腎纖維化和腎成纖維細胞的起源

倪芳穎，邵耀明

（江蘇省無錫市人民醫院醫學檢驗科，江蘇無錫 214023）

許多研究表明，腎小管間質病變程度（尤其是纖維化）比腎小球病變和腎功能與腎疾病更相關。腎活檢中腎小管間質的損害程度，對于患者腎臟預后具有重要意義。腎小管間質纖維化的特點是細胞外基質成分累積，包括Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ型膠原，糖蛋白和纖維連接蛋白。近年來，關于腎臟基質的細胞來源有許多爭議，目前認為有如下幾種可能性：①原來的間質成纖維細胞被激活；②來自骨髓的造血干細胞或間質干細胞；③外膜周細胞；④腎小管上皮細胞的上皮間質轉化（EMT）。本文就最近研究闡明的腎臟基質細胞的可能起源進行綜述，并從臨床角度說明其重要性。

多數學者原來普遍認為間質成纖維細胞是細胞外基質的唯一來源。1867年，Cohnheim發表了關于炎癥機制的經典文章，其中說明了成纖維細胞（當時被稱為收縮細胞成分）是白細胞的遷移后代。這一理論在一個多世紀內都被廣泛地認同，直到Ross等在聯體大鼠實驗中發現成纖維細胞來源于局部。最近的研究發現，至少有一部分成纖維細胞來源于骨髓，故成纖維干細胞的概念已被普及到骨髓來源。此外，也可能來源于外膜周細胞和腎小管上皮細胞。

1 肌成纖維細胞和非肌成纖維細胞

多數學者認為成纖維細胞在纖維化過程中轉換成所謂的肌纖維細胞（由于表達僅限于血管平滑肌細胞中的平滑肌肌動蛋白）。神經生長因子、血小板衍生生長因子-α和血小板衍生生長因子-β受體、CD90、exto-50-核苷酸和成纖維細胞特異性蛋白-1（FSP-1）被認為是腎皮質成纖維細胞的標志[1]。雖然確定這些細胞仍然具有挑戰性，但是典型的間充質細胞形態可以加以鑒定。在成纖維細胞轉變成肌成纖維細胞的過程中，平滑肌肌動蛋白的表達不是唯一的改變。此外，表型的轉變往往被低估，從而使尋找這些細胞變得十分困難。正常和腎臟纖維化成纖維細胞之間的差異在于它們的增殖活性和基質合成的能力[2]。

如上所述，細胞外基質的產生不是只有間質成纖維細胞參與。許多研究證實，間質內有骨髓細胞存在[3]和骨髓細胞可以EMT為腎小管上皮細胞[4]。利用轉基因標記成纖維細胞和腎小管上皮細胞發現，來自骨髓的成纖維細胞約占正常小鼠腎間質細胞的12%[5]。在這項研究中，有一個進展性腎臟病的實驗模型，成纖維細胞在腎間質細胞中所占的比例也沒有改變。相反，多達36%的分泌細胞外基質的細胞是來自于腎小管上皮細胞的EMT。EMT是脊椎動物胚胎分散細胞[6]和損傷組織形成成纖維細胞的公認機制[7]。EMT是一個動態的過程，包括上皮細胞標志物減少與間質標志增加，并且在迅速進展的慢性衰竭模型中表現較多。腎小管基底膜完整性的破壞是發生EMT的前提，細胞外基質的組成影響腎小管上皮細胞的分化狀態[8]。最近，Yamashita等[9]證實腎祖腎小管上皮細胞可能發生EMT，并認為這些細胞是間質肌纖維細胞的來源。

2 腎成纖維細胞是否是腎臟疾病進展的起源

最近，Faulkner等[10]研究哈布毒液損傷后血管緊張素Ⅱ引起的腎纖維化模型中α-平滑肌肌動蛋白陽性細胞的起源。聯合血管緊張素Ⅱ和哈布毒液注射后14d加速了腎纖維化和腎小球硬化模型。利用該模型，Faulkner等基本確定腎小管間質α-平滑肌肌動蛋白表達細胞是局部的來源。通過得克薩斯紅葡聚糖標記發現腎小管基底膜的完整性沒有被破壞，近端腎小管上皮細胞也沒有進入間質[10]。有趣的是，α-平滑肌肌動蛋白陽性的肌纖維細胞在血管周圍早期即擴大。Wiggins等在抗腎小球基底膜抗體引起的腎炎和腎小球周區域也有相同的發現。這是否意味著在血管緊張素Ⅱ/哈布毒液模型中激活間質成纖維細胞是肌纖維細胞的唯一來源呢？事實并不是這樣。首先，正如有學者所認為EMT的可能仍然存在，因為他們的重點是排除腎小管上皮細胞是EMT的來源，但是EMT也可以發生在遠端腎小管上皮細胞。第二，骨髓來源的造血干細胞或間質干細胞的浸潤沒有被排除，仍然存在可能性。第三，如前所述，僅利用α-平滑肌肌動蛋白的表達作為基質分泌細胞的標志是不能代表所有這些細胞的。Okada等[11]在多囊腎病小鼠模型中也發現相同的問題存在。最后，筆者推測基質分泌細胞來源可能根據不同的模型是會變化的。

3 治療的影響

對于以上結果，現在還不能被臨床醫生所用，但它們在臨床抗纖維化治療中的重要性很快會被證明?；|分泌細胞的來源根據潛在疾病和（或）腎纖維化的進程可能不同?；|分泌細胞的主要來源可能有治療意義。例如，間質成纖維細胞是轉基因的首要目標[5]。另一方面，成纖維細胞的增殖和刺激在某些慢性腎臟疾病如UUO模型中不是十分重要。UUO模型以及腎毒性血清腎炎模型都是通過EMT激活成纖維細胞。用骨形成蛋白（BMP）-7或抑制肝細胞生長因子阻斷EMT能抑制進展，以及在應用BMP-7的情況下，甚至可以還原這些模型中的基質沉積[12]。相反，骨形態發生蛋白-7在沒有或很少EMT如超載蛋白尿模型中其抗纖維化就會減弱或沒有[13]；但是關于人類的細胞來源，激活成纖維細胞形成是一個剛剛開始研究的領域。因此，如何將實驗模型收集到的信息應用于臨床研究將是非常有趣的。

4 結論

腎成纖維細胞仍然是一個謎，缺乏明確的標志阻礙了這些細胞在體內的研究。同時缺乏標志表明這些細胞的異質性。表達α-平滑肌肌動蛋白的肌纖維細胞可能只是基質分泌細胞的一種被激活的成纖維細胞。這些細胞可能源于已存在的間質細胞、間質和（或）造血干細胞、膜周細胞和EMT過程。這些細胞元素的作用在不同的進展性腎病中可能會有所不同。更有趣的是，這可能有治療意義。然而同時必須強調的是，幾乎所有這些數據都來自對動物模型的研究，對人類腎臟纖維化的意義還有待確定。

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