王誉蓉，方辉

潍坊医学院药学院 山东省高校重点实验室应用药理学实验室，山东潍坊261053

机体内存在系统性和局部性两种肾素—血管紧张素系统(RAS)，系统性RAS即传统意义上的RAS，局部RAS即存在于组织器官内部的RAS。很多疾病与系统性RAS的激活相关，特别是高血压、心肌梗死等心血管疾病。然而，在系统肾素活性水平不高甚至被抑制的情况下，RAS抑制剂仍然对心力衰竭和肾脏疾病有治疗作用[1]，提示局部RAS介导了疾病进展。肾素原受体(PRR)是RAS的一员，是水盐代谢、血压和肾脏局部RAS系统的关键调节因子。PRR是一个高度保守的蛋白，在人、大鼠和小鼠间，其核苷酸序列相似度为95%，氨基酸序列相似度为80%。动物体内的PRR以3种形式存在：全长的PRR，相对分子质量为39 kDa；酶切后形成的可溶性PRR(sPRR)，分子量为28 kDa；C端跨膜区，分子量约8.9 kDa。PRR表达具有组织特异性，在哺乳动物的脑、心脏、血管、肾脏等部位都有大量表达。PRR作为RAS的组分，一方面其生物学活性与RAS有关，另一方面其组织的表达特异性使其成为局部RAS研究不可或缺的关键分子。现将PRR的生理功能及其与肾脏相关疾病的关系综述如下。

1 PRR在肾脏集合管中的生理功能

在肾脏中，肾小管上皮细胞的主要功能是吸收水分和溶质，远端肾单位包含了远端曲小管、连接管和集合管，它们负责调整最终的肾脏排泄，小管上皮细胞中的各种转运蛋白和离子通道介导了这个生理过程。PRR在肾脏中的主要表达部位有血管、近端小管、髓袢升支粗段、远端小管和集合管[2]，特别是在集合管闰细胞中，PRR含量极为丰富，也提示了其潜在的作用和功能。

1.1 PRR对上皮钠通道(ENaC)的调节 肾脏集合管中的ENaC是小管上皮细胞顶膜上重要的重吸收钠离子的通道蛋白，它的活性是钠离子重吸收的限速步骤[3]。

研究表明，AngⅡ孵育小鼠内髓集合管细胞，PRR可通过SGK-1/Nedd4-2信号调节α-ENaC的表达[4]。而在肾脏PRR敲除的小鼠中，基础状态下肾髓质α-ENaC的表达显著低于相应的野生型WT小鼠，同时伴有尿钠排泄相对增加的表现[5]。另外，BURCKLE等[6]发现，在血管平滑肌细胞过表达人PRR的转基因小鼠中，其血浆醛固酮含量显著升高，而醛固酮是调节体内电解质平衡的关键因子。以上研究均表明，PRR介导了ENaC的表达调控。

高盐处理动物可诱导血压升高，在高盐动物模型中肾脏PRR表达上调；然而对肾脏缺血再灌注损伤动物模型给予高盐饮食后，PRR表达却受到抑制[7]。这提示PRR对钠离子重吸收的调控还与肾脏的生理病理状态相关。低盐饮食可以刺激肾脏PRR表达[8]，低盐同时给予AngⅡ灌注可进一步上调髓质部位PRR表达，但对肾皮质PRR则没有明显影响，提示局部RAS激活[9]。以上研究直接或间接地表明PRR在肾脏钠平衡调控中的重要作用。

进一步研究发现，S1P切割PRR产生的sPRR可通过Nox-4快速激活醛固酮诱导的ENaC活性；另外，在醛固酮长期刺激培养的集合管细胞中，sPRR可通过β-catenin调控醛固酮诱导的ENaC表达[10]。这一现象提示，sPRR对ENaC的调控可能有不同的机制，同时说明S1P来源的sPRR在醛固酮诱导的ENaC激活中起关键作用。该发现为进一步理解sPRR在水钠平衡和血压调节中的作用,以及醛固酮在远端肾单位中的保钠作用提供了新的依据。

1.2 PRR对水通道蛋白(AQP)和抗利尿激素加压素2型受体(V2R)的调节 肾脏集合管水重吸收对于维持机体的体液平衡非常关键，执行水重吸收的是AQP。肾脏中有8种不同类型的AQP，分布于不同的肾小管，其中起主要作用的是AQP2。

动物实验显示，敲除小鼠肾脏集合管中的PRR后，小鼠出现肾脏发育异常和集合管畸形，并伴有多尿和低尿液渗透压的表型[11]，提示集合管中的PRR在尿浓缩功能方面的重要性。RAMKUMAR等[5]研究显示，全肾脏诱导性敲除PRR的小鼠出现严重尿崩，肾内AQP2的表达也受到明显抑制，AVP/cAMP信号通路出现异常。在另外一项关于集合管特异PRR敲除小鼠的研究中，同样发现小鼠多尿低渗透压的表型，并且该过程与AVP/PGE2/EP4相关[12]。显然，PRR敲除小鼠直接表明了PRR在集合管尿浓缩功能方面的作用。

在禁水动物模型中，肾内PRR和AQP2表达均显著增加，并且PRR抑制剂PRO20显示了部分逆转该增加的效果，表现为尿量部分恢复，尿渗透压相对下降等，表明PRR可调控集合管的水重吸收过程。在体外细胞实验中，采用siRNA干扰沉默PRR的表达可以显著抑制血管加压素所刺激的cAMP聚集[13]。这表明PRR介导了血管加压素下游通路的信号转导，并参与调控水重吸收的过程。

抗利尿激素加压素(AVP)通过其在集合管中的受体V2R发挥控制尿液浓缩能力的作用。WANG等[14]报道，S1P来源的sPRR可通过靶向V2R参与调节体液稳态，在原代培养的内髓集合管细胞中，AVP诱导的V2R表达被PRR拮抗剂PRO20、PRR中和抗体及S1P抑制剂PF-429242所抑制；同时，AVP可增加sPRR的释放，PF-429242可降低sPRR的释放。使用组氨酸标记的sPRR(即sPRR-His)可以刺激V2R表达，也可以逆转PF-429242对AVP诱导表达的抑制作用。以上研究表明，S1P来源的sPRR在决定肾脏V2R表达以及尿浓缩能力方面发挥关键作用。

2 PRR在肾脏相关疾病中的作用

2.1 PRR与高血压 高血压的发病机制目前尚未十分明确，一般认为是神经、体液激素及肾脏功能等共同调节导致了高血压的发生发展。随着对PRR研究的深入，PRR与高血压的关系也逐渐得到人们的认识。

转基因大鼠在集合管或血管平滑肌细胞特异性过表达人PRR基因后均出现血压上升，这些过程所涉及的分子机制包括AngⅡ依赖的RAS信号途径[15]，以及AngⅡ非依赖的核因子κB(NF-κB)激活所引发的炎症因子相关信号通路[16]。研究发现，COX-2/PEG2/EP4/PRR通路的激活在高血压的发生发展中非常关键，并且使用PRR拮抗剂PRO20肾内灌注能够显著抑制高血压[17]。

研究表明，抑制S1P以减少体内sPRR的产生可显著降低AngⅡ诱导的高血压，同时抑制尿液肾素水平和肾髓质肾素表达，但不影响肾皮质α-ENaC的表达，上述现象可被外源性sPRR-His重组蛋白所逆转。在小鼠皮质集合管细胞中，S1P抑制剂PF429242可阻断AngⅡ诱导的ENaC活性，而sPRR-His可逆转PF429242的ENaC活性。这些结果支持了S1P来源的sPRR通过增强肾内肾素水平和激活ENaC介导Ang Ⅱ诱导的高血压[18]。

ELA是位于肾元远端肾单位的一种Apelin受体新的内源性配体，其在肾远端肾单位和肾内RAS，尤其是PRR之间的相互作用可能对血压调节有重大作用[19]。在培养的肾脏皮质集合管来源的M1细胞中，外源性ELA显著诱导fPRR、sPRR和原肾素/肾素蛋白表达的下调，而8-溴腺苷3′，5′-环磷酸腺苷可逆转上述现象。相反，小鼠集合管或肾单位中PRR的敲除可上调Apela、Apln mRNA的表达，以及尿ELA和Apelin的排泄，支持了这两个系统之间的拮抗关系。高盐上调DahlSS大鼠肾髓蛋白fPRR、sPRR、prorenin、renin表达，增加炎症因子和纤维化因子表达，肾损伤指标Kim-1、尿白蛋白、尿NGAL也显著升高，这些蛋白在外源性注入ELA-32后均明显受到抑制。因此，从目前的研究结果来看，PRR与其相关信号分子可能成为治疗高血压的重要靶点。

2.2 PRR与糖尿病肾病 在糖尿病肾病引起的终末期肾病中，肾脏小管细胞和集合管细胞中的PRR表达显著增强[20]。糖尿病的慢性肾脏病(CKD)患者的血浆sPRR水平远远高于非糖尿病的CKD患者[21]，这些均说明sPRR与糖尿病肾病密切相关。

动物实验显示，糖尿病大鼠肾脏组织中PRR表达上调，并且该过程与AngⅡ受体1(AT1R)和还原型辅酶Ⅱ(NADPH)相关[22]。后续研究发现，PRR的上调与细胞外调节蛋白激酶(ERK1/2)、NF-κB和c-Jun氨基末端激酶(JNK)等相关信号通路密切相关[23]。与此同时，这些信号通路的下游炎症因子[包括TNF-α、IL-1β、结缔组织生长因子(CTGF)]对糖尿病肾病的发展具有显著的促进作用。SIRAGY等[24]研究认为，肾脏PRR在糖尿病肾病的发生发展中必不可少，并且可通过激活TGF-β1/CTGF信号通路和增强肾脏炎症反应促进糖尿病肾病的发展。

在体外，高糖处理的肾小球系膜细胞可出现PRR表达增加，且促纤维化分子表达上调。在高糖处理的足细胞模型中，PRR通过Wnt/β-Catenin/Snail信号通路诱导足细胞损伤，并通过激活PI3K/Akt/mTOR信号通路，诱导足细胞的自噬和凋亡[25]。此外，高糖处理的过表达COX-2的足细胞模型中，敲除PRR能够缓解高糖诱导的足细胞损伤，给予COX-2抑制剂也可下调PRR的表达[26]，表明PRR介导了高糖和COX-2高表达引起的肾小球损伤。

然而，PRR在糖尿病肾病中的作用还存在争议。研究表明，PRR对于维持足细胞活性具有重要作用[27]。在足细胞特异敲除PRR的小鼠中，足细胞的生理学结构出现显著变化，Neohrin和podocin蛋白的表达位置改变，出现自噬，小鼠最终死于肾功能衰竭，提示PRR的存在对维持足细胞形态和肾小球功能发挥关键作用。另有研究显示，在STZ诱导的糖尿病大鼠模型中，肾脏PRR mRNA表达水平降低，而且高果糖处理系膜细胞后PRR表达下调[28]，这些结果并不支持PRR介导了糖尿病的发生发展。出现以上结果的原因可能是由于实验模型的差异导致了相反或不一致的结果，但也可能说明PRR在糖尿病中具有双面性。

2.3 PRR与蛋白尿 蛋白尿不仅是肾小球损伤严重程度的指标，而且是肾脏损伤尤其是肾间质纤维化的重要原因。研究发现，在人肾脏近端小管上皮细胞中，白蛋白超载可引起全长PRR被切割，产生可溶性sPRR分泌到细胞上清中，同时sPRR参与白蛋白超载对IL-6、IL-8等炎症因子的刺激作用[29]。

蛋白负荷CKD大鼠模型表现为严重的蛋白尿、肾小管坏死、间质纤维化、氧化应激、炎症反应，并伴有尿N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶活性升高和尿β2微球蛋白分泌增多，所有这些都可以被PRR拮抗剂PRO20显著抑制。尿液和肾脏中的肾素、血管紧张素原、AngⅡ显著提高并且被PRO20抑制，但循环RAS系统的血浆水平基本没有改变[30]。这说明PRR拮抗剂PRO20是通过抑制肾内RAS的激活来减轻AO诱导的蛋白负荷CKD。在阿霉素诱导的蛋白尿肾病中，PRO20可以通过阻止肾内RAS系统的激活和Nox4和TRPC6表达的上调来防止阿霉素肾病中的足细胞损伤和肾间质纤维化[31]。上述结果说明，PRR在蛋白尿诱导的肾脏炎症及纤维化等损伤中发挥重要作用。

PRR表达具有组织特异性，其介导的信号通路复杂多样，与RAS的活化和肾脏疾病的发展、维持个体肾脏发育密切相关，PRR的功能研究有助于寻找高血压、糖尿病等疾病的药物治疗靶点。虽然对于PRR的结构、表达、功能及其在疾病病理生理过程作用等方面的研究已经取得众多突破，但是仍然存在争议和许多未知。特别是其在水盐代谢方面的研究多集中在肾脏集合管部位，而其他部位如近曲小管、髓袢升支等部位的PRR功能还没有相应的进展。另外，对于PRR敲除后出现细胞自噬现象也引发许多对PRR敲除模型所证明的功能研究的质疑。因此，对于PRR的全面性研究还需要投入更多的努力。