楊 麗,龐潔玉,段雪萍,馮勝剛
(1.川北醫(yī)學(xué)院第二臨床醫(yī)學(xué)院/南充市中心醫(yī)院2020碩士研究生,四川 南充 637000;2.川北醫(yī)學(xué)院第二臨床醫(yī)學(xué)院/南充市中心醫(yī)院2019碩士研究生,四川 南充 637000;3.川北醫(yī)學(xué)院第二臨床醫(yī)學(xué)院/南充市中心醫(yī)院腎內(nèi)科,四川 南充 637000)
糖尿病腎臟疾?。╠iabetic kidney disease,DKD)是指由糖尿病所致的慢性腎臟疾?。╟hronic kidney disease,CKD),是糖尿病主要的微血管并發(fā)癥之一,也是導(dǎo)致終末期腎臟?。‥SRD)的重要原因。DKD最早的癥狀是微量白蛋白尿(>30mg/d),之后發(fā)展為大量白蛋白尿(>300mg/d)和腎小球濾過率下降,最終進展至ESRD[1]。研究證實,血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑(ACEI)、血管緊張素受體阻滯劑(ARB)可以降低DKD患者的尿蛋白水平,并可能對腎功能產(chǎn)生額外的益處。研究發(fā)現(xiàn),作為一種新型降血糖藥物,鈉-葡萄糖共轉(zhuǎn)運蛋白-2抑制劑(SGLT2is)在治療DKD和降低腎臟疾病的進展風(fēng)險方面有顯著作用[2-4]。盡管如此,上述藥物減少蛋白尿的療效仍不足,尤其對出現(xiàn)大量蛋白尿和腎功能不全的DKD,尚有一定的副作用[5]。因此,DKD的治療仍需探究新的方法。
DKD的治療選擇中包括中醫(yī)治療,其中雷公藤是最受關(guān)注的中藥之一。雷公藤(Tripterygium wilfordii Hook.f)為衛(wèi)矛科植物,在我國有悠久的藥用歷史,目前已鑒定出300多種提取物,其中雷公藤多苷(Tripterygium wilfordii polyglycosides,TWP)是從雷公藤根中提取的總苷,是治療DKD的有效藥物[6-7]。TWP通過多種機制發(fā)揮抗炎、抗氧化、抗纖維化和抗腎小球硬化的作用。本文就TWP治療DKD所發(fā)揮的作用和機制進行闡述。
炎癥作為DKD糖代謝紊亂、血流動力學(xué)障礙及氧化應(yīng)激損傷等經(jīng)典發(fā)病機制的下游途徑,被國內(nèi)外學(xué)者高度關(guān)注。DKD的炎癥性損傷包括炎癥細胞活化 、炎癥因子高表達及炎癥信號通路激活等重要環(huán)節(jié),糖尿病環(huán)境下腎臟組織受到影響,釋放內(nèi)源性危險信號,激活模式識別受體分子以及細胞表面受體,產(chǎn)生細胞間黏附分子-1(Intercellular Adhesion Moleclar 1,ICAM-1),以及單核細胞趨化蛋白-1(monocyte chemotactic protein 1,MCP-1),兩者共同介導(dǎo)單核巨噬細胞在腎臟組織中募集和浸潤,導(dǎo)致腎小球中浸潤的巨噬細胞活化、過度生成多種炎癥因子,如腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細胞介素-1β(IL-1β)和轉(zhuǎn)化生長因子-β1(TGF-β1),進一步誘導(dǎo)參與炎癥的相關(guān)通路如核因子KB(NF-kB)、P38絲裂原活化蛋白激酶(p38 MAPK)、轉(zhuǎn)化生長因子β1(TGFβ1)通路的激活,多種機制最終導(dǎo)致系膜細胞增生及細胞外基質(zhì)沉積,最終形成腎小球硬化[8]。
抑制炎癥因子表達。研究表明[9],TWP能有效抑制各種炎性細胞因子的表達,其中包括抑制腎臟中腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細胞介素-1β(IL-1β)和轉(zhuǎn)化生長因子β1(TGF-β1)等相關(guān)炎性因子的過表達,從而減少蛋白尿,減輕腎臟病理改變。
抑制炎癥信號通路活性。TWP可抑制包括磷酸化p38 MAPK、磷酸化抑制劑蛋白IkB和NF-kB等信號通路的蛋白過度表達,TWP通過下調(diào)腎組織p38MAPK信號通路中關(guān)鍵信號分子p38MAPK蛋白表達水平,抑制炎癥信號通路活性,減少TGF-β1下游炎癥因子和炎癥介質(zhì)表達,從而改善腎組織炎癥性損傷[10-12]。研究表明,TWP可降低DKD大鼠腎組織JAK2和STAT3蛋白磷酸化水平,抑制JAK/STAT通路活性,減輕腎損傷[13]。
抑制巨噬細胞的浸潤和活化。TWP可以平衡Th1/Th2,并抑制糖尿病大鼠腎臟中的巨噬細胞浸潤[14],TWP可下調(diào)DKD腎組織中MCP-1、ICAM-1的表達,減少巨噬細胞浸潤。巨噬細胞浸潤腎小球會產(chǎn)生各種炎癥因子,尤其是IL-1β、TGF-β1,給腎臟帶來較大損傷。MCP-1是導(dǎo)致巨噬細胞浸潤腎小球的重要因子,其表達水平越高,腎臟病變越嚴重。臨床研究顯示,TWP能有效抑制巨噬細胞的浸潤,且能降低MCP-1的表達,減少腎損傷[15]。
持續(xù)的高糖狀態(tài),可導(dǎo)致晚期糖基化終產(chǎn)物(advanced glycation end products,AGEs)的過量產(chǎn)生,從而導(dǎo)致抗氧化機制失衡。機體抗氧化能力顯著降低,會導(dǎo)致氧自由基顯著增加,從而導(dǎo)致氧化應(yīng)激。腎臟內(nèi)過多的 ROS可激活胞內(nèi)多條信號通路,在腎小球中發(fā)生氧化應(yīng)激損傷的過程中丙二醛(MDA)大量生成,同時也大量消耗抗氧化酶如超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)。最終,氧化應(yīng)激導(dǎo)致腎纖維化和腎功能下降[16-18]。
氧化應(yīng)激的增加在DKD的發(fā)展中起著重要的作用,而TWP具有抗氧化的作用。相關(guān)研究表明,雷公藤提取物顯著降低了過氧化氫誘導(dǎo)的人多巴胺能細胞胞質(zhì)氧化,抑制了細胞形態(tài)和DNA的損傷,表明TWP能夠抵抗過氧化氫引起的氧化應(yīng)激[19-20]。MDA是反映機體氧化應(yīng)激的重要指標之一,而SOD起清除機體超氧陰離子自由基的作用。臨床研究顯示,TWP能降低DKD大鼠腎臟MDA的表達,同時有助于上調(diào)超氧化物歧化酶和谷胱甘肽過氧化物酶的表達,從而有效改善氧化應(yīng)激[21]。
纖維化是DKD的主要病理變化之一,其特征是間質(zhì)成纖維細胞的積聚和腎小管間質(zhì)空間過度的細胞外基質(zhì)沉積,最終導(dǎo)致腎小管重吸收中斷,從而推動腎纖維化和硬化的進展。多研究證實TWP能改善DKD腎間質(zhì)纖維化。
抑制TGF-β1表達。TGF-β1能調(diào)節(jié)腎臟細胞的增殖和分化,促進腎小管間質(zhì)纖維化。同時結(jié)締組織生長因子(connective tissue growth factor,CTGF)對成纖維細胞具有趨化作用。TGF-β1、CTGF在糖尿病大鼠腎小管間質(zhì)中表達明顯增強,予TWP干預(yù)后腎小管間質(zhì)TGF-β1、CTGF 表達明顯減少[22]。同時在DKD發(fā)展過程中,血清TGF-β1、Gremlin促進腎間質(zhì)纖維化,骨形態(tài)發(fā)生蛋白-7可抑制腎間質(zhì)纖維化,TWP能夠減少尿蛋白的排泄,保護腎小管,抑制TGF-β1、Gremlin上升及骨形態(tài)發(fā)生蛋白-7下降趨勢,改善DKD腎間質(zhì)纖維化[23]。
抑制Smads信號通路。Smad蛋白是TGF-β1的下游信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白,TGF-β1、Smad2/3的上調(diào)和活化在DKD纖維化過程中起到重要作用,Ⅳ型膠原(Col-Ⅳ)是腎組織纖維化指標。研究表明,TWP能降低DKD大鼠腎組織中Smad2/3蛋白及Col-Ⅳ的表達,抑制腎臟纖維化[24]。
抑制系膜細胞增殖和細胞外基質(zhì)積聚。TWP能夠上調(diào)miR-137的表達,進而抑制Notch1通路的激活,阻止細胞外基質(zhì)ECM的積累,改善糖尿病大鼠腎小球硬化[25]
研究表明,TWP可以通過調(diào)節(jié)自噬、PI3K/ Akt途徑和PTEN來改善腎纖維化。TWP可以恢復(fù)自噬,以減輕糖尿病腎纖維化[26]。研究證明,TWP可以下調(diào)miR-188-5p,然后通過增加PTEN效應(yīng)抑制PI3K/Akt途徑來改善腎上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)。研究表明,PTEN泛素化促進了部分上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化,導(dǎo)致通過腎纖維化。TWP抑制PTENK27-polyUb介導(dǎo)的腎上皮細胞的上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化[2]。
在早期DKD過程中,微炎癥和p38絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)和典型核因子NF-kB信號通路的激活是高血糖導(dǎo)致腎小球硬化(GS)的重要機制。TWP抑制腎小球微炎癥的同時改善腎小球硬化,通過抑制腎臟中腫瘤壞死因子-α、白細胞介素-1β和TGF-β1的過表達以及抑制p38 MAPK和NF-kB信號活性來實現(xiàn)[27]。
足細胞是腎小球濾過的最后屏障,足細胞結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,是引發(fā)DKD蛋白尿的主要因素。足細胞減少不但會引起蛋白尿,還會加重腎小球硬化,引起腎功能損傷。nephrin與podocin蛋白是維持足細胞結(jié)構(gòu)的重要跨膜糖蛋白,是大分子蛋白濾過的最后屏障。多動物實驗研究表明,雷公藤甲素可上調(diào)腎組織中nephrin和podocin的表達,減輕足細胞損傷,促進足細胞結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定,減少蛋白尿。雷公藤甲素可保護并修復(fù)DKD小鼠腎足細胞損傷,減少足突融合,抑制腎足細胞的凋亡,通過激活腎足細胞自噬活性,從而穩(wěn)定足細胞的功能與結(jié)構(gòu),起到保護腎臟的作用[28-31]。
抑制RANK/RANKL表達。核因子kB受體活化因子(RANK)與核因子kB受體活化因子配體(RANK)是近年來新發(fā)現(xiàn)的廣泛作用于各種腎臟疾病的細胞因子,其通過激活NF-kB信號通路參與炎癥反應(yīng),促進DN的發(fā)生發(fā)展[32]。研究發(fā)現(xiàn),在DKD大鼠的腎臟組織中,足細胞損傷的同時,RANKL及RANK表達升高,表明RANK/RANKL可能是導(dǎo)致蛋白尿產(chǎn)生的重要原因,予以雷公藤多苷干預(yù)治療可以抑制RANK/RANKL表達,保護足細胞,減輕DKD大鼠尿蛋白的產(chǎn)生,起到保護腎臟作用[33]。
下調(diào)GADD45B基因的表達。GADD45蛋白是一種響應(yīng)環(huán)境的應(yīng)激蛋白,在DNA修復(fù)和細胞周期調(diào)控及衰老等多種細胞功能中發(fā)揮調(diào)節(jié)作用。研究表明,GADD45B與足細胞損傷有關(guān),研究利用斑馬魚模型和培養(yǎng)的人足細胞來確定GADD45B的誘導(dǎo)是足細胞損傷的早期反應(yīng),其通過激活p38 MAPK信號通路誘導(dǎo)足細胞凋亡[34]。也有研究發(fā)現(xiàn),TWP能有效糾正NF-kB的異常激活,降低GADD45B的表達,減少蛋白尿,保護足細胞免受凋亡[35]。
增強WT1蛋白表達。腎母細胞瘤抑制基因(Wilms’tumor 1 gene,WT1)是足細胞特異性標志基因,其功能主要是調(diào)節(jié)各種靶基因的轉(zhuǎn)錄及參與RNA轉(zhuǎn)錄后過程。研究表明,降低DKD患者及大鼠模型的蛋白尿及改善腎臟病理與糖尿病腎病腎組織內(nèi)WT1蛋白表達增加有相關(guān)性,可能是因為TWP增強了WT1蛋白的表達,從而發(fā)揮保護腎臟作用[36-37]。
DKD是糖尿病嚴重的并發(fā)癥,也是人類健康面臨的主要問題。過去幾十年的多項研究證實,TWP可以作為DKD的一種很好的替代治療方法,其從免疫抑制、抗炎、改善氧化應(yīng)激、保護足細胞及抗纖維化等多個環(huán)節(jié)發(fā)揮治療作用。目前TWP抗DKD所揭示的機制,多來源于動物實驗,未來在臨床研究中尚需要進一步探索。