（武汉轻工大学医学院移植免疫实验室 湖北 武汉 430023）
【中图分类号】R394 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752（2016）06-0372-03
由于创伤、感染、中毒、血循环障碍、免疫反应等因素，肾脏固有细胞损失、大量胶原沉积的过程就是肾脏纤维化[1]。肾实质和间质的纤维化是多种慢性肾脏疾病的主要病理改变，是导致肾功能衰竭的共同通路。
缺血再灌注（ischemia-reprfusion injury,IRI）致肾急性损伤的研究有较多报道。典型大鼠肾急性IRI模型（缺血45min）的肾功能在l周后恢复正常，肾小管上皮在1个月后完全恢复，与肾损伤相关的细胞因子回到基线水平[2,3]。短时间IRI造成肾脏可逆性损伤，而缺血时间过长可导致肾脏急性坏死[4,5]。缺血时间介于其间的IRI可能导致肾脏的不可逆慢性损伤与纤维化。本文对IRI致肾不可逆慢性损伤的相关研究进展及其对IRI可能启动慢性肾纤维化的细胞和分子环节做一综述。
1.肾缺血再灌注模型
对肾脏进行热缺血处理的常用方式为夹闭肾蒂。有报道附加结扎输尿管周围小血管[6]、单独夹闭肾动脉[7]的改良方法，但夹闭肾蒂操作简便并有足够的稳定性，是肾热缺血处理通用的方式。
对肾脏IRI模型更重要的设计因素，是对双肾的处理。常见的方式为对侧肾切除单侧肾（孤立肾）热缺血，或双侧肾热缺血。该因素直接影响到存留肾单位的数量，对肾功能代偿与失代偿具有重要的影响。
2.导致肾脏慢性损伤的热缺血时限
通常认为大鼠肾热缺血不可逆损伤的阈值是60～90min[8]。大鼠肾脏热缺血90min，肾小管壁的完整性即遭到严重破坏，在外髓的直部和内髓亨利袢粗段的上升支病变最为明显，肾脏发生急性坏死。
较多的热缺血致肾脏慢性损伤的的研究基于孤立肾模型。Forbes等[9]夹闭肾蒂（左）45min的大鼠肾脏IRI模型显示，至180天肾脏间质ED-1阳性细胞、Ⅲ型胶原明显增加，有肾纤维化趋势。Jain等[10]夹闭肾蒂（右）45min的大鼠模型，6个月时尿总蛋白及与肾纤维化相关的TGF-B1 mRNA均明显升高，但肾脏间质中Ⅲ型胶原无明显增加。但也有文献报道[11]热缺血时间为45min的单肾IRI模型，观察至40周未发现肾功能损伤及纤维化改变。
Basile等[12]夹闭肾动脉（左）60min的大鼠模型显示，肾小管周围毛细血管不可逆损伤从而影响远期肾功能。Josep等[13]夹闭肾蒂（左）60min右肾切除的大鼠模型，16周后肾小球硬化、间质纤维化和单核细胞浸润均显著增强，同时与肾纤维化相关的转化生长因子β1（TGF-β1）的表达也明显升高。但基于双侧肾热缺血模型，夹闭肾蒂60min的大鼠在16周后无肾小球硬化、间质纤维化和和单核细胞浸润，几与正常肾无异[13]。
目前的研究证明肾脏IRI可以导致肾脏纤维化，而对于导致肾脏不可逆慢性损伤的缺血时限仍不明确，即使大于60min仍存在逆转损伤的可能性。
3.急性缺血再灌注损伤
缺血再灌注损伤可以导致肾脏固有细胞坏死和凋亡。同时未坏死肾单位出现细胞排列极性破坏、微血管阻塞、肾小管阻塞，最严重的损害直接导致肾脏功能急性衰竭[14]。
在肾脏固有细胞坏死和凋亡过程中，固有细胞释放各种损伤分子模式、细胞因子和趋化因子[15]。在其共同作用下，吸引单核细胞、淋巴细胞等向损伤部位聚集、活化、增殖，导致肾间质浸润。中性粒细胞进一步产生细胞因子和活性氧则加重损伤[16]。受损后肾小管上皮细胞发生间充质转化，释放细胞因子PDGF、IL-1与生长因子TGF-β等，激活肾间质成纤维细胞，促使其增生并分泌纤维蛋白。同时亦可分泌纤溶酶原激活抑制物（PAI-1），使基质金属蛋白酶（MMP）的降解活性下降，细胞外基质（ECM）的降解减少[17]。
4.缺血再灌注损伤的持续与扩大
4.1 存留肾单位的数量与蛋白尿自身损害
长时间的缺血再灌注损伤造成大量肾单位的破坏，若健存肾单位不能适当地代偿，导致肾小球滤过增加和肾小管重吸收减少，产生蛋白尿。持续的蛋白尿从肾小球基底膜滤过，也会造成肾小球固有细胞的损害，使健存肾单位数量进一步减少，促进肾病的发展和慢性化[18]。蛋白尿中血浆蛋白通过肾小球屏障的增加导致肾小管上皮细胞损伤，这些损伤的肾小管上皮细胞在白蛋白和IgG等成分的刺激下释放各种多肽生长因子、趋化因子、血管活性因子。这些炎性介质导致肾间质炎性浸润，引起肾实质细胞损伤、成纤维细胞增生，ECM沉积，最终形成肾纤维化。尿蛋白可通过肾小管上皮细胞募集的单核/巨噬细胞释放多种促肾小管间质纤维化信号，包括生长因子如TGF-β、血管活性物质如ET-1及 AngⅡ、基质降解酶抑制剂如PAI-1及TIMPS等，它们可通过多种途径参与间质纤维化。
4.2 肾纤维化的重要分子途径
证据表明[19]TGF-β的增多与肾纤维化存在因果关系。其过度表达时，刺激系膜细胞、肾小管细胞、间质纤维细胞合成胶原、纤维连接蛋白和层粘连蛋白；刺激成纤维细胞增殖、促进细胞肥大和细胞外基质积聚；抑制胶原酶转录、增加金属蛋白酶抑制物合成与纤溶酶原激活物抑制因子1的表达；介导PDGF、CTGF的致纤维化作用；导致肾小管上皮细胞向间充质细胞转分化。TGF-β信号转导首先由TGF-β配体结合到细胞表面的TβRⅡ，再激活TβRI的丝氨酸／苏氨酸激酶区从而活化TβRI，形成异源三聚体。TβRI再磷酸化而激活Smad2、3蛋白。激活的Smad2、3蛋白才能与Smad4形成活性的转录复合物进入核内，从而将信号从胞质转导到细胞核，促进纤溶酶原激活抑制物（PAI）和ⅶ胶原基因的表达，进而使ECM合成增加而降解减少，从而在肾脏纤维化中发挥重要作用[20]。
丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路家族主要包括细胞外信号调节蛋白激酶（ERK）、p38和e-Jun氨基末端激酶（NK）/应激活化蛋白激酶（APK）和大丝裂原激活蛋白激酶（ERK5／BMKl）。各种激活因子通过保守的MAPKKK、MAPKK、MAPK三级激酶级联形式激活。首先激活上游的MAPKKK（包括MLK3、DLK、DLK／MUK／ZPK和TAK等），再激活MKK3／MKK6，磷酸化180位苏氨酸残基和182位酪氨酸残基，从而使p38 MAPK活化，调控下游靶基因表达，参与细胞的修复、炎症反应及凋亡等生理功能[21]。实验[22]表明白蛋白可能通过ERK通路作用于PTC，上调TGF-β1的表达，从而参与肾间质纤维化。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆Sugiyama等[23]建立NPHP 2小鼠模型，特异性抑制p38 MAPK磷酸化，可下调细胞外基质相关基因表达，延缓肾纤维化进展，但不能阻断囊肿扩张。应用MEK抑制剂，可同时阻断囊肿扩张和抑制肾间质纤维化。
Smad信号通路和其他信号通路之间有广泛的交叉作用。一些生长因子如EGF、HGF可通过ERK有丝分裂原激活的蛋白激酶MAPK途径导致Smad间隔区而不是MH2结构域的磷酸化。这种磷酸化可阻止TGF-β诱导的Smad的核内积聚和Smad的转录活化功能。
5.结论
肾脏纤维化的发生是一个复杂的病理过程，是多方面因素的共同结果。多种细胞因子、信号通道的参与，对慢性肾病的发展起重要作用。找出肾缺血再灌注可逆与不可逆损伤的临界时间，进而对IRI导致慢性肾纤维化发生的关键细胞及分子环节进行研究，对控制慢性肾病的进程具有重要的意义。
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① 湖北省教育厅科研计划项目( Q20121808)
② 国家大学生创新创业训练计划项目（CXXL2014026）
论文作者:邓亚玲,赵文超,方成(通讯作者)
论文发表刊物:《医药前沿》2016年2月第6期
论文发表时间:2016/5/24
标签：肾脏论文; 损伤论文; 细胞论文; 肾小管论文; 激酶论文; 间质论文; 模型论文; 《医药前沿》2016年2月第6期论文;