APP下载

中药对肾脏足细胞细胞骨架及裂孔隔膜相关蛋白的研究进展*

2013-04-07孙万森吴喜利李睿萍西安交通大学第二附属医院西安710003

陕西中医 2013年10期
关键词:细胞骨架阿霉素裂孔

王 竹 孙万森 吴喜利 李睿萍 西安交通大学第二附属医院(西安710003)

肾小球内有三种固有细胞:系膜细胞、内皮细胞、足细胞。不同的病因可导致不同固有细胞的损伤,在临床上表现为不同类型的肾小球疾病。其中足细胞受损后,临床主要表现为蛋白尿。蛋白漏出是肾小球疾病的常见表现,反过来也是加速肾小球硬化的一个重要因素。近年来对足细胞生物学研究的深入,足细胞已被认为是参与各种原发或继发性肾小球疾病进展的关键细胞。本文对近5来中医药对足细胞的治疗研究进行汇总,希望为中医药对足细胞的研究提供思路。

1 足细胞特性

1.1 足细胞生理结构 足细胞位于肾小球基底膜(GBM)的最外层,呈多突状。按结构和功能不同分为三个部分:细胞体、主突和足突。其中,主突的微管连接着以肌动蛋白为主的足突中的细胞骨架系统来维持和改变足细胞的形态,调节足突的运动。足突膨大如足,相邻足细胞的足突交叉形成裂孔隔膜(slit diaphragm,SD),成为肾小球滤过膜的最后屏障。在基底膜和相邻的毛细血管上,足细胞通过分布再其表面的整合素与细胞骨架紧密连接。足细胞的特殊结构决定了其独特的功能:①蛋白滤过的分子屏障;②蛋白滤过的电荷屏障;③抵抗肾小球内压力;④保证肾小球毛细血管袢的结构;⑤合成维持肾小球基底膜完整的成分;⑥合成分泌血管内皮生长因子,维持肾小球内皮细胞功能的完整性[1]。所以,当足细胞损伤时,会出现足细胞脱失,血管壁塌陷,系膜细胞增生,细胞外基质沉积等表型改变,最终导致肾小球的硬化。在上述过程中,主要表现为裂孔隔膜和足细胞骨架的异常。

1.2 足细胞骨架 骨架结构不仅赋予足细胞一定的形状,而且在其运动、信号传导、能量传递等方面均起着重要作用,它是足细胞发挥正常功能的基础。在肾小球滤过中,足细胞能通过自身结构的调节,而应对如毛细血管张力、滤过液流经足突时产生的流体剪切力等外力作用,从而维持肾小球正常的滤过率。当足细胞骨架结构在病理条件下无法进行适应性改变时,即出现足细胞损害,甚至脱落,最终引起蛋白尿。

1.3 裂孔隔膜(slit diaphragm,SD) 在正常肾小球GBM上皮侧,两相邻足突间有一个裂隙,此裂隙由一层薄膜连接,即裂孔隔膜。裂孔隔膜其外观呈拉链样,为蛋白质三维结构。裂孔隔膜上的孔径大小为40×140A,因与血清白蛋白的尺寸相似,所以被认为很可能是血浆蛋白的主要滤过屏障。近年来,在裂空隔膜上发现了多个由足细胞表达的SD 分子,如:nephrin、podocin、CD2AP(CD2-as-sociated protein)等,他们的改变对足细胞结构及功能重要意义。

2 中药对足细胞骨架结构的影响 覃志成等[2]观察黄芪对AngII诱导人足细胞分泌IV 胶原的影响,发现黄芪注射液可以通过抑制AngII诱导的足细胞分泌IV 胶原增高而减轻肾小球的损伤。谢辉等[3]使用降糖保肾方对早期糖尿病大鼠肾脏氧化应激与超微结构的实验中,通过电镜观察,发现中药组大鼠足细胞足突融合较糖尿病组大鼠明显减轻。陈姝君等[4]通过尿毒清颗粒对糖尿病大鼠足细胞损伤的保护作用研究发现,尿毒清颗粒可以减轻足细胞病理改变,降低足突宽度,减轻足突融合程度,维持裂孔膜结构,可以上调足细胞相关蛋白分子nephrin、podocin 的表达,维持二者在裂孔膜的线性分布。袁军等[5]用温阳活血利水方对阿霉素肾病大鼠进行实验研究后,电镜观察到模型组肾小球足突融合严重;中药组肾小球基膜平滑,未见增厚,足突融合程度与模型组比较减轻。徐洪燕等[6]通过益肾胶囊对糖尿病肾病模型肾小球足细胞的观察,发现光镜下模型组大鼠肾小球系膜基质增多,系膜区增宽;电镜下模型组大鼠肾小球基底膜增厚,足细胞排列紊乱,数目减少,足突增宽、融合。苯那普利组及益肾胶囊组肾小球基底膜病变减轻,细胞外基质减少,足细胞数目增多,足突融合减轻。

3 中药对足细胞相关蛋白的影响

3.1 Nephrin Nephrin由NPHS1基因编码,是一种新的免疫球蛋白超家族的跨膜成分,其细胞外部分为8个免疫球蛋白基序和一个Ⅲ型纤维连接蛋白区域,细胞内部分包括8个酪氨酸,提示Nephrin亦是一种信号黏附分子[7]。常沁涛等[8]在百龄胶囊对糖尿病肾病大鼠肾组织足细胞Nephrin表达的研究中发现通过RT-PCR检测大鼠肾组织Nephrin的表达,经百令胶囊治疗后,大鼠肾组织NephrinmRNA 的表达显著上调,与模型组比较差异有统计学意义(P<0.05)。推测百令胶囊可能通过上调Nephrin表达,减轻DN 的肾脏病理损伤,延缓肾脏病进展发挥治疗作用。在郑佳新等[9]人对芪蝼颗粒对阿霉素模型肾病大鼠肾小球足细胞NephrinmRNA 表达的影响中发现芪蝼颗粒上调肾小球足细胞NephrinmRNA 表达,与模型组相比P<0 01。任艳芸等[10]通过祛风通络方对阿霉素肾病大鼠肾小球足细胞nephrinmRNA 表达的影响发现,模型成功时,透射电镜示AN 大鼠肾小球足突呈部分或弥漫性融合。7周时与模型组相比,祛风组和激素组nephrin蛋白的荧光分布呈连续性或斑片状分布,荧光强度明显增强(P<0.01);祛风组和激素组nephrinmRNA 的表达明显上调(P<0.01)。推断祛风通络方可上调AN 大鼠足细胞nephrin的表达和分布而起保护肾小球滤过屏障的作用。钟娟等[11]人用肾康丸对早期糖尿病肾病大鼠足细胞Nephrin表达进行观察,油镜放大发现,模型对照组足细胞nephrin阳性显色明显,肾康丸组阳性显色明显减少。通过半定量分析显示:肾康丸组与模型对照组比较,肾小球nephrin阳性面积百分比有统计学差异;肾康丸和厄贝沙坦合用组与模型对照组比较,肾小球nephrin阳性面积百分比仍有显著性差异。郑佳新等[12]人对五重散对C-BSA 肾炎大鼠肾小球足细胞NephrinmRNA 表达的影响的实验研究中发现,五重散对C-BSA 肾炎大鼠肾小球足细胞NephrinmRNA 能够上调。

3.2 Podocin Podocin是脂质筏相关蛋白(lipid raft-associated proteins)stomatin家族的新成员,分子量42kD。通过电镜发现podocin 面对裂孔隔膜,两末端插于足突的胞质中[13]。同时Podocin与nephrin和CD2AP相互作用,作为支架蛋白对于裂孔隔膜结构和功能的维持起着重要作用。袁军等[5]用温阳活血利水方对阿霉素诱导的肾病大鼠肾小球足细胞进行观察,发现温阳活血利水方能使肾组织中PodocinmRNA 与蛋白表达减少,改善其肾组织的病理改变。这可能是温阳活血利水方减少蛋白尿的重要作用机制。

3.3 CD2AP CD2AP(CD2-associatedprotein)可与nephrin的胞质区结合,推测其作用可能是连接裂孔隔膜与足细胞的细胞骨架,维持肾小球滤过屏障正常的结构。CD2AP 是跨膜蛋白,分子量为80kD,属于免疫球蛋白超家族。林丽等[14]通过建立阿霉素(ADR)肾病模型,用蟾蜍等干预后,采用免疫组织化学技术观察各组模型大鼠肾小球中CD2AP 的表达变化,发现蟾蜍能使肾小球足细胞CD2AP的表达上调。

3.4 desmin 结蛋白(desmin)属于细胞骨架的中间丝蛋白。正常情况下,足细胞主要表达中间丝蛋白波形蛋白vimentin,而结蛋白主要在系膜细胞表达。当足细胞因各种原因发生损伤时,可大量表达结蛋白。陈继红等[15]用大黄蛰虫丸对阿霉素肾病大鼠足细胞骨架蛋白desmin表达进行观察,发现与正常对照组比较,阿霉素肾病大鼠肾小球内desmin蛋白表达上调,足细胞部分足突融合。大黄蛰虫丸可明显减轻阿霉素肾病大鼠肾小球内desmin蛋白的表达,减轻足细胞足突融合,降低尿白蛋白排泄率。钟娟等[11]实验观察肾康丸对早期糖尿病肾病大鼠足细胞desmin表达的影响,光镜放大观察,肾康丸组阳性显色较模型对照组足细胞desmin阳性显色明显减少。半定量分析显示:肾康丸组、肾康丸和厄贝沙坦合用组与模型对照组比较,肾小球desmin阳性面积百分比有显著性差异。推测肾康丸可通过调节DN 时足细胞desmin表达而维护足细胞的结构和功能,发挥减少尿蛋白、延缓DN 进展的作用。

可以看出,当前对肾脏足细胞的细胞骨架及裂孔膜相关蛋白的研究取得了一些成果,但文献报告的整体数量并不多,说明对其的研究还处于起步阶段。中药与复方虽都有研究,但中药的研究数量明显低于复方,特别是中药的单体成分对足细胞细胞骨架及相关蛋白影响的实验研究还很少。从研究的质量上看,仅限于对某一相关蛋白的定量分析,未能对几个蛋白的相关性进行实验研究,比如说是否在某一蛋白改变的情况下,其余蛋白也有相应改变等等。研究的热点集中Nephrin蛋白较多,而其余的蛋白相对研究较少。总之,中医药对足细胞骨架及裂孔膜相关蛋白的研究还在起步阶段,从切入点和实验方法上来看还有很大的空间,需要我们进一步努力。

[1] Shankland SJ,The podocyte’s response to in jury:Role in proteinuria and glomerulosclerosis[J].Kidney Int,2006,69(12):2131-2147.

[2] 覃志成,齐 悦,李荣山.黄芪对AngⅡ诱导人足细胞分泌Ⅳ胶原的影响[J].中国中医药科技,2010,17(1):42-43.

[3] 谢 辉,汪华林,黄 霖,等.降糖保肾方对早期糖尿病大鼠肾脏氧化应激[J].中国中医急症2006,15(10):1133-1135.

[4] 陈姝君,陈海平,刘 奇.尿毒清颗粒对糖尿病大鼠足细胞损伤的保护作用研究[J].中国中西医结合肾病杂志,2008,9(10):875-878.

[5] 袁 军,鲁艳芳,黄琼霞,等.温阳活血利水方对阿霉素肾病大鼠肾小球足细胞Podocin表达的影响[J].中国中西医结合肾病杂志,2010,11(6):492-495.

[6] 许洪燕,方敬爱,张晓东,等.益肾胶囊对糖尿病肾病模型肾小球足细胞的影响[J].中国中西医结合肾病杂志,2009,10(7):577-579.

[7] Ruotsalsinen V,Ljungberg P,Wartiovaara J.et al,Nephrin is specifically located at the slit diaphragm of glomerular podocytes[J].Proc Natl Acad Sci USA.1999,96(7):7962-7967.

[8] 常沁涛,方敬爱.百令胶囊对糖尿病肾病大鼠肾组织足细胞Nephrin 表达的研究[J].中国中西医结合肾病杂志,2010,11(1):10-13.

[9] 郑佳新,张春戬,李 莹,等.芪蝼颗粒对阿霉素模型肾病大鼠肾小球足细胞Nephrin mRNA 表达的影响[J].航空航天医药,2009,19(8):22-24.

[10] 任艳芸,孙万森,赵艳龙,等.祛风通络方对阿霉素肾病大鼠肾小球足细胞nephrin mRNA 表达的影响[J].中南大学学报(医学版),2009,34(12):1216-1223.

[11] 钟 娟,魏连波,刘启华,等.肾康丸对早期糖尿病肾病大鼠足细胞Nephrin、desmin 表达的影响[J].中成药,2008,30(8):1232-1234.

[12] 郑佳新,张春戬,郭 巍,等.五重散对C-BSA 肾炎大鼠肾小球足细胞Nephrin mRNA、VEGF mRNA 表达的影响[J].航空航天医药,2009,9(10):12-14.

[13] Roselli S,Gribouval O,Boute N,et al.Podocin localizes in the kidney to the slit diaphragm area[J].Am J Pathol,2002,160(1):131-139.

[14] 林 丽,杨树升,朱黎明,等.蟾蜍干预对大鼠肾病模型[J].医学信息,2006,19(5):837-839.

[15] 陈继红,孙 伟,周 栋,等.大黄蛰虫丸对阿霉素肾病大鼠足细胞骨架蛋白desmin 影响的实验研究[J].中成药,2008,30(5):647-650.

猜你喜欢

细胞骨架阿霉素裂孔
土槿皮乙酸对血管内皮细胞迁移和细胞骨架的影响
“洋葱细胞骨架的制作技术研究”一 文附图
裂孔在黄斑
腹腔镜食管裂孔疝修补术后复发嵌顿再手术一例报告
腹腔镜联合胃镜引导下治疗食管裂孔疝合并胃间质瘤的临床应用
腹腔镜食管裂孔疝修补术联合胃底折叠术治疗食管裂孔疝三例术中测压
细胞骨架在ns脉冲诱导肿瘤细胞凋亡中的作用
心复力颗粒对阿霉素致心力衰竭大鼠PPAR-α及ET-1的影响
柚皮苷保护H9c2心肌细胞对抗阿霉素诱导的心肌毒性
白藜芦醇通过上调SIRT1抑制阿霉素诱导的H9c2细胞损伤