羅婷，黃帥帥，岑東

糖尿病腎?。―N）是引起終末期腎功能衰竭的主要病因之一，且會(huì)顯著增加心腦血管疾病的發(fā)病率和病死率[1]。根據(jù)國(guó)際糖尿病聯(lián)合會(huì)預(yù)測(cè)，到2045年全世界糖尿病患者人數(shù)將達(dá)到7 億人，其中30%～40%患者將發(fā)展為DN[2]。研究發(fā)現(xiàn)，DN 發(fā)病機(jī)制涉及遺傳、代謝組學(xué)以及血流動(dòng)力學(xué)等多因素的復(fù)雜相互作用，從而引起糖脂代謝紊亂、氧化應(yīng)激、腎素-血管緊張素系統(tǒng)等改變[3]。現(xiàn)發(fā)現(xiàn)，線粒體和線粒體相關(guān)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜（mitochondria associated endoplasmic reticulum membrane，MAM）參與DN 發(fā)生、發(fā)展進(jìn)程，而葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白75（glucose regulated protein 75，GRP75）作為線粒體和MAM 中重要的共定位蛋白，研究其信號(hào)傳導(dǎo)途徑，將有助于闡明DN發(fā)生發(fā)展分子機(jī)制，為DN預(yù)防與治療提供新思路[4-5]，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 GRP75 的定位與功能

1.1 GRP75 與線粒體 GRP75 全稱為75 kDa葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白，屬于HSP70 熱休克蛋白家族成員，主要定位于線粒體基質(zhì)。在哺乳動(dòng)物中涉及多種生物學(xué)功能，包括線粒體蛋白的導(dǎo)入和折疊、線粒體生物合成、抵抗各種應(yīng)激反應(yīng)等[4]。大部分來(lái)自核基因編碼的蛋白需要在GRP75 的協(xié)助下轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入到線粒體內(nèi)部，并幫助其折疊形成正確的空間構(gòu)象和參與后續(xù)組裝過(guò)程。另外，GRP75 可通過(guò)ATP 依賴的蛋白酶對(duì)受損或錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)進(jìn)行水解清除[5]。GRP75 作為線粒體質(zhì)量控制系統(tǒng)關(guān)鍵蛋白，在正常生理狀態(tài)下，充當(dāng)著機(jī)體的保護(hù)因子，維持著線粒體質(zhì)量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡。研究發(fā)現(xiàn)，在神經(jīng)退行性疾病帕金森病中，GRP75 對(duì)維持神經(jīng)元細(xì)胞穩(wěn)態(tài)和活性發(fā)揮著重要作用，可及時(shí)修復(fù)錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)，降解無(wú)效蛋白質(zhì)，清除無(wú)效蛋白質(zhì)積累，從而減緩氧化應(yīng)激過(guò)度激活而導(dǎo)致的機(jī)體損傷[6]。但是在乳腺癌、結(jié)腸癌及非小細(xì)胞型肺癌等惡性腫瘤中，GRP75 表達(dá)水平與腫瘤進(jìn)展呈正相關(guān)[7-8]。Elwakeel等[9]研究表明，GRP75 與P53 相互作用后，通過(guò)阻斷P53 介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡、細(xì)胞周期阻滯途徑，加速腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)與遷移。Liu 等[10]在肝癌研究中還發(fā)現(xiàn)，肝癌細(xì)胞高表達(dá)GRP75 與四膜蛋白CD151，兩者互相結(jié)合形成GRP75/CD151 復(fù)合物，可穩(wěn)定CD151依賴性跨膜超家族復(fù)合體的結(jié)構(gòu)性，促進(jìn)肝癌的轉(zhuǎn)移和侵襲并影響其預(yù)后效果。

1.2 GRP75 與MAM MAM 又稱內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-線粒體聯(lián)絡(luò)區(qū)，是細(xì)胞內(nèi)部分內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜和線粒體外膜之間存在緊密物理連接而形成的一種特化的、類突觸樣結(jié)構(gòu)，在細(xì)胞中發(fā)揮著重要的功能和作用。MAM 上多種內(nèi)質(zhì)網(wǎng)及線粒體相關(guān)蛋白相互作用構(gòu)成蛋白復(fù)合物，參與維持MAM 結(jié)構(gòu)及功能的完整性。作為耦聯(lián)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與線粒體之間的一個(gè)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)域，參與調(diào)節(jié)和協(xié)調(diào)多種細(xì)胞生理過(guò)程，包括調(diào)節(jié)細(xì)胞與線粒體自噬、參與Ca2+交換、脂質(zhì)代謝、氧化應(yīng)激及細(xì)胞凋亡等[11-12]。這些功能使得MAM 在維持細(xì)胞的正常功能和適應(yīng)性中起著重要的作用。有研究顯示，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與線粒體外膜之間的耦聯(lián)距離或耦聯(lián)數(shù)量發(fā)生改變，均會(huì)導(dǎo)致MAM 上定位的蛋白或者相應(yīng)蛋白復(fù)合體出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變化，進(jìn)而引起一系列的MAM功能紊亂[13-14]。

研究表明，GRP75 在MAM 的形成和功能中發(fā)揮著重要作用，具體表現(xiàn)為以下方面：（1）GRP75 參與MAM 的形成和穩(wěn)定性調(diào)控，調(diào)控Ca2+穩(wěn)態(tài)，調(diào)節(jié)Ca2+在MAM 區(qū)域的傳遞。GRP75 作為MAM 界面的關(guān)鍵蛋白，通過(guò)與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的特定蛋白質(zhì)相互作用，促進(jìn)MAM 的形成，與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的IP3 受體（IP3R）結(jié)合，通過(guò)形成IP3R-GRP75-VDAC1 蛋白復(fù)合體從而穩(wěn)定MAM 結(jié)構(gòu)，成為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-線粒體鈣通道復(fù)合體的有機(jī)組分，從而保障內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-線粒體間的正常Ca2+信號(hào)流動(dòng)以維持正常的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)鈣穩(wěn)態(tài)和線粒體內(nèi)鈣穩(wěn)態(tài)。另外，貯存于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的Ca2+由IP3R 介導(dǎo)釋放入胞質(zhì)，經(jīng)耦聯(lián)的IP3R-GRP75-VDAC1 蛋白復(fù)合體運(yùn)輸至線粒體外膜，隨后通過(guò)Ca2+單向轉(zhuǎn)運(yùn)體，Ca2+穿越線粒體內(nèi)膜進(jìn)入線粒體基質(zhì)，充當(dāng)?shù)诙攀辜せ钜幌盗械男盘?hào)通路[15]。Yuan等[16]研究發(fā)現(xiàn)，MAM 過(guò)度富集導(dǎo)致的線粒體內(nèi)Ca2+超負(fù)荷是發(fā)生房顫的一個(gè)重要病因，敲低GRP75 可減少IP3R-GRP75-VDAC1 蛋白復(fù)合體含量，抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)向線粒體的Ca2+轉(zhuǎn)運(yùn)，減輕線粒體氧化應(yīng)激，從而預(yù)防房顫的發(fā)生。（2）GRP75 參與MAM 在脂質(zhì)代謝調(diào)節(jié)中的作用。研究發(fā)現(xiàn)，GRP75 與MAM 相關(guān)的脂質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白相互作用，調(diào)節(jié)脂質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝。它在脂質(zhì)合成和降解過(guò)程中發(fā)揮重要作用，影響細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)的平衡和代謝[17]。（3）GRP75 通過(guò)與線粒體相關(guān)蛋白的相互作用，參與調(diào)節(jié)線粒體功能和細(xì)胞應(yīng)激反應(yīng)。研究表明，GRP75 在MAM 中的存在可以影響線粒體的形態(tài)和功能，并調(diào)節(jié)細(xì)胞應(yīng)激反應(yīng)的發(fā)生，參與調(diào)控線粒體的膜電位、ATP產(chǎn)生和細(xì)胞凋亡等過(guò)程[18]。（4）GRP75 和MAM 的異常功能與多種疾病的發(fā)生和發(fā)展相關(guān)。GRP75 在阿爾茨海默病、帕金森病、肌萎縮性側(cè)索硬化癥和癌癥等疾病中的異常表達(dá)與病理過(guò)程有關(guān)[19-20]。

2 GRP75 與MAM 在DN 發(fā)生發(fā)展中的作用

2.1 MAM 與DN 近年來(lái)，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激、線粒體功能障礙、MAM結(jié)構(gòu)功能紊亂在DN中的影響引起很多關(guān)注。Ke 等[21]發(fā)現(xiàn)，DN 中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)因子，如ATF4、CHOP、IRE1 被顯著激活，通過(guò)刺激TXINP/NLRP3 途徑介導(dǎo)腎損傷發(fā)生。Jiang 等[22]發(fā)現(xiàn)，線粒體動(dòng)力學(xué)平衡可保護(hù)腎臟免受持續(xù)高血糖灌注而引起的細(xì)胞損傷。Yang 等[23]發(fā)現(xiàn)，高糖刺激會(huì)破壞MAM 結(jié)構(gòu)，并在DN 患者與DN 動(dòng)物模型中均觀察到MAM 耦聯(lián)數(shù)目顯著減少。Li 等[24]進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，MAM耦聯(lián)數(shù)目的減少會(huì)誘發(fā)線粒體自噬，導(dǎo)致腎小管損傷；反之，在DN 體外模型中通過(guò)上調(diào)PACS-2 表達(dá)的方式改善MAM結(jié)構(gòu)完整性，有助于增強(qiáng)線粒體功能，降低線粒體自噬水平，從而緩解DN 的進(jìn)展。

2.2 GRP75 與DN 研究表明GRP75 在DN 發(fā)展中起著重要作用。在已知DN 發(fā)病機(jī)制中，高血糖引起炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激的增加，導(dǎo)致腎臟受損。GRP75 通過(guò)調(diào)節(jié)炎癥因子的產(chǎn)生和氧化應(yīng)激反應(yīng)的平衡，參與DN的發(fā)展過(guò)程[25]。此外，研究顯示GRP75與自噬和凋亡過(guò)程的調(diào)節(jié)也與DN 相關(guān)。通常情況下，自噬和凋亡的紊亂導(dǎo)致腎臟細(xì)胞的死亡和損傷。GRP75 通過(guò)參與自噬過(guò)程的調(diào)節(jié)和凋亡信號(hào)通路的調(diào)控，減緩DN 的發(fā)展[26]。GRP75 還參與調(diào)節(jié)細(xì)胞對(duì)胰島素的敏感性。Zhao 等[27]利用小鼠模型，發(fā)現(xiàn)在高糖飲食喂養(yǎng)下構(gòu)建的胰島素抵抗小鼠模型中，GRP75 表達(dá)水平顯著下降，但是MAM 相關(guān)蛋白IP3R、VDAC1 表達(dá)量未受影響，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，GRP75 通過(guò)調(diào)節(jié)線粒體超級(jí)復(fù)合體更新而非MAM重塑途徑來(lái)影響細(xì)胞胰島素抵抗的發(fā)生；隨后在這些研究基礎(chǔ)上構(gòu)建了DN 大鼠與細(xì)胞模型，發(fā)現(xiàn)這些模型中GRP75 表達(dá)量均顯著下降，而且MAM 相關(guān)蛋白IP3R、VDAC1 表達(dá)量亦呈顯著性降低，此外，GRP75 過(guò)表達(dá)可以有效緩解DN大鼠腎小球系膜增生，減輕蛋白尿水平。由此推測(cè)GRP75 與DN 的發(fā)生發(fā)展進(jìn)程息息相關(guān)，但是具體的分子機(jī)制還有待于后續(xù)進(jìn)一步研究。

3 總結(jié)與展望

DN 治療手段主要是通過(guò)胰島素、腎素-血管緊張素-醛固酮抑制劑、鈉-葡萄糖協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白2 抑制劑和非甾體類鹽皮質(zhì)激素受體拮抗劑等調(diào)節(jié)血糖和血壓，降低尿蛋白，延緩腎小球?yàn)V過(guò)率下降。然而，這種治療方式只能延緩DN 的進(jìn)展，無(wú)法達(dá)到預(yù)防或根治的目的。GRP75 作為重要的多功能蛋白，與線粒體、MAM 結(jié)構(gòu)功能的穩(wěn)定均緊密相關(guān)。盡管前期已經(jīng)取得了一些進(jìn)展，但仍需要更多的研究來(lái)揭示GRP75 在DN 發(fā)生發(fā)展中的具體作用和機(jī)制，為開(kāi)發(fā)新的治療策略提供理論依據(jù)。

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