胡愛民 萬巧巧
1武漢市中醫(yī)醫(yī)院內分泌科,武漢 4300142黃石市中醫(yī)院內分泌科,湖北黃石 435000
足細胞即腎小球臟層上皮細胞,是一種終末分化的多突狀細胞,其附著在腎小球基底膜(GBM)上,主要包括細胞體、主突、足突三部分。足細胞是腎小球中氧化應激、免疫反應、代謝活動、毒性作用的靶細胞,與GBM、內皮細胞共同構成腎小球濾過屏障[1]。足細胞具有以下作用:構成腎小球濾過膜的分子屏障和電荷屏障,調節(jié)腎小球的濾過功能;分泌GBM的組成成分和降解酶,維持GBM的平衡;抵抗腎小球內壓力,維持腎小球毛細血管袢的空間結構;分泌血管內皮生長因子(VEGF),維持腎小球內皮細胞功能。隨著人們對足細胞的研究不斷深入,有學者[2-3]發(fā)現(xiàn),足細胞損傷與糖尿病腎病(DKD)的形成關系密切。
DKD中足細胞損傷可表現(xiàn)為形態(tài)學改變(足細胞肥大變性、足突增寬乃至融合消失)、密度及數(shù)量減少、分泌功能異常和表型改變等。足細胞結構改變和(或)其分子表達異常與DKD蛋白尿產生密切相關,足細胞剝離使壁層上皮細胞與GBM粘連,是完成腎小球節(jié)段硬化的先決條件,從而加重DKD[4]。
足細胞在糖尿病(DM)病程中可發(fā)生肥大、變性,進而從GMB上脫落、丟失。高糖、機械應激、血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)及糖基化終末產物(AGEs)均可致足細胞肥大。有研究[5]表明DKD患者早期即出現(xiàn)足突增寬,足細胞密度及數(shù)目減少,且在足細胞數(shù)目尚正?;蛳鄬Ψ€(wěn)定的情況下,足突可因腎小球體積增大而代償性增寬。
足細胞密度的減少與蛋白尿形成、腎功能減退、腎小球硬化密切相關,足細胞密度可預測尿蛋白的排泄和腎疾病的進展。足細胞數(shù)目減少的原因主要包括足細胞脫落及凋亡兩方面,足細胞脫落與細胞骨架重排、表面負電荷減少和整合素表達減少等有關;足細胞凋亡與高糖、AGEs、氧化應激、AngⅡ、轉化生長因子(TGF)等多種因素激活凋亡信號和(或)下調抗凋亡信號有關。
1.2.1 SD蛋白分子 SD蛋白表達異常可使足突間的分子連接減少或中斷,導致足突形態(tài)改變甚則融合消失;也可導致足細胞與GBM相互作用減弱,足細胞脫落,從而破壞濾過膜的完整性,導致蛋白尿。有研究[6]表明,DKD發(fā)展過程中nephrin和ZO-1表達逐步減少,足突融合,且nephrin和ZO-1的表達與足細胞數(shù)目呈正相關,與尿蛋白量呈負相關。也有研究[7]表明,在早期DKD大鼠中,因足細胞代償性肥大、足突增寬,podocin和nephrin的表達代償性增加。DKD中SD蛋白的表達發(fā)生改變,這些改變可能是足突融合的結果,也可能進一步導致足突融合及足細胞數(shù)目減少,有待進一步研究。TRPC6可通過增高足細胞胞內Ca2+濃度以及RhoA酶的活化引起F-actin分布的紊亂及nephrin、synaptopodin表達的下調,從而導致足細胞細胞骨架的重構、足突融合消失。
1.2.2 細胞骨架蛋白 細胞骨架蛋白的改變可引起SD蛋白分子結構和功能的改變,足突融合,進而導致蛋白尿,參與腎小球節(jié)段硬化的形成。有研究[8]顯示,DKD時synaptopodin表達減少,其表達與24 h尿蛋白定量呈負相關,與腎小球濾過率(GFR)呈正相關。體外實驗[9]結果提示,α-actinin-4的表達及分布的改變可能引起肌動蛋白細胞骨架結構重排。有研究[10]證實α-actinin-4的表達降低參與了DKD大鼠蛋白尿的發(fā)生。
1.2.3 頂膜區(qū)蛋白(PCX) 在DM小鼠中腎小球足細胞PCX蛋白表達下降;DM患者中尿PCX水平與尿清蛋白排泄水平呈顯著正相關,檢測尿PCX有利于DM患者腎損害的早期診斷和病變程度的評估[11]。
足細胞可分泌VEGF,VEGF既可以作用于腎小球內皮細胞,改變其通透性,也可以作用于足細胞本身,調節(jié)和維持足細胞的形態(tài)和結構。DKD中足細胞異常分泌的VEGF可加速GBM增厚和蛋白尿的增多,導致腎小管肥大和間質纖維化[12]。
上皮細胞—間充質細胞的轉分化(EMT)是足細胞損傷的早期事件,EMT使足細胞的三維結構破壞,表型改變,功能紊亂,破壞腎小球濾過屏障的完整性,進而導致蛋白尿的發(fā)生[13]。體外實驗[14-15]表明,高糖刺激可以誘導小鼠足細胞snail的表達上調及Smad7的表達下調,促進足細胞EMT。
2.1.1 黃芪 黃芪多糖能促進DKD大鼠腎組織中nephrin和podocin蛋白表達,減少尿蛋白排泄[16]。黃芪甲苷可提高大鼠腎皮質β1整合素的表達水平而降低α-actinin-4和整合素連接激酶(ILK)的表達水平,從而維護足細胞結構完整性,改善足細胞的黏附性,并通過減少足細胞ROS水平及抑制p38 MAPK的活化,緩解高糖誘導的足細胞凋亡[17]。
2.1.2 雷公藤 雷公藤多苷可能通過下調DM大鼠腎臟desmin的表達,上調synaptopodin、nephrin、podocin表達,保護足細胞,減少尿蛋白[18-19]。雷公藤甲素可能通過恢復DM大鼠腎組織nephrin與podocin蛋白表達,減輕足細胞損傷以減少尿蛋白排泄,還可通過調節(jié)足細胞TGF-β1/smad信號通路抑制高糖刺激引起的足細胞EMT[20]。
2.1.3 冬蟲夏草 有研究[18]表明冬蟲夏草菌粉可上調DKD大鼠足細胞nephrin、podocin的表達,保護及修復足細胞病變,減輕蛋白尿。此外,有研究[21]顯示人工蟲草對DKD足細胞的保護作用可能與下調MCP-1水平,進而間接降低TGF-β1表達,從而逆轉足細胞EMT過程有關。
2.1.4 三七 三七總皂苷可能是通過調節(jié)nephrin、α3和β1整合素的表達,改善足細胞損傷,顯著降低尿蛋白;還可能通過抗氧化應激抑制TGF-β1、Caspase-3蛋白和基因的過度表達,從而抑制足細胞凋亡,延緩DKD進程[22]。
2.1.5 其他中藥及有效成分 有研究[23]表明山茱萸顆??捎行险{DKD大鼠足細胞podocin蛋白的表達,從而減少足細胞損傷。體外實驗[24]表明絞股藍總皂苷可上調高糖作用下足細胞nephrin mRNA表達,下調VEGF mRNA表達,從而減輕高糖對足細胞的損傷。陳宇寧等[25]發(fā)現(xiàn)積雪草酸可能通過抑制DM大鼠腎臟氧化應激反應以促進足細胞nephrin蛋白表達,抑制desmin表達,維持腎小球濾過屏障的完整性。白藜蘆醇、大豆異黃酮可恢復腎組織足細胞nephrin的表達從而對DM大鼠腎臟起到保護作用[26-27]。
中藥復方多根據(jù)DKD的中醫(yī)病機論治,或祛邪為主,或扶正為主,或扶正祛邪兼顧。
2.2.1 從“瘀、痰、熱、毒”論治,以祛邪為主 化瘀通絡中藥(丹參、川芎、地龍、全蝎、水蛭)與解毒通絡保腎膠囊(榛花、大黃、土茯苓、黃芪、黃連、生地黃、金銀花、枸杞子、益母草)能降低DKD大鼠腎臟desmin表達,保護足細胞[28-29]。清熱通絡復方和祛痰通絡湯可上調DKD大鼠足細胞nephrin、podocin表達,減少尿蛋白排泄,改善腎臟病理改變[30-31]。通絡泄?jié)岱?柴胡、黃芩、黃芪、女貞子、水蛭、土鱉蟲、土茯苓、萆薢)可通過上調DKD大鼠腎組織α-actinin-4和nephrin表達而改善腎功能及蛋白尿情況[32]。泄?jié)峤舛?、活血通絡方(水牛角絲、土茯苓、黃連、蒲公英、積雪草、紅花、川芎、水蛭、地龍、龜板)可以上調DKD大鼠腎組織中podocin mRNA的表達,維持足細胞的形態(tài)結構,從而減少蛋白尿的漏出[33]。
2.2.2 從“虛”論治,以扶正為主 六味地黃丸能上調DKD大鼠腎組織nephrin和podocin表達,減輕尿蛋白,改善腎功能[34]。益腎膠囊(黃芪、當歸、芡實、澤瀉、紅景天)能通過調節(jié)DKD大鼠足細胞PCX蛋白的表達,減少足細胞排泄,減輕足細胞損傷,從而起到保護腎功能的作用[35]。
2.2.3 從“虛、瘀、熱、毒”論治,扶正祛邪兼顧 益氣養(yǎng)陰活血通絡方(黃芪、地黃、丹參、川芎、黃精、地龍、水蛭、全蝎)、益氣養(yǎng)陰活血方(黃芪、地黃、丹參、川芎、黃精)、益氣養(yǎng)陰通絡方(黃芪、地黃、黃精、地龍、水蛭、全蝎)均可減少DKD大鼠尿nephrin的排出,上調腎皮質nephrin及α-actinin-4的表達,減輕足細胞密度的下降,對DKD足細胞有保護作用。益氣養(yǎng)陰活血通絡方效果明顯優(yōu)于益氣養(yǎng)陰活血方和益氣養(yǎng)陰通絡方[36]。左歸降糖益腎方(熟地黃、山萸肉、丹參、黃芪、牛膝)可通過上調DKD小鼠足細胞nephrin、podocin表達,保護足細胞結構,減輕足細胞病理改變[37];并能通過影響B(tài)cl-2/Bax的表達,抑制足細胞凋亡從而保護腎臟[38]。清熱益氣通絡方(葛根、牛蒡子、山茱萸、黃芪、黃柏、川芎、黃芩、柴胡、蘇木、蟬蛻、水蛭)可上調足細胞標志蛋白PCX、P鈣黏蛋白的表達強度,下調損傷性蛋白desmin、成纖維細胞特異性蛋白-1的表達,減弱足細胞EMT,減少尿蛋白,延緩DKD進程[39]。中藥合劑(益母草、丹參、黃芪、茯苓、牽牛子、車前子、白茅根、蘆根、黃精、半枝蓮)能提高nephrin和podocin的表達,促進足細胞損傷修復,減少尿微量清蛋白的排泄,減緩DKD進展[40]。糖腎方(黃芪、鬼箭羽、僵蠶、黃柏、土茯苓、制大黃、白術)能夠下調足細胞desmin蛋白的表達,保護足細胞,有效減少蛋白尿,改善腎臟病理損傷[41]。糖腎平膠囊(黃芪、熟地黃、山萸肉、丹皮、地骨皮、水蛭)能夠通過干預TGF-β1-Smad7-NF-ΚB及TGF-β1/p38 MAPK信號通路減少DKD足細胞凋亡,還可通過抑制TGF-β1-Smad2/3-ILK信號通路的激活減少足細胞EMT,保護足細胞,延緩DKD進程[42-44]。
百令膠囊可使DKD大鼠nephrin表達明顯增加,減輕腎臟病理損傷[45]。尿毒清顆粒能減輕DKD大鼠足突融合程度,降低足突寬度,維持SD蛋白結構,上調nephrin及podocin的表達,維持二者在裂孔膜的線性分布[46]。腎炎四味片可上調DKD大鼠ZO-1的表達,延緩DKD進程[47]。腎康丸可通過調節(jié)DKD大鼠足細胞nephrin和desmin表達,從而維護足細胞的結構和功能,減少尿蛋白,延緩DKD進展[48]。
DM病程中多種因素可致腎小球足細胞損傷,引起尿蛋白,參與DKD發(fā)生發(fā)展的過程,加快腎小球硬化和腎衰竭進程。近年來,中醫(yī)藥在DKD足細胞損傷的保護方面取得一些成果,從單味中藥及有效成分到中藥復方、中成藥均有所涉及,中醫(yī)藥可以通過多途徑、多靶點防治足細胞損傷,延緩DKD進程。但目前研究多為動物實驗,體外實驗及臨床試驗較少,涉及的中藥種類也較少,有關具體作用機制仍有待進一步探討。從保護足細胞方面探討中醫(yī)藥對DKD防治的作用,為中藥新藥的開發(fā)提供理論依據(jù),為DKD的治療提供新途徑。