王利杰?张慧芳?李桂英

【摘要】糖尿病肾病（DN）是糖尿病患者严重的微血管并发症，是引发终末期肾脏病的常见病因。DN的发病机制复杂，目前对DN的治疗尚无突破性进展。近年来出现的胰高血糖素样肽-1（GLP-1）作为一种新型降糖药不仅在降糖方面有优势，而且能影响DN的发生发展。GLP-1类似物利拉鲁肽通过抑制内质网应激、调节内皮细胞生长因子、延缓足细胞损伤、抑制炎症及氧化应激、调节自噬对肾脏起到保护作用，该文就相关研究进行综述，以期为DN治疗方案的选择提供新的思路。

【关键词】利拉鲁肽;糖尿病肾病;胰高血糖素样肽-1;内皮细胞;足细胞;氧化应激;

自噬

Research progress on the effect of GLP-1 analogue liraglutide on diabetic nephropathy Wang Lijie， Zhang Huifang， Li Guiying. Medical College， Hebei University of Engineering， Handan 056038， China

Corresponding author， Li Guiying， E-mail： fflgy@ 126. com

【Abstract】Diabetic nephropathy （DN） is a severe microvascular complication of diabetes mellitus and a common cause of end-stage renal disease.The pathogenesis of DN is complex. At present， no groundbreading progress has been achieved in treating DN. In recent years， glucagon-like peptide-1 （GLP-1）， as a new type of hypoglycemic agent， not only has advantages in reducing blood glucose level， but also affects the incidence and development of DN. GLP-1 analogue liraglutide can protect the kidney by inhibiting endoplasmic reticulum stress， regulating endothelial cell growth factor， delaying podocyte injury， suppressing inflammatory response and oxidative stress， and regulating the autophagy. In this article， relevant studies were reviewed， aiming to provide novel insights into the treatment of DN.

【Key words】Liraglutide;Diabetic nephropathy;Glucagon-like peptide-1;Endothelial cells;

Sertoli cell;Oxidative stress;Autophagy

糖尿病肾病（DN）是糖尿病患者常见的微血管严重并发症之一。基于目前诊断标准，DN早期临床表现主要为微量白蛋白尿，病理表现为内皮细胞、足细胞的损伤。随着病情的进展，肾小球滤过率（eGFR）呈进行性下降，最终发生肾小球及肾小管间质纤维化，患者常需通过血液透析维持生命。DN是终末期肾病最常见的病因，其发病机制复杂，目前研究主要集中于内环境紊乱、血流动力学紊乱、炎症反应、晚期糖基化终末产物的形成、氧化应激等方面。目前，2型糖尿病患者DN的患病率不断上升，国际糖尿病联合会统计了来自138个国家的糖尿病流行病学数据，结果显示2019年全球糖尿病患病人数接近5亿，预计到2045年将上升至7亿[1]。糖尿病患病人数越来越多，DN的人数也随之增加，探讨治疗DN的最佳方案迫在眉睫。目前用于治疗DN的药物主要是ACEI和一些中成藥（如肾炎康复片、复方α-酮酸、百令胶囊、羟苯磺酸钙、芪明颗粒等）。胰高血糖素样肽-1（GLP-1）是近年来出现的治疗糖尿病的新型降糖药，其类似物被研究较多的是利拉鲁肽和艾塞那肽，利拉鲁肽比艾塞那肽效果更好，不良反应少，在降低血糖之外亦有肾脏保护作用，并能延缓DN的进展。也有研究者发现GLP-1受体（GLP-1R）对糖尿病患者的心血管及肾脏有重要保护作用，并能降低该病病死率[2-3]。在本文中，笔者就GLP-1及其类似物利拉鲁肽对DN影响的研究进行综述。

一、GLP-1类似物利拉鲁肽

GLP-1是一种内源性肠促胰素，主要由肠黏膜L型细胞分泌。GLP-1由30个氨基酸组成，在体内易被二肽基肽酶Ⅳ降解，在血浆中的半衰期仅为90 s。GLP-1受体是一种G蛋白偶联受体，其被激活后活化G蛋白而激活腺苷酸环化酶（AC），继而升高胞内cAMP，cAMP进一步激活蛋白激酶A发生磷酸化完成一系列生理活动。GLP-1受体分布广泛，其在肾脏肾小球及近端小管分布非常丰富，对肾脏具有调节作用[4]。研究表明GLP-1能延缓DN微血管并发症的进展，减轻DN患者蛋白尿等肾损害程度[5]。褚双艳等[6]在GLP-1类似物利拉鲁肽治疗早期DN的疗效分析中发现，利拉鲁肽可明显降低早期DN患者的尿蛋白水平。Osonoi等（2020年）进行了一项为期7年的临床回顾性研究，共纳入568例2型糖尿病患者，他们接受利拉鲁肽的治疗时间为（3.1±2.0）年，用eGFR斜率评估其肾功能变化，在结束治疗后，eGFR斜率由每年（-2.75±6.04）ml/（min·1.73 m2）变为为（-1.42±4.30）ml/（min·1.73 m2），P < 0.01，尿蛋白肌酐比值显著下降。由此可见利拉鲁肽作为新兴药物对DN有潜在的治疗价值。

二、利拉鲁肽影响DN的相关机制

1. 利拉鲁肽与内质网应激（ERS）

ERS是指产生在内质网的应激反应，许多未折叠蛋白质或错误折叠蛋白在内质网聚集，Yan等（2018年）指出，ERS在早期起细胞保护作用，但若持续的ERS得不到缓解，则会触发一系列生化反应最终导致细胞凋亡。

ERS参与了DN的发生发展过程，葡萄糖调节蛋白 78（GRP78）和X-盒结合蛋白1（XBP1）是ERS过程中的标志蛋白。在DN小鼠中，持续蛋白尿及高糖环境会引发ERS，引起肾组织中GRP78、增强子结合蛋白同源蛋白（CHOP）、胱天蛋白酶12（Caspase-12）表达升高，进一步损害肾脏。张红（2010年）的研究表明，DN小鼠模型db/db小鼠与db/m小鼠比较，前者肾组织中ERS蛋白GRP78表达明显升高，GRP78主要定位于足细胞。刁宗礼等（2016年）指出多项体外研究显示高糖环境可激活ERS，导致足细胞、内皮细胞凋亡，并使系膜细胞增生及系膜外基质增多。可见ERS与DN密切相关，ERS成为了治疗DN的新靶点。在DN鼠模型中，利拉鲁肽可上调ERS通路蛋白GRP78与剪接型XBP1，并抑制不同凋亡通路蛋白c-Jun氨基末端激酶（JNK）、Caspase-12的表达，与对照组比较，经利拉鲁肽干预后，DN鼠模型的尿蛋白明显减少，肾组织HE染色结果显示扩大的肾小球囊腔得以改善[7-8]。利拉鲁肽抑制ERS的激活而延缓DN的进展，但利拉鲁肽是如何介导ERS延缓DN进展则仍需要开展进一步研究，探讨其分子机制。

2.利拉鲁肽与内皮细胞

内皮细胞、足细胞及基底膜是肾组织滤波膜的主要组成部分，对早期DN蛋白尿的发生发展有着非常重要的作用。血管内皮生长因子（VEGF）、血管内皮素1（ET-1）影响着DN肾小球内皮细胞的功能，下面介绍利拉鲁肽对VEGF及ET-1的影响。

2.1 利拉鲁肽对VEGF的影响

肾小球血管内皮细胞功能障碍在DN中非常重要，其中VEGF及其亚型VEGF-A和ET-1被认为是影响血管内皮功能的重要因子。VEGF有多种亚型，具有调节血管内皮细胞增殖、迁移、分泌以及维持血管通透性等功能。在DN早期慢性高糖环境可刺激足细胞分泌VEGF、VEGF-A，使得VEGF-A与VEGF受体2 （VEGFR-2）结合影响内皮细胞功能，使内皮细胞功能发生紊乱并促使肾脏发生病理变化，此外VEGF可直接作用于腎病蛋白来影响足细胞的功能导致蛋白尿的产生[9-10]。抑制VEGF可改善DN微炎症状态和血管内皮功能。研究显示利拉鲁肽通过抑制VEGF、VEGF-A减少蛋白尿，从而起到肾脏保护作用[11-12]。但相关的权威性研究较少，具体机制尚未完全清楚，尚需进一步研究。

2.2 利拉鲁肽对ET的影响

ET广泛存在于血管内皮，是内皮细胞分泌的21肽。ET有3类，分别为ET-1、ET-2及ET-3，ET-1具有强烈的收缩血管作用，是ET存在于肾脏的主要形式。肾脏还分泌ET受体ETA及ETB。ET-1与ETA结合产生强烈的缩血管作用，影响肾小球血流动力学，促进细胞增殖、肥大，影响肾脏疾病的进展[13]。糖尿病的高糖环境等损伤内皮细胞，刺激ET-1大量合成，ET-1通过影响血流动力学、增加细胞外基质形成、破坏细胞骨架并损伤滤过屏障，抑制钠水的重吸收，进一步损伤肾功能。戴尧（2014年）的研究显示，在高糖环境下培养的人脐静脉内皮细胞中，ET-1明显升高，ET-1与扩血管物质一氧化氮比例失调，通过利拉鲁肽干预后，ET-1明显下调，内皮功能改善，并能抑制高糖环境引起的动脉粥样硬化。肾小球是一团毛细管网，由内皮细胞组成，DN时ET在肾组织表达丰富，利拉鲁肽是否能通过调节ET抑制DN的进展？这一疑问尚未有明确答案，需要更多实验来释疑。

3.利拉鲁肽与足细胞

DN早期常以蛋白尿为主要表现，足细胞属于终末期分化细胞，再生能力有限，足细胞超微结构的改变在DN蛋白尿的发生发展中很重要。陈瑾（2015年）的研究显示，糖尿病患者在出现蛋白尿之前（即糖耐量异常阶段）肾脏就已受损，出现足细胞损伤，大鼠肾组织HE染色结果显示已有系膜增生。王娜等（2019年）发现，DN早期已出现足细胞损伤且贯穿DN整个生理病理过程，DN足细胞损伤的机制主要与氧化应激、微小RNA （miR）、自噬、外泌体有关。Wang等（2018年）的研究显示，人骨形态形成蛋白拮抗蛋白1（GREM1）也参与足细胞的损伤过程，GREM1属于骨形态蛋白拮抗剂家族成员，含有丰富的半胱氨酸结构，DN时肾脏GREM1表达升高。李桂英（2013年）的体外实验显示，在高糖环境下，GREM1与TGF-β相互诱导导致足细胞损伤，在敲减高糖培养的足细胞中的GREM基因后，足细胞标志蛋白表达升高从而保护足细胞，因此抑制GREM1的形成或可成为治疗DN的可行方法。杨青平等（2018年）的研究显示，在高糖诱导足细胞损伤过程中，利拉鲁肽可能通过下调GREM1 mRNA从而上调足细胞相关蛋白的表达，抑制足细胞损伤。但目前利拉鲁肽抑制GREM1延缓足细胞损伤的动物实验较少，需更多的研究来验证其在这方面的作用。另有研究显示利拉鲁肽可通过调节氧化应激和自噬对足细胞起保护作用，见下文。

4.利拉鲁肽与炎症因子

免疫炎症反应在DN的发生发展过程中十分重要，以巨噬细胞为主的炎症细胞因子广泛存在于DN患者的肾小球及肾间质中，主要有TNF-α、IL-1、IL-6及IL-18，TNF-α通过改变内皮细胞功能来调节肾功能，并促进前列腺素合成来诱导炎症因子的分泌;IL-1分泌细胞黏附分子-1以及促使血管细胞黏附分子-1表达升高;IL-6可增加毛细血管通透性，分泌更多黏附因子，加重蛋白尿[14-15]。利拉鲁肽通过抑制炎症而延缓DN的发生与发展，其中夏小慧等[16]报道利拉鲁肽能改善DN大鼠肾功能和肾组织病理结构，并减轻肾组织炎症反应和Ⅳ型胶原的聚集。利拉鲁肽在DN中影响炎症的机制有：①利拉鲁肽通过调控热休克蛋白70（HSP70）-Toll样受体4（TLR4）轴抑制db/db小鼠肾脏的炎性损伤，其也可以抑制炎症因子TNF-α、IL-1β及CCL2的表达;②HSP70是一种热休克蛋白，其可以激活炎症因子损伤肾脏，NOD样受体蛋白3（NLRP3）被认为是调控炎症产生的分子开关，其被活化后进一步激活IL-1β、IL-18发挥炎症作用，损伤肾脏，利拉鲁肽可影响该过程而延缓肾损害;③在DN中常伴有蛋白尿的产生，蛋白尿可通过TLR4介导的MyD88依赖途径激活肾组织核因子，进一步上调炎症因子前体蛋白，而NRLP3又促使炎症因子前体蛋白变为具有活性的炎症因子损伤肾脏，利拉鲁肽也可影响该过程而延缓肾损害[17-20]。另外沈艳萍等（2017年）的研究也显示利拉鲁肽可明显改善DN患者的病情，其可降低肌酐、尿微量白蛋白及血液炎症因子TNF-α、IL-1及IL-6水平，可见利拉鲁肽确实可以通过改善DN的炎症状态延缓肾损害。

5.利拉鲁肽与氧化应激

DN患者的机体会发生各种病理生理反应，出现大量活性氧簇（ROS），对肾脏造成损伤。而在正常肾组织中这些ROS能够被体内的自由基以及抗氧化酶清除而保持平衡状态，避免肾损害。但高糖环境可打破该平衡机制，产生大量的ROS，发生氧化应激损伤肾小管，并使肾小球肥大、细胞外基质聚集、内皮功能紊乱、系膜扩张。在ROS的产生过程中，NADPH氧化酶（NOX）激活使一氧化氮生成明显减少，使体内的氧化应激水平升高。其中NOX4亚型在肾脏高表达，在DN发生时明显上调[21]。吴明昊（2017年）的研究显示，利拉鲁肽可改善机体的氧化应激状态。此外，Zhang等（2017年）的研究也显示，GLP-1可下调晚期糖基化终末产物受体在足细胞中的表达，从而抑制NOX活性及阻碍ROS的生成来保护足细胞，延缓DN的发生发展。

6.利拉鲁肽与自噬

近年来有研究者发现自噬在DN的发生发展中扮演着重要角色，自噬存在于正常状态的足细胞中，且一定水平的自噬有助于维持足细胞功能结构以及细胞内稳态，自噬异常将加快DN的进程。敲除特异性小鼠肾脏自噬相关基因Atg5后小鼠会出现肾损害，高糖环境时肾足细胞及近端肾小管上皮细胞不能自噬，细胞内稳态发生紊乱从而引发肾损害，以上均说明了自噬在肾脏中的重要作用[22-23]。利拉鲁肽可通过调节自噬延缓DN进程。

6.1 利拉鲁肽在自噬发生过程中的作用

自噬过程中的主要信号通路包括：①哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）;②AMP活化的蛋白激酶（AMPK）;③沉默信息调节因子1（SIRT1）。自噬的调节影响着DN的发生发展，在自噬过程中，mTOR通路起着中心信号分子的作用，在DN中mTOR是自噬负性调控因子，当mTOR被抑制时会发生一系列化学变化诱导自噬的发生[22]。而自噬过程中自噬相关蛋白的上调表示自噬的激活，微管相关蛋白1轻链3（LC3）已被认为是自噬体标志蛋白，其包括LC3-Ⅰ、LC3-Ⅱ2个亚型，其中LC3-Ⅱ更具有特异性。P62也是自噬通路中的相關蛋白，其是发生自噬时的底物，当自噬发生时P62会下调。杨双莉（2017年）的研究显示，利拉鲁肽可以通过抑制mTOR，使自噬相关蛋白LC3-Ⅱ、Beclin-1表达升高，P62表达下调。Maiese等（2015年）的研究显示，利拉鲁肽通过SIRT1/AMPK通路调节，其主要机制是利拉鲁肽与其受体结合上调AMPK发生磷酸化，增加烟酰胺磷酸核糖转移酶的活性，将烟酰胺转化为烟酰胺单核苷酸增加NAD+的水平，进而激活SIRT1，进一步激活自噬相关蛋白LC3、P62的表达从而激发自噬并延缓肾损害。李娜（2018年）的研究结果证实利拉鲁肽可通过调节SIRT1/AMPK通路减轻小鼠尿蛋白程度、延缓DN肾损害。

6.2 自噬是一把双刃剑

赵昕（2015年）的研究表明，自噬是一把双刃剑，其一方面可维持胰岛B细胞的正常结构，维持内环境稳态及功能，另一方面自噬性细胞凋亡也加剧胰岛B细胞团缺失。该研究还显示高糖环境可激活肾小管上皮细胞自噬，对肾小管上皮产生损伤，而利拉鲁肽通过作用于肾小管上皮细胞GLP-1受体，抑制自噬来保护肾脏，这一研究结果与前述研究结果有所不同，这可能与DN不同发展阶段及肾脏不同细胞差异有关，也可能是DN发生时高糖诱导自噬作为一种保护机制。

三、总结与展望

DN是糖尿病患者微血管的严重并发症，到终末期时肾脏发生肾小球硬化及肾间质纤维化，患者常需要通过血液透析维持生命。DN的发病率在逐年增长，给家庭及社会带来严重负担。DN早期发病较隐匿，有研究者认为在糖耐量异常阶段肾脏足细胞及内皮细胞就已经发生损伤，内皮细胞及足细胞对蛋白尿的产生起着至关重要的作用。目前DN发病机制的研究主要集中在血流动力学改变、炎症反应、氧化应激、晚期糖基化终产物的积聚和自噬等，GLP-1类似物利拉鲁肽可治疗DN、延缓肾损害，其可作用于以上各种环节，对肾脏起保护作用，为DN治疗方案的选择提供了新思路。目前临床上利拉鲁肽仅用于糖尿病的治疗，其在DN中的疗效及其与多重肾保护机制之间的关系仍需通过进一步的研究验证。

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（收稿日期：2020-09-23）

（本文編辑：洪悦民）