低剂量雷帕霉素对糖尿病肾病大鼠足细胞nephrin及podocin表达的影响.doc

前言
多数肾脏疾病表现为肾功能衰竭或蛋白尿。蛋白尿是严重肾脏损害的标志,
常常预示着不良的预后。目前,蛋白尿被认为是糖尿病及非糖尿病肾脏病变一种
重要的风险因素。
糖尿病肾病是糖尿病的主要微血管并发症之一,是以早期发生蛋白尿,随后
逐渐出现肾小球滤过率下降,并伴有肾小球硬化为特征。早期研究就发现系膜增
生和肾小球基底膜增厚是糖尿病肾病的主要病理表现,系膜增生与蛋白尿及肾功
能恶化相关,但并不能解释蛋白尿的发生。不同形式的肾小球肾炎或肾病中都发
现肾小球滤过屏障功能异常,从而导致大量血浆蛋白漏出及足细胞足突融合。因
此由肾小球内皮细胞、肾小球基底膜、足细胞构成的肾小球滤过屏障功能障碍可
导致蛋白尿的发生。然而目前对于糖尿病肾病蛋白尿的发病机制尚未完全阐明。
大量有关肾小球选择渗透性损伤机制的研究表明肾小球基底膜中带有负电荷,其
结构改变引起其通透性增加,电荷屏障功能障碍,导致白蛋白滤过增加而出现蛋
白尿。近来对于不同裂孔隔膜相关蛋白的研究发现肾小球足细胞足突之间形成仅
允许小分子物质通过的裂孔,及其覆盖的裂孔隔膜对于维持肾小球机械屏障功能
发挥重要的作用。越来越多的证据表明足细胞结构及功能异常与肾小球滤过屏障
选择渗透性的改变有关,而蛋白尿的产生与肾小球滤过屏障结构和功能损伤密切
相关。随着对足细胞研究的深入,也逐渐认识到足细胞在糖尿病肾病发病中的重
要作用。
足细胞即肾小球脏层上皮细胞,是一类具有独特结构及功能的细胞。根据结
构和功能的不同,足细胞可分成三个部分:胞体、初级突起和次级突起。趾状的
次级突起又称足突,从胞体伸出的足突通过——α3β1 整合素和肌营养不良蛋
白聚糖粘附于肾小球基底膜(GBM)(1)。相邻足细胞的足突之间相互交错形成直径
为 30- 40 nm的裂孔,孔上覆盖一层厚 4- 6 nm的裂孔隔膜(slit diaphragm ,简
称 SD),水和小分子物质可以自由通过裂孔隔膜, 但大分子的血浆蛋白不能通过。
足细胞附着在肾小球基底膜最外层,故足细胞与足突之间的裂孔隔膜共同构成肾
小球滤过屏障的最外侧结构,它们也就成为阻止蛋白通过的最终屏障。因此,当
足细胞受损时,足突的正常结构发生改变,滤过膜完整性受到破坏,导致蛋白尿
发生。
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近年来的研究对裂孔膜(SD)的分子结构有了更多认识,包括 nephr i n, CD2 AP,
F AT, ZO- 1, P- cadher i n, podoci n 及 Neph 1- 3 等多种蛋白质分子组成 SD复合
物,其中一些蛋白质分子在维持 SD复合物结构和功能完整性方面发挥重要的作
用。NPHS1 的蛋白产物 nephr i n,是一种分子量为 180- kDa 的跨膜信号蛋白,仅
在肾小球足细胞中表达,并定位于足细胞的裂孔隔膜区域,在两相邻足突之间形
成锌指状滤过结构(2)。nephr i n,与 podoci n 相互作用,通过 CD2 相关蛋白(CD2 AP)
结合在细胞骨架上。编码 nephr i n 的基因 NPHS1 突变导致了人常染色体隐性遗传
的芬兰型先天性肾病综合征( cNs) (3, 4)。NPHS1 基因突变的患者出现大量蛋白尿,
Put aal a H(5)等研究发现,NPHS 1 失活的大鼠出现蛋白尿及部分足突消失;同样,
Or i kas a M及 Topha m PS(6, 7)等研究也发现对大鼠注射抗 nephr i n 抗体也可导致
蛋白尿的发生。 nephr i n 与蛋白尿的产生密切相关,可推测 nephr i n 对于维持
肾小球滤过屏障的功能起重要作用。研究发现 nephr i n 锚定在 SD细胞质中富含
胆固醇和鞘磷脂的微结构区域,即脂筏区。注射抗足细胞神经节苷酯抗体可导致
足突消失、酪氨酸磷酸化以及 nephr i n 重新定位于裂孔的顶极(8)。Wer ner son A 及
Doubl i er S(9, 10. )等对于足细胞超微结构的研究发现, nephr i n 的重新分布被认
为与继发性肾病综合征有关。有研究证实糖尿病肾病中由于高血糖、糖化血红蛋
白及血管紧张素 I I 增多使 nephr i n 表达下调(11),而循环中的血管内皮生长因子
(VEGF)等对于维持 nephr i n 的表达发挥重要作用(12, 13)。因此,目前许多不同研
究发现在实验性肾小球损伤及出现蛋白尿的肾脏疾病中 nephr i n 的表达减少,表
明 nephr i n 可能与肾病出现蛋白尿的发病机制有关。
NPHS2突变是一些人发生常染色体隐性遗传、伴激素抵抗的肾病综合征的遗
传因素
(14)。podoci n是NP