(gòu)和功能方面起到重要作用。體外培養(yǎng)的足細胞中，地塞米松一方面能上調(diào)nephrin和tubulin-α的表達水平，另一方面能通過調(diào)節(jié)Nck和Fyn功能從而維持nephrin的磷酸化水平[30]。在阿霉素誘導的非免疫介導的FSGS大鼠模型中，強的松通過穩(wěn)定nephrin、podocin和CD2AP的表達和亞細胞分布及維持PI3K-Akt-GSK3β信號通路[31]、TRPC6信號通路來保護足細胞[32]。

前景與展望

糖皮質(zhì)激素通過GR對許多炎癥相關(guān)基因的表達與調(diào)控起到調(diào)控作用，并被用于治療各類炎癥性疾病、自身免疫病和腫瘤。臨床醫(yī)師與患者所面臨的挑戰(zhàn)是細胞、組織器官及個體對糖皮質(zhì)激素的敏感性不同，臨床用藥需個體化。GR亞型的發(fā)現(xiàn)、與GRE的特異性結(jié)合、染色質(zhì)重塑和共調(diào)節(jié)因子的招募為糖皮質(zhì)激素獨特的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)機制作了很好的解釋。糖皮質(zhì)激素作為免疫抑制劑在臨床上的應用是合理及有效的，近年來發(fā)現(xiàn)足細胞與免疫細胞共享一些作用靶點，那么糖皮質(zhì)激素兼顧足細胞的治療應該更加理想[35]。激素的分子作用機制的面紗正隨著研究的深入逐漸被揭開，但是還有很多問題值得去探索，足細胞本身對激素治療的敏感度與臨床治療的效果是否相關(guān)？個體染色質(zhì)環(huán)境差異如何造成激素治療的差異？是否可以通過聯(lián)合用藥調(diào)節(jié)GR與共調(diào)節(jié)因子的相互作用從而增強激素治療的敏感度？相信隨著研究的深入，能進一步從染色質(zhì)、分子、細胞和個體層面闡述其調(diào)節(jié)機制，為激素的臨床應用提供更合理的理論指導。

1Lu NZ,Collins JB,Grissom SF,et al.Selective regulation of bone cell apoptosis by translational isoforms of the glucocorticoid receptor.Mol Cell Biol,2007,27(20):7143-7160.

2Ren R,Oakley RH,Cruz-Topete D,et al.Dual role for glucocorticoids in cardiomyocyte hypertrophy and apoptosis.Endocrinology,2012,153(11):5346-5360.

3Hsu SC,DeFranco DB.Selectivity of cell cycle regulation of glucocorticoid receptor function.J Biol Chem,1995,270(7):3359-3364.

4Hudson WH,Youn C,Ortlund EA.The structural basis of direct glucocorticoid-mediated transrepression.Nat Struct Mol Biol,2013,20(1):53-58.

5John S,Sabo PJ,Thurman RE,et al.Chromatin accessibility pre-determines glucocorticoid receptor binding patterns.Nat Genet,2011,43(3):264-268.

6Ramamoorthy S and Cidlowski JA.Ligand-Induced Repression of the Glucocorticoid Receptor Gene Is Mediated by an NCoR1 Repression Complex Formed by Long-Range Chromatin Interactions with Intragenic Glucocorticoid Response Elements.Mol Cell Biol,2013,33(9):1711-1722.

7Ronacher K,Hadley K,Avenant C,et al.Ligand-selective transactivation and transrepression via the glucocorticoid receptor:role of cofactor interaction.Mol Cell Endocrinol,2009,299(2):219-231.

8Samarasinghe RA,Witchel SF,DeFranco DB.Cooperativity and complementarity Synergies in non-classical and classical glucocorticoid signaling.Cell Cycle,2012,11(15):2819-2827.

9Solito E,Mulla A,Morris JF,et al.Dexamethasone induces rapid serine-phosphorylation and membrane translocation of annexin 1 in a human folliculostellate cell line via a novel nongenomic mechanism involving the glucocorticoid receptor,protein kinase c,phosphatidylinositol 3-kinase,and mitogen-activated protein kinase.Endocrinology,2003,144(4):1164-1174.

10 Wang Y,Wang Y,Feng X,et al.Depletion of CD4(+) T cells aggravates glomerular and interstitial injury in murine adriamycin nephropathy.Kidney Int,2001,59(3):975-984.

11 Wang Y,Wang YP,Tay YC,et al.Role of CD8(+) cells in the progression of murine adriamycin nephropathy.Kidney Int,2001,59(3):941-949.

12 L?wenberg M,Verhaar AP,Bilderbeek J,et al.Glucocorticoids cause rapid dissociation of a T-cell-receptor-associated protein complex containing LCK and FYN.EMBO Rep,2006,7(10):1023-1029.

13 Harr MW,Rong Y,Bootman MD,et al.Glucocorticoid-mediated inhibition of Lck modulates the pattern of T cell receptor-induced calcium signals by down-regulating inositol 1,4,5-trisphosphate receptors.J Biol Chem,2009,284(46):31860-31871.

14 Alnemri ES,Fernandes TF,Haldar S,et al.Involvement of BCL-2 in glucocorticoid-induced apoptosis of human pre-B-leukemias.Cancer Res,1992,52(2):491-495.

15 Huard B,Schneider P,Mauri D,et al.T cell costimulation by the TNF ligand BAFF.J Immunol,2001,167(11):6225-6231.

16 Spies CM,Gaber T,Hahne M,et al.Rimexolone inhibits proliferation,cytokine expression and signal transduction of human CD4+ T-cells.Immunol Lett,2010,131(1):24-32.

17 Wei C,El Hindi S,Li J,et al.Circulating urokinase receptor as a cause of focal segmental glomerulosclerosis.Nature Med,2011,17(8):952-960.

18 Kolho KL,Valtonen E,Rintam?ki H,et al.Soluble urokinase plasminogen activator receptor suPAR as a marker for inflammation in pediatric inflammatory bowel disease.Scand J Gastroenterol,2012,47(8-9):951-955.

19 Kwoh C,Shannon M B,Miner JH,et al.Pathogenesis of nonimmune glomerulopathies.Annu Rev Pathol,2006,1:349-374.

20 Guess A,Agrawal S,Wei CC,et al.Dose- and time-dependent glucocorticoid receptor signaling in podocytes.Am J Physiol Renal Physiol,2010,299(4):F845-853.

21 Cheng X,Zhao X,Khurana S,et al.Microarray analyses of glucocorticoid and vitamin D3 target genes in differentiating cultured human podocytes.PLoS One,2013,8(4):e60213.

22 Ransom RF,Vega-Warner V,Smoyer WE,et al.Differential proteomic analysis of proteins induced by glucocorticoids in cultured murine podocytes.Kidney Int,2005.67(4):1275-1285.

23 Smoyer WE,Ransom RF.Hsp27 regulates podocyte cytoskeletal changes in an in vitro model of podocyte process retraction.FASEB J,2002,16(3):315-326.

24 Ransom RF,Lam NG,Hallett MA,et al.Glucocorticoids protect and enhance recovery of cultured murine podocytes via actin filament stabilization.Kidney Int,2005,68(6):2473-2483.

25 Liu H,Gao X,Xu H,et al.alpha-Actinin-4 is involved in the process by which dexamethasone protects actin cytoskeleton stabilization from adriamycin-induced podocyte injury.Nephrology (Carlton),2012,17(8):669-675.

26 Zhang J,Pippin JW,Krofft RD,et al.Podocyte repopulation by renal progenitor cells following glucocorticoids treatment in experimental FSGS.Am J Physiol Renal Physiol,2013,304(11):F1375-1389.

27 Wada T,Pippin JW,Marshall CB,et al.Dexamethasone prevents podocyte apoptosis induced by puromycin aminonucleoside:role of p53 and Bcl-2-related family proteins.J Am Soc Nephrol,2005,16(9):2615-2625.

28 Wu J,Zheng C,Fan Y,et al.Downregulation of microRNA-30 facilitates podocyte injury and is prevented by glucocorticoids.J Am Soc Nephrol,2014,25(1):92-104.

29 Moysiadis DK,Perysinaki GS,Bertsias G,et al.Early treatment with glucocorticoids or cyclophosphamide retains the slit diaphragm proteins nephrin and podocin in experimental lupus nephritis.Lupus,2012,21(11):1196-1207.

30 Yu M,Ren Q,Yu SY,Role of nephrin phosphorylation inducted by dexamethasone and angiotensin II in podocytes.Mol Biol Rep,2014,41(6):3591-3595.

31 Yu-Shengyou,Li Y.Dexamethasone inhibits podocyte apoptosis by stabilizing the PI3K/Akt signal pathway.Biomed Res Int,2013,2013:326986.

32 Yu S,Yu L.Dexamethasone Resisted Podocyte Injury via Stabilizing TRPC6 Expression and Distribution.Evid Based Complement Alternat Med,2012,2012:652059.

33 劉志紅,足細胞病的治療：免疫抑制劑，還是足細胞保護.腎臟病與透析腎移植雜志,2010,19(1):1-2.