朱国双，王 岚,2,3，王小琴

(1. 湖北中医药大学，武汉 430061； 2. 湖北中医药大学附属医院，武汉 430061；3. 湖北省中医院，武汉 430061)

“心肾相交”是中医理论介绍心肾关系的重要概念，也是临床心肾相关疾病治疗的重要理论依据。“心肾相交”是指肾水上济于心，而心火不亢；心火下降于肾，而肾水不寒，通过二者相互交通，最终达到协调稳定状态。随着现代分子生物学的进展，发现Klotho基因与心肾之间的关系密切。在肾脏中，Klotho可调节钙磷的重吸收，参与水液代谢。在心脏中，Klotho基因可通过其衍生物sKlotho，经过血液循环进入心脏，改善心血管相关疾病。可见，Klotho基因的这种交互作用与中医“心肾相交”关系密切。

1 Klotho基因的生物活性

Klotho基因是由Kuro-o等[1]1997年首次发现的具有抗衰老作用的基因。Klotho基因存在跨物种同源性，人类Klotho基因序列98%与小鼠相同，均定位于13q12。Klotho基因主要表达于肾脏肾小管上皮细胞中，少量表达于脉络丛、垂体、甲状旁腺、胰腺、卵巢、睾丸、胎盘、骨骼肌、膀胱、直肠、内耳、乳腺等细胞中[2-4]。在体内Klotho存在两种形式，即膜型Klotho(membrane Klotho, mKlotho)和可溶性Klotho(soluble Klotho, sKlotho)。mKlotho是肾小管上皮细胞上跨膜蛋白，可与成骨细胞分泌的成纤维化生长因子23(Fibroblast growth factor 23, FGF23)结合，参与调节体内钙磷代谢。而Klotho蛋白的衍生物sKlotho，主要在金属蛋白酶10(ADAM10)和金属蛋白17(ADAM17)的剪切作用下脱落[5-6]，进入脑脊液、血液、尿液中，参与体液循环，并发挥多种生物学效应，如抗组织纤维化、抗肿瘤、保护心血管、抗细胞凋亡、保护细胞等多脏腑保护作用。

2 Klotho基因与中医肾系统之间的关系

肾主藏精，具有多种生理功能，包括主生长发育、繁衍生殖、延缓衰老、充髓主骨等。现代研究发现，补肾药物与体内Klotho上调具有明显的相关性。李洪波[7]运用六味地黄丸可明显改善D-半乳糖诱导的衰老大鼠表型，并升高Klotho蛋白的表达。在另一项研究中，胡振奋等[8]通过补肾泄浊中草药同样明显增加体内Klotho蛋白的表达。这从治疗上证实了Klotho基因与肾精之间的联系。除此之外，Klotho基因还与肾精的多种生物功能相重合，如klotho基因的来源、抗衰老、主生长发育以及调节钙磷代谢，均与肾精有着密切联系，而这也是Klotho基因被认为是“肾精”理论解释的重要线索[9]。

2.1 Klotho基因与肾精具有同源性

肾精作为构成和推动机体生命活动的生命物质，其来源一则禀受父母的生殖之精，二则是后天摄取的水谷精微和脏腑代谢所产生的精微物质。Klotho基因与肾精相似，具有秉承父母的遗传性，且严谨地将父母遗传信息向下传递[9]。而当Klotho基因缺失，又会导致一些不可逆的生物表型改变，如衰老、血管钙化、骨质疏松等病变，这与肾精先天禀赋不足的表型一样。在后天，Klotho基因的生理功能需要后天摄取的氨基酸作为物质基础进行编码翻译，形成相应功能的蛋白。因此，无论从先天抑或后天而言，Klotho基因都与秉承于父母的先天之精功能相吻合，也直接说明肾精与Klotho基因的同源性。

2.2 Klotho基因与肾主衰老的关系

肾精的充盛与衰老密切相关。当机体肾精不足，则导致肾阴肾阳虚衰无以化生肾气，肾气虚衰则五脏六腑生化功能减退，而出现一系列衰老的表现[10]。Klotho与肾精一样，是具有抗衰老作用的基因，并在体内刺激多条信号通路延缓机体衰老。研究发现，Klotho基因敲除的小鼠在4周后表现出生长发育缓慢、消瘦以及多脏腑功能减退的表现，并且在8～9周后便出现不同程度的衰老死亡；而当外源性注入Klotho蛋白时，这种异常表型可得到明显抑制，且小鼠寿命可得到延长[11]。可见，Klotho基因的缺失不仅与肾精不足所致的寿命缩短相似，而且同样具有脏腑功能减退的表型。

2.3 Klotho基因与肾主生殖、生长发育之间的关系

《素问·上古天真论篇》通过女子七七和男子八八的生理过程，讲述肾精由稚嫩到充盛、再由盛至衰的演变过程，说明机体生长壮老已的生命过程，以及人体生殖器官的发育、性机能成熟，均需要肾精的充养作用。而肾精充盛与否也决定了机体的繁衍和生殖。在Klotho基因敲除的雄性小鼠中，表现出生长发育迟缓、外生殖器、睾丸、生精管萎缩、精母细胞停止生长[1,12-13]。而Klotho基因缺陷的雌性小鼠则表现为无发情周期，卵巢和子宫萎缩，卵泡停止生长呈幼稚型，黄体生成素及卵泡刺激素降低，没有成熟卵泡和囊状卵泡[14]。从小鼠这种生殖功能减退的表型来看，Klotho基因与肾精主生殖、生长发育是一致的。

2.4 Klotho基因与肾藏精主骨的关系

肾藏精，主骨生髓。《素问·平人气象论篇》曰：“肾藏骨髓之气。”《素问·宣明五气篇》曰：“肾主骨髓，其充在肾。”肾中精气充足，骨髓得以生化，使骨骼能够得到骨髓的滋养从而变得坚固。肾精是骨骼发育的必需物质，能够促进骨骼的生长发育。从现代医学角度出发，骨骼的发育与矿化物质代谢关系密切，尤以钙磷代谢为主，故而肾藏精主骨的生理功能与机体的钙磷代谢关系密切。本课题组在前期研究中发现，温补肾阳、通腑泄浊之法可上调体内Klotho基因的表达，改善大鼠股骨密度。而在进一步的分子机制研究中发现，Klotho可通过与成骨细胞分泌的FGF23结合，形成FGF23/FGFR1/Klotho三元复合物[15-16]，激活下游钙磷代谢信号通路，提高与钙磷代谢相关的基因表达，维持体内钙磷的稳态，最终调节骨骼中的钙磷含量。这从微观角度阐述了Klotho基因调节体内的钙磷代谢，也紧密联系了肾主骨的关系。

由此可见，无论从Klotho的生理功能，抑或是微观分子生物学角度，均解释了Klotho基因与肾精的关系，也进一步证实Klotho基因为肾精物质基础的理论。

3 Klotho基因与中医心系统之间的关系

Klotho基因并不在心脏中表达，但大量研究却发现，心血管疾病的发生与血浆中sKlotho蛋白的减少具有明显相关性。Semba等[17]研究发现，血浆中sKlotho高表达是社区成年居民较少发生冠状动脉疾病、心力衰竭、外周动脉疾病等心血管疾病的主要因素。在动物实验中同样发现，体外注射sKlotho蛋白可明显改善小鼠的心血管疾病的发生率，表明Klotho基因的衍生物sKlotho对于心脏有保护作用。

3.1 Klotho基因与心主血

心主血是指全身血液的推动依赖于心脏的搏动和脉管的收缩。《素问·五脏生成篇》曰：“诸血者，皆属于心”，表明血液的正常运行皆赖于心脏的功能正常。清代《傅青主女科》曰：“肾无心火则水寒, 心无肾水则火炙, 心必得肾水以滋润, 肾必得心火以温暖”，指出心肾之间上下交通水火相济，方能维持机体的协调平衡。而当心肾之间交通失衡，可表现出心律失常、心肌肥大甚至心肌纤维化等心血管疾病。

有研究证实[18]，导致窦房结功能紊乱和心律失常的主要病因与Klotho基因缺乏密切相关。而随着Klotho蛋白的减少，左心室射血分数、每搏输出量以及心输出量出现下降[19]，同时伴发左心室肥大、瓣膜钙化、心肌纤维化甚至出现心脏衰竭。而导致上述病理表型的发生，主要源于心肌细胞中的钙离子代谢紊乱。Klotho作为钙磷代谢主要调节因子，不仅可调节肾脏的钙磷代谢，亦可通过sKlotho调节心肌细胞上瞬时受体电位阳离子通道6(transient receptor potential cation channel 6, TRPC6)蛋白，抑制钙离子通道，减少心肌细胞上的钙离子内流，调节心肌细胞中动作电位的发生，改善心律失常，抑制心肌肥大。

3.2 Klotho基因与心主脉

同样，Klotho基因还与心主脉关系密切。血液脉道通利，则心主血脉功能才会正常。《医林改错》曰：“元气既虚，必不达于血管，血管无气，停留而为瘀”，表明血脉的通利离不开肾脏的作用。肾元虚衰则气化不利，津液滞留变为膏脂；或水不暖土，水湿痰浊内生；抑或心失温煦、神气虚馁，则脉道失利；精气不足则生化乏源，脉失濡养或推动无力，最终导致心血管疾病的发生。而Klotho也亦如此，当体内sKlotho减少时则出现一系列的心血管疾病。Hu等[20]研究发现，CKD小鼠出现的血管钙化与血液中sKlotho的减少具有明显的相关性；而通过腹腔注射sKlotho，可明显缓解小鼠血管钙化表型，同时小鼠血管顺应性也相应得到改善。可见，Klotho基因衍生物sKlotho的心血管保护作用，吻合了肾水上济于心的保护作用。

4 Klotho基因与“心肾相交”理论的关系

“心肾相交”主要体现在肾水上济于心，使得心火不旺；心火下降于肾，而肾水不寒。通过这种交互作用，使得心肾之间达到稳态。而当心肾任何一脏出现不平衡时，则可出现心不交肾、肾不交心抑或心肾互为不交等一系列病理表现。临床中，心血管病变是慢性肾脏疾病(chronic kidney disease, CKD)最常见的并发症，也是“心肾不交”常见的临床表型。袁平等[20]发现，心肾综合征中机体的病变程度与体内Klotho基因有明确的相关性，并且心脏病变以及肾脏病变患者均伴有Klotho蛋白的减少，其中尤以心力衰竭合并肾损伤患者Klotho蛋白下降明显[21]。在野生型(wild type, WT)小鼠CKD模型中，Klotho基因敲除的小鼠出现大量血管和软组织钙化；而通过过表达Klotho基因，可使抑制小鼠出现上述表型[22]。LAU等[23]研究发现，上调体内的Klotho表达，可明显抑制CKD模型小鼠的主动脉钙化，并降低体内FGF23的含量。在心肾综合征中，通常伴有急剧升高的FGF23。这种升高的FGF23可同中医病理中的“浊邪”，其不再同体内正气Klotho结合，进入远端心血管，与心肌细胞以及血管平滑肌细胞中的成纤维化生长因子受体4(fibroblast growth factor receptor 4, FGFR4)结合，激活PLCγ/NFAT信号通路，使得TRPC6蛋白增加，诱发钙离子代谢紊乱，形成钙化浊毒，瘀积血脉，诱发各种心血管疾病。而当体内肾精Klotho充足时，则血清FGF23可被抑制，并与肾中Klotho结合参与钙磷代谢调节；而血清中sKlotho可通过血液循环抑制FGF23/PLCγ/NFAT信号通路，阻止浊邪的瘀积，改善心血管病理表现。

5 结语

综上所述， Klotho基因源于肾脏，参与调节机体的钙磷代谢；而其衍生物sKlotho可通过体液循环进入心脏，保护心血管，调节心肾之间的平衡。在目前的中医理论体系中，尚无明确客观指标评价心肾之间关系。而通过探讨微观分子的生物活性与中医之间的联系，可丰富中医基础理论，同时探寻客观指标评价心肾之间平衡关系以及愈后评价指标。