時(shí)琛，王家平

昆明醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院放射科，昆明 650000

足細(xì)胞是保證腎臟功能實(shí)現(xiàn)的重要結(jié)構(gòu)，它是裂隙隔膜濾過屏障的重要組成部分，可阻止蛋白質(zhì)進(jìn)入尿液［1］；同時(shí)，足細(xì)胞可合成腎小球基底膜組分，并分泌血管內(nèi)皮生長因子以維持腎小球內(nèi)皮細(xì)胞完整性，從而保證濾過功能的實(shí)現(xiàn)［2］。多種疾病可造成足細(xì)胞損傷，如糖尿病腎病、狼瘡性腎病、藥物或毒物所導(dǎo)致的腎損傷、膿毒癥、腎病綜合征、IgA腎病及腎缺血再灌注損傷等。足細(xì)胞損傷的機(jī)制包括氧化應(yīng)激、自噬、炎癥和纖維化等，多種機(jī)制相互作用，最終導(dǎo)致足細(xì)胞凋亡。間充質(zhì)干細(xì)胞（MSCs）可從多種組織（如骨髓、臍帶和脂肪等）分離獲取，免疫原性低，可通過定植于受損部位、分化為受損細(xì)胞、旁分泌等途徑發(fā)揮作用?，F(xiàn)就MSCs對足細(xì)胞損傷的治療作用機(jī)制相關(guān)研究進(jìn)行綜述，以期為相關(guān)臨床研究提供理論依據(jù)。

1 促進(jìn)足細(xì)胞分化

MSCs歸巢并分化為足細(xì)胞樣細(xì)胞是非常經(jīng)典的觀點(diǎn)。足細(xì)胞屬于終末細(xì)胞，其損傷后足細(xì)胞前體細(xì)胞的增殖和遷移效率低下，因此MSCs的分化潛能可為治療足細(xì)胞損傷發(fā)揮重要作用。XIA等［3］用綠色熒光蛋白標(biāo)記骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（BMSCs），采用BMSCs動(dòng)脈移植治療阿霉素腎病大鼠，于移植后1 d在腎小球和腎小管中觀察到綠色熒光，證實(shí)MSCs歸巢。ZHANG等［4］在體外成功誘導(dǎo)脂肪來源間充質(zhì)干細(xì)胞（AD-MSCs）分化為足細(xì)胞樣細(xì)胞，誘導(dǎo)分化的細(xì)胞表達(dá)足細(xì)胞標(biāo)志蛋白nephrin和podocin。他們進(jìn)一步將誘導(dǎo)分化的足細(xì)胞移植到阿霉素誘導(dǎo)的腎病小鼠模型中，驗(yàn)證了該類細(xì)胞的腎臟修復(fù)作用。

腎小球壁層上皮細(xì)胞（PECs）和足細(xì)胞來源于同一細(xì)胞譜系。隨著年齡增長，小鼠足細(xì)胞損失增多，PECs遷移分化為足細(xì)胞，表達(dá)足細(xì)胞標(biāo)志蛋白nephrin和podocin等［5］。MSCs除可分化為足細(xì)胞，對PECs也具有調(diào)節(jié)作用，能使促纖維化PECs減少并促進(jìn)再生PECs轉(zhuǎn)化為足細(xì)胞。PECs轉(zhuǎn)化為足細(xì)胞經(jīng)歷兩個(gè)過程［6］：在損傷早期，PECs聚集于腎小球，其表型為活化的CD44＋細(xì)胞，促纖維化PECs表達(dá)CD44，MSCs移植能夠降低該類PECs的豐度至正常水平，減輕PECs的促纖維化活性、保留足細(xì)胞表型［7］；第二個(gè)階段是損傷28 d左右，PECs表達(dá)足細(xì)胞標(biāo)志蛋白但不表達(dá)CD44，該階段PECs轉(zhuǎn)化補(bǔ)充足細(xì)胞，足細(xì)胞數(shù)量明顯增加［6］。MSCs可通過抑制Wnt/β-catenin信號通路實(shí)現(xiàn)PECs的足細(xì)胞轉(zhuǎn)化。有實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，接受MSCs移植的阿霉素腎病大鼠腎小球足細(xì)胞的數(shù)量較對照組顯著增加［8］。研究表明，Wnt/β-catenin信號通路與足細(xì)胞功能障礙密切相關(guān)，并且在β-catenin缺陷小鼠體內(nèi)觀察到由PECs形成的足細(xì)胞［9-10］。

2 抗氧化應(yīng)激

氧化應(yīng)激在慢性腎臟病的發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮重要作用，其產(chǎn)生的活性氧（ROS）與足細(xì)胞損傷密切相關(guān)［11］。腎臟ROS的主要來源物質(zhì)是NADPH氧化酶，如非吞噬細(xì)胞氧化酶（NOX）家族，降低其含量將有效保護(hù)足細(xì)胞。有學(xué)者將人臍帶MSCs經(jīng)腎動(dòng)脈注入糖尿病腎病大鼠體內(nèi)，有效降低NOX1和NOX2表達(dá)，減輕足細(xì)胞損傷，保護(hù)殘余腎功能［12］。同時(shí)，研究者發(fā)現(xiàn)，NOX4在腎臟中選擇性表達(dá)，因此更加關(guān)注NOX4在腎臟疾病治療中的作用。NOX4基因缺失使腎超氧化物生成增多，沉默NOX4可明顯抑制ROS生成，發(fā)揮抗氧化應(yīng)激作用［13］。

足細(xì)胞損傷修復(fù)與絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）信號通路和Wnt/β-catenin通路關(guān)系密切。Wnt/β-catenin常由晚期氧化蛋白產(chǎn)物（AOPPs）激活。AOPPs是氧化的血漿蛋白的副產(chǎn)物，在血漿中逐漸積累后誘導(dǎo)腎組織中促氧化酶的活性，損傷足細(xì)胞［11］。AOPPs通過與作用于足細(xì)胞膜上的糖基化終產(chǎn)物受體結(jié)合，使NOX2表達(dá)上調(diào)，激活Wnt/βcatenin通路從而介導(dǎo)損傷，Wnt阻斷劑和β-catenin基因敲除可阻斷該過程［14］。NI等［15］研究發(fā)現(xiàn)，MSCs對Wnt/β-catenin通路有抑制作用，可延緩糖尿病腎病進(jìn)展。p38被磷酸化激活時(shí)，足細(xì)胞凋亡增多，而沉默NOX4時(shí)，p38磷酸化受到抑制，因而NOX4通過激活MAPK通路介導(dǎo)足細(xì)胞凋亡［13］。MSCs的旁分泌作用可抑制該過程。研究表明，MSCs可將miR-100-5p或miR-181a-2-3p轉(zhuǎn)移至受損細(xì)胞內(nèi)，直接或間接靶向NOX4，減少ROS生成，發(fā)揮抗氧化應(yīng)激作用［13，16］。

3 抗足細(xì)胞自噬

自噬在維持足細(xì)胞穩(wěn)態(tài)中起重要作用，一定程度的自噬活性可以保護(hù)足細(xì)胞。研究顯示，醛固酮通過鹽皮質(zhì)激素受體誘導(dǎo)氧化應(yīng)激，激活足細(xì)胞自噬［17］；醛固酮可上調(diào)自噬標(biāo)志物表達(dá)，使微管相關(guān)蛋白輕鏈（LC）3Ⅰ向LC3Ⅱ轉(zhuǎn)化，自噬抑制劑可抑制該過程，但可加重足細(xì)胞損傷。因此，在醛固酮誘導(dǎo)的足細(xì)胞損傷中，自噬發(fā)揮了保護(hù)作用。有學(xué)者［18］利用脂多糖誘導(dǎo)足細(xì)胞損傷模型，發(fā)現(xiàn)足細(xì)胞自噬亦發(fā)揮了保護(hù)足細(xì)胞的作用。還有研究發(fā)現(xiàn)，在狼瘡性腎炎中，自噬激活與足細(xì)胞損傷程度呈負(fù)相關(guān)，自噬標(biāo)志物L(fēng)C3BⅡ在T細(xì)胞中表達(dá)［19］。自噬對足細(xì)胞的保護(hù)作用可能通過兩種方式實(shí)現(xiàn)。一是抑制血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）［20］：足細(xì)胞是VEGF的主要產(chǎn)生者，而VEGF高表達(dá)可提高濾過屏障對于大分子的通透性，促使蛋白尿形成［21］。二是抑制補(bǔ)體對足細(xì)胞的攻擊從而減少凋亡：有學(xué)者對MPC5細(xì)胞應(yīng)用自噬增強(qiáng)劑雷帕霉素，發(fā)現(xiàn)可有效減輕補(bǔ)體攻擊引起的足細(xì)胞形態(tài)、應(yīng)力纖維改變及損傷、凋亡［22］，這是膜性腎病足細(xì)胞的自噬保護(hù)機(jī)制。

自噬作為凋亡前的適應(yīng)性行為，其保護(hù)作用和細(xì)胞凋亡之間發(fā)生失衡，最終導(dǎo)致足細(xì)胞損傷［23］。MSCs被證實(shí)可通過多種途徑調(diào)節(jié)細(xì)胞自噬［24］。AD-MSCs來源外泌體可以抑制高糖誘導(dǎo)的MPC5細(xì)胞和糖尿病小鼠的哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）信號激活，并抑制自噬［25］。BMSCs可抑制過氧化氫誘導(dǎo)的足細(xì)胞內(nèi)PI3K/AKT/mTOR信號通路激活，減輕足細(xì)胞異常自噬和凋亡，轉(zhuǎn)染miRNA-124后的BMSCs可以增強(qiáng)上述效應(yīng)［26］。因此，MSCs很有可能作用于mTOR信號通路，減輕足細(xì)胞自噬，發(fā)揮保護(hù)足細(xì)胞的作用。

4 調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)

炎癥反應(yīng)是足細(xì)胞損傷最常見的機(jī)制之一。近年足細(xì)胞損傷炎癥機(jī)制相關(guān)研究中，對炎癥小體的研究越來越深入，如NOD樣受體蛋白3（NLRP3）炎癥小體。NLRP3在糖尿病腎?。?7］、狼瘡性腎炎［28］、IgA腎病［29］、醛固酮和血管緊張素Ⅱ誘導(dǎo)的足細(xì)胞損傷［30-31］等多種足細(xì)胞相關(guān)疾病中發(fā)揮作用。將MSCs經(jīng)動(dòng)脈注射入阿霉素腎病大鼠體內(nèi)，可有效降低NLRP3及炎癥因子單核細(xì)胞趨化蛋白1、腫瘤壞死因子α（TNF-α）的表達(dá)。JIANG等［32］提出，NLRP3炎癥小體接受沉默信息調(diào)節(jié)因子1（SIRT1）的靶向調(diào)控，敲除SIRT1的小鼠蛋白尿明顯增加，并異常激活NLRP3炎癥小體，而用MSCs來源的外泌體干預(yù)膿毒癥小鼠后，可激活SIRT1，并延緩腎功能惡化［33］。MSCs通過旁分泌作用靶向Toll樣受體（TLR）信號及轉(zhuǎn)化巨噬細(xì)胞進(jìn)而調(diào)節(jié)炎癥因子表達(dá)。WANG等［34］報(bào)道，糖尿病高糖環(huán)境可激活TLR信號通路，促進(jìn)核因子κB（NF-κB）磷酸化，上調(diào)各種炎癥因子如白細(xì)胞介素1β（IL-1β）、TNF-α等表達(dá)；MSCs可通過上調(diào)肝細(xì)胞生長因子水平，使TLR2、TLR4 mRNA和蛋白表達(dá)降低，抑制NF-κB-p65從胞質(zhì)向胞核轉(zhuǎn)移，降低炎癥因子水平。MSCs還能通過誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)化為M2型進(jìn)而減輕足細(xì)胞損傷。ZHANG等［35］研究顯示，狼瘡性腎病模型中，巨噬細(xì)胞可直接損傷足細(xì)胞，而給予臍帶MSCs干預(yù)可增加CD206表達(dá)，減輕腎巨噬細(xì)胞浸潤，巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)化為M2型，降低TNF-α、IL-1β表達(dá)，上調(diào)抗炎因子IL-10表達(dá)，從而減輕狼瘡性腎病的足細(xì)胞損傷。

5 抗纖維化

上皮—間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）是指分化的上皮細(xì)胞發(fā)生表型轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化成基質(zhì)成纖維細(xì)胞和肌成纖維細(xì)胞的過程。當(dāng)腎小管上皮細(xì)胞處于刺激條件下，會(huì)產(chǎn)生各種趨化因子和細(xì)胞因子，吸引炎癥細(xì)胞聚集、浸潤，浸潤的細(xì)胞又產(chǎn)生多種可溶性因子，在多種細(xì)胞因子構(gòu)成的微環(huán)境中，足細(xì)胞、腎小管上皮細(xì)胞等為適應(yīng)環(huán)境而改變細(xì)胞表型，表型改變導(dǎo)致足細(xì)胞功能障礙，發(fā)生蛋白尿和腎小球硬化［36］。多種細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路如轉(zhuǎn)化生長因子β（TGF-β）/Smad、Wnt/β-catenin通路在EMT中起著至關(guān)重要的作用。TGF-β可誘導(dǎo)足細(xì)胞發(fā)生EMT［37］。LV等［38］發(fā)現(xiàn)，MSCs通過分泌骨形態(tài)發(fā)生蛋白7，抑制高糖誘導(dǎo)的TGF-β/Smad3信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，使糖尿病大鼠Ⅰ、Ⅱ型膠原蛋白減少、α-平滑肌肌動(dòng)蛋白表達(dá)減少。同時(shí)，MSCs通過抑制陷窩蛋白1磷酸化從而抑制β-catenin活化，使Ⅰ型膠原蛋白和纖維連接蛋白表達(dá)降低［39］。除此之外，有學(xué)者將MSCs分泌的外泌體與足細(xì)胞共培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)外泌體可介導(dǎo)miR-215-5p到足細(xì)胞的穿梭，負(fù)向調(diào)節(jié)E盒結(jié)合鋅指蛋白2基因，抑制足細(xì)胞EMT［40］。

6 抗足細(xì)胞凋亡

足細(xì)胞凋亡是多種病因?qū)е伦慵?xì)胞損傷的最終結(jié)果。前述各項(xiàng)機(jī)制均可與足細(xì)胞凋亡相聯(lián)系，MSCs則通過對上述機(jī)制的調(diào)節(jié)，減少足細(xì)胞凋亡。此外，MSCs也可直接靶向凋亡機(jī)制。許多證據(jù)表明，MSCs的抗凋亡作用依賴于外分泌途徑。MSCs可通過分泌細(xì)胞因子、介導(dǎo)miRNA的穿梭、影響足細(xì)胞標(biāo)志蛋白表達(dá)或靶向足細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞因子表達(dá)，從而保護(hù)足細(xì)胞。在糖尿病腎病中，AD-MSCs可分泌表皮生長因子，減輕高糖誘導(dǎo)的足細(xì)胞損傷和凋亡；進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，AD-MSCs可通過外分泌途徑阻止足細(xì)胞骨架蛋白突觸素的下調(diào)和重排及下調(diào)Caspase-3蛋白表達(dá)，從而實(shí)現(xiàn)以上功能［41］。人尿源性干細(xì)胞中的miR-16-5p可通過外泌體途徑轉(zhuǎn)移至足細(xì)胞，靶向足細(xì)胞內(nèi)的VEGFA，抑制VEGFA表達(dá)和足細(xì)胞凋亡［42］。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，骨髓基質(zhì)干細(xì)胞能通過調(diào)節(jié)Caspase-3、LC3Ⅱ/Ⅰ、p62、Bcl-2和Bax從而保護(hù)受損的足細(xì)胞，使其免于異常凋亡和自噬［26］。Caspase-3是細(xì)胞凋亡主要標(biāo)志物之一。有學(xué)者將MSCs作用于高糖誘導(dǎo)損傷的小鼠腎足細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)Caspase-3表達(dá)下調(diào)，足細(xì)胞凋亡減少，基質(zhì)細(xì)胞衍生因子1轉(zhuǎn)染的MSCs可增強(qiáng)上述效應(yīng)［43］。

總之，MSCs可通過多種途徑促進(jìn)足細(xì)胞損傷修復(fù)，減輕足細(xì)胞凋亡，起到保護(hù)足細(xì)胞的作用。雖然MSCs在治療足細(xì)胞損傷方面有很好的應(yīng)用前景，但仍存在許多不足：MSCs治療的安全性需要進(jìn)一步研究，且MSCs的注射途徑及數(shù)量尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)；外泌體提取步驟繁瑣，提取數(shù)量微小，因此，MSCs的推廣應(yīng)用還面臨很多挑戰(zhàn)。隨著對MSCs的研究不斷深入，學(xué)者們嘗試對分泌囊泡內(nèi)容物進(jìn)行研究，以期從分子層面實(shí)現(xiàn)MSCs的治療作用。