王宏天 綜述 鄭春霞 審校

·腎臟病基礎(chǔ)·

纖維蛋白原與腎臟疾病

王宏天1,2綜述 鄭春霞2審校

研究表明，纖維蛋白原與凝血、炎癥、動脈粥樣硬化、心腦血管疾病密切相關(guān)。在腎臟疾病中，纖維蛋白原參與了腎小球病變、足細胞損傷及腎小管間質(zhì)纖維化等。尿纖維蛋白原還可作為早期診斷急性腎損傷的標志物。體外研究發(fā)現(xiàn)纖維蛋白原可通過Toll樣受體(TLRs)通路介導足細胞釋放某些趨化因子和細胞因子。本文主要就纖維蛋白原在腎臟疾病中的作用進展作一總結(jié)，為其臨床和基礎(chǔ)研究奠定基礎(chǔ)。

纖維蛋白原 足細胞 纖維化 炎癥 急性腎損傷

纖維蛋白原(Fg)是一種主要由肝臟合成的糖蛋白(α2β2γ2)，部分由肺上皮細胞合成。纖維蛋白原參與腎臟疾病、炎癥、心腦血管疾病等多種疾病，可與巨噬細胞、成纖維細胞、腎臟足細胞表達的Toll樣受體 (TLRs)等不同的受體結(jié)合，介導系列的病理生理作用。本文總結(jié)纖維蛋白原與腎小球病變、急性腎損傷(AKI)、足細胞損傷、腎小管間質(zhì)纖維化等疾病的最新研究成果，闡述纖維蛋白原參與腎臟疾病的機制，為進一步研究提供理論依據(jù)。

Fg的結(jié)構(gòu)及病理生理作用

結(jié)構(gòu) Fg包括Aα、Bβ、γ多肽鏈，每條肽鏈分別由610、461及411個氨基酸殘基構(gòu)成。Fg的分子量是340 kD，血漿濃度為2～4 g/L，半衰期近4天[1]。Fg的中心結(jié)構(gòu)域稱為“E結(jié)構(gòu)域”，末端形成膨大球狀結(jié)構(gòu)域稱為“D結(jié)構(gòu)域”[2](圖1)。

圖1 纖維蛋白原的模式圖[3]

Fg由三個獨立基因編碼。編碼Aα、Bβ鏈、γ多肽鏈的基因分別位于4號染色體的長臂端(4q23-4q32)，長度約為50kb；其中Aα基因有5個外顯子，Bβ基因和γ基因均有8個外顯子[1]。

生理作用 其重要的生理功能是參與止血。此外，在組織修復(fù)、促進傷口愈合、抗感染中亦發(fā)揮重要作用[4]。

病理作用

參與炎癥 巨噬細胞等炎癥細胞和免疫細胞表達TLR4。Fg可結(jié)合TLR4等受體調(diào)節(jié)炎癥過程。Fg可以活化核因子κB(NFκB)，介導局部細胞因子的釋放。Fg及其降解的E片段等可以促進白細胞溢出血管，到達炎癥區(qū)域。Fg還可促進巨噬細胞分泌巨噬細胞炎性蛋白1α/1β、單核細胞趨化蛋白1(MCP-1)、白細胞介素6(IL-6)、IL-8、腫瘤壞死因子α(TNF-α)、基質(zhì)金屬蛋白酶1和9[5-8]。在多發(fā)性硬化、阿爾茨海默病、類風濕性關(guān)節(jié)炎、杜氏肌營養(yǎng)不良、結(jié)腸炎、癌癥中，F(xiàn)g通過結(jié)合整合素受體或細胞間黏附分子1(ICAM-1)等發(fā)揮促炎作用[8]。

促細胞增殖 Fg可結(jié)合成纖維細胞生長因2和血管內(nèi)皮細胞生長因子促進內(nèi)皮細胞增生。Fg及其降解片段X、D可與ICAM-1結(jié)合，促進成纖維細胞、T/B淋巴細胞等增殖[9-10]。

調(diào)節(jié)血管舒縮活動，參與血管疾病 Fg與血管內(nèi)皮細胞相互作用引起血管舒縮：通過α5β1或αvβ3整合素受體可引起血管的舒張；而通過細胞外調(diào)節(jié)激酶1或2和釋放增多的內(nèi)皮素1則可引起血管的收縮。不僅如此，F(xiàn)g還可通過ICAM-1和整合素信號途徑影響內(nèi)皮層的完整性和增強血管壁的通透性。

Fg除與內(nèi)皮細胞間的作用，其亦與平滑肌細胞、血小板、白細胞協(xié)同作用，促進血管動脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展。Fg可結(jié)合血小板表面整合素受體，橋接血小板，促其聚集。循環(huán)中的Fg與動脈粥樣硬化、心肌梗死和中風具有強相關(guān)性。因此Fg是外周動脈疾病、缺血性心、腦血管事件的高危因素[11-16]。另外，F(xiàn)g的C末端序列可與分布于血管組織的肥大細胞結(jié)合，引起脫顆粒反應(yīng)，釋放組胺，導致系統(tǒng)性血壓的降低[17]。

此外，在杜氏肌營養(yǎng)不良疾病中，骨骼肌積聚的Fg刺激局部的巨噬細胞釋放轉(zhuǎn)化生長因子β(TGF-β),促進成纖維細胞合成細胞外基質(zhì),導致纖維化。Ryu等[18]發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)g可結(jié)合β3整合素或ICAM-1，調(diào)控神經(jīng)元、肺上皮細胞的修復(fù)過程。在慢性呼吸道疾病中Fg結(jié)合ICAM-1，促進上皮細胞過多分泌黏液。

Fg在足細胞損傷和腎小球疾病中的作用

文獻報道Fg參與膜增生性腎小球腎炎(MPGN)、新月體腎炎、糖尿病腎病(DN)、狼瘡性腎炎的進展。Fg可通過結(jié)合足細胞上的TLRs參與腎臟損害。TLRs最初被發(fā)現(xiàn)是機體先天免疫系統(tǒng)的感應(yīng)器。TLRs的內(nèi)源性配體大分子物質(zhì)除了Fg，還有熱休克蛋白、透明質(zhì)酸低聚糖等。

Banas等[19]發(fā)現(xiàn)，在體外實驗中Fg可通過結(jié)合TLR4刺激小鼠足細胞分泌CCL2、CCL7、CXCL1、CXCL5增多；而轉(zhuǎn)染TLR4-siRNA可以抑制這些趨化因子的表達水平。并且在MPGN動物模型發(fā)現(xiàn)Fg在腎小球沉積增加。該研究認為Fg可通過內(nèi)源性配體TLR4參與MPGN進展。

Motojima等[20]亦報道Fg可以通過足細胞TLRs信號通路介導損傷。在CD25轉(zhuǎn)基因NEP小鼠(人CD25分子選擇性表達在小鼠的部分足細胞上)模型中，包囊腔中出現(xiàn)Fg等大分子物質(zhì)，實驗表明Fg可結(jié)合在病變的CD25+或CD25-的足細胞上。體外實驗證實，F(xiàn)g可刺激小鼠足細胞表達MCP-1、TNF-α、TLR2增多。而利用TLR2 siRNA和(或)TLR4 siRNA或MyD88 siRNA轉(zhuǎn)染后發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)g刺激引起的MCP-1mRNA表達上調(diào)受到抑制，TLR2mRNA、TLR4mRNA和MyD88mRNA的表達亦被其相應(yīng)的siRNA抑制。該研究認為Fg可通過TLR4/2-MyD88途徑介導足細胞釋放細胞因子參與病變進展。

另有研究在新月體腎炎小鼠模型觀察到：纖維蛋白(原)通過誘導巨噬細胞的聚集和浸潤加重疾病，而通過降低Fg可減小新月體體積、減輕巨噬細胞的浸潤和維持腎功能[21]。在2型糖尿病(T2DM)患者，高水平Fg可能是發(fā)生DN的危險因素和尿蛋白進展的預(yù)測指標[22]。在系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者，F(xiàn)g在腎小球形成透明血栓，或沉積在基底膜和在“洋蔥皮樣”病變的小動脈，進而促進腎小球損傷[2]。另有報道，利用安克洛酶特異性降解Fg后，可以減少Fg在小鼠腎臟的沉積和緩解小鼠狼瘡性腎炎的進展，改善其生存率[23]。

這些研究的成果表明，F(xiàn)g可能通過TLRs 信號通路或其他途徑加重足細胞的損傷及腎小球病情的進展。這些研究加深了Fg參與腎臟疾病的機制認識。

Fg與AKI

多項研究表明Fg在AKI中的作用具有多樣性。Hoffmann等[24]利用急性缺血再灌注模型、順鉑中毒小鼠實驗及臨床試驗證實：尿Fg可以作為早期診斷AKI的敏感標志物,其價值可與N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酶、腎損傷分子1相媲美。在另一項研究中發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)g降解產(chǎn)生的生物活性肽段Bβ15-42(28個氨基酸組成)可促進腎小管上皮細胞再生，抑制其凋亡，保護小鼠急性缺血性腎損傷[25]。Bβ15-42肽段亦有保護心肌細胞的作用[26]。

S?rensen等[27]研究發(fā)現(xiàn)，在缺血再灌注小鼠模型中循環(huán)的Fg在腎臟沉積增多；同時，腎小管上皮細胞亦被誘導表達Fg。體外實驗中IL-6可以誘導腎小管上皮細胞表達Fg；但是Fg可抑制腎小管上皮細胞的黏附和遷移。在該小鼠模型中，F(xiàn)g雜合子小鼠(Fg+/-)的生存狀況與野生小鼠相似，但是Fg+/-小鼠早期的腎功能保持得更好。Fg完全缺失(Fg-/-)小鼠的腎功能和生存狀況劣于Fg+/-小鼠。Fg完全缺失不利于小鼠腎臟的恢復(fù)，而部分減低可以改善腎功能和總體預(yù)后。

Fg與腎小管間質(zhì)纖維化

腎臟纖維化與巨噬細胞等浸潤、固有細胞 (腎小管上皮細胞、足細胞、系膜細胞)、效應(yīng)細胞(成纖維細胞、肌成纖維細胞等)均相關(guān)；而且JAK/STAT通路可介導巨噬細胞、肌成纖維細胞和腎小管上皮細胞的病理性活化[28-32]。血漿Fg水平較高與腎功能快速降低有關(guān)。血漿Fg水平是CKD 3～4期、終末期腎病(ESRD)患者全因病死率的危險因素[33-35]。

以下兩項研究證實Fg參與腎纖維化的進展。S?rensen等[36]研究認為腎間質(zhì)區(qū)Fg的沉積減少可以保護間質(zhì)和小管；Fg呈劑量依賴性方式直接刺激腎成纖維細胞增殖，這種效應(yīng)至少由受體TLR2 、TLR4和ICAM-1介導。但是Fg不能誘導成纖維細胞轉(zhuǎn)分化為肌成纖維細胞。該研究證實，間質(zhì)區(qū)沉積的Fg通過與TLR2 、TLR4和ICAM-1結(jié)合導致腎間質(zhì)成纖維細胞增殖、1型膠原蛋白增多、腎小管萎縮和間質(zhì)區(qū)增寬，促進腎纖維化進展。

Craciun等[37]研究發(fā)現(xiàn)在腎臟纖維化中產(chǎn)生的IL-6能調(diào)控信號傳導與轉(zhuǎn)錄激活因子3(STAT3)的活化，磷酸化的STAT3結(jié)合腎臟的Fgα、β、γ的啟動子，從而調(diào)控Fgα、β、γ轉(zhuǎn)錄。Fg可協(xié)同TGF-β1介導成纖維細胞增殖，并能活化TGF-β1/pSMAD2信號通路(圖2)，從而導致慢性腎臟病不斷進展。而應(yīng)用安克洛酶降解Fg后可減輕間質(zhì)纖維化3倍以上。該研究加深了Fg與TGF-β1間相互作用導致腎纖維化的理解。同時安克洛酶特異性降解Fg為腎纖維化的防治開辟了新思路。

圖2 纖維蛋白原參與腎纖維化的可能機制[37]IL-6：白細胞介素6；TGF-β1:轉(zhuǎn)化生長因子β1；STAT3：轉(zhuǎn)化激活因子3

小結(jié):Fg通過TLRs和JAK/STAT等信號通路，在腎小球疾病、足細胞損傷和腎小管間質(zhì)纖維化中發(fā)揮了重要作用。尿Fg不僅是腎臟病變的表型之一，而且其進一步加重了腎臟損害。同時有學者證實Fg有助于早期診斷AKI。實驗研究發(fā)現(xiàn)，安克洛酶降低Fg可減輕腎纖維化病變和改善狼瘡性腎炎小鼠生存率，但是尚需臨床研究證實。

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(本文編輯 逸 沐)

Fibrinogen and kidney diseases

WANGHongtian1,2,ZHENGChunxia2

1SouthernMedicalUniversity,Guangzhou510515,China

2NationalClinicalResearchCenterofKidneyDiseases,JinlingHospital,NanjingUniversitySchoolofMedicine,Nanjing210016,China

T The fibrinogen is closely related with blood coagulation, inflammation, atherosclerosis, and cardiovascular disease. In the study field of kidney diseases, the increased fibrinogen in kidney tissues participates in the glomerular lesions and tubulointerstitial fibrosis. Urinary fibrinogen could be used as an early diagnostic marker for acute kidney injury (AKI). In vitro, fibrinogen may induce podocyte through TLRs pathway to secrete some chemokines and cytokines. This paper will summarize the latest research progresses, in order to expand the understanding about pathomechanism of the fibrinogen in nephropathy, and provide theoretical basis for deeper study in kidney diseases.

fibrinogen podocyte fibrosis inflammation acute kidney injury

10.3969/cndt.j.issn.1006-298X.2016.05.014

1南方醫(yī)科大學(廣州，510515)；2南京軍區(qū)南京總醫(yī)院腎臟科 國家腎臟疾病臨床醫(yī)學研究中心 全軍腎臟病研究所

2016-08-18