p38MAPK與腎臟疾病關(guān)系的研究進(jìn)展

陳子搖，黃勝華，連希艷

(昆明醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院腎臟內(nèi)科，云南 昆明650101)

p38MAPK與腎臟疾病關(guān)系的研究進(jìn)展

陳子搖，黃勝華，連希艷

(昆明醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院腎臟內(nèi)科，云南 昆明650101)

p38MAPK信號(hào)通路是細(xì)胞內(nèi)外主要的信息傳遞途徑之一，可通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、分化、凋亡等生理病理過(guò)程，影響多種細(xì)胞內(nèi)應(yīng)答。近年研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)三級(jí)酶促級(jí)聯(lián)反應(yīng)激活p38MAPK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，磷酸化下作用于下游轉(zhuǎn)錄因子NF-κB、AP-1等調(diào)節(jié)特定的基因表達(dá)，可影響細(xì)胞的存活狀態(tài)，導(dǎo)致炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生，引起一系列生物學(xué)效應(yīng)，從而促進(jìn)腎臟的纖維化，在多種腎臟疾病的發(fā)生發(fā)展中起著很重要的作用。本文主要將p38MAPK與急性腎損傷、糖尿病腎臟病、狼瘡性腎炎、多囊腎、終末期腎臟病等疾病的病情發(fā)生發(fā)展情況做一綜述，闡明其與相關(guān)腎臟疾病關(guān)系的作用機(jī)制，以及對(duì)該通路的干涉在臨床治療上的應(yīng)用，可能存在的問題及其未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

p38MAPK；信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)；腎臟疾病；治療

絲裂原活化蛋白激酶(Mitogen-activated protein kinase，MAPK)是一組絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，廣泛存在于哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)，可將真核細(xì)胞外的刺激信號(hào)傳遞入細(xì)胞核，參與細(xì)胞生長(zhǎng)、發(fā)育、分化及凋亡等生理病理過(guò)程[1]。p38MAPK是MAPKs家族中的成員之一，研究發(fā)現(xiàn)其可被多種應(yīng)激原(如H2O2、缺氧、熱休克、紫外線等)，炎性因子(TNF-α，IL-1，F(xiàn)GF)及脂多糖(Lipopolysaccharide，LPS)和G+細(xì)菌的細(xì)胞壁成分刺激激活，引起一系列的生物學(xué)效應(yīng)，從而影響細(xì)胞的存活狀態(tài)，進(jìn)而參與疾病的發(fā)生發(fā)展[2]。本文旨在探討p38MAPK的生物學(xué)功能與腎臟疾病的關(guān)系及作用。

1 p38MAPK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路

1.1 p38MAPK信號(hào)通路及組成 目前發(fā)現(xiàn)絲裂原活化蛋白激酶MAPK信號(hào)通路，主要包括三大類：應(yīng)激活化蛋白激酶(Stress-activatedproteinkinase，SAPK)/c-Jun氨基末激酶(c-jun N-terminal kinase，JNK)信號(hào)通路、ERK細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)蛋白激酶(Extracellular signal-regulated protein kinase，ERK)通路以及p38MAPK信號(hào)通路。而p38MAPK是MAPKs重要的家族成員，是由360個(gè)氨基酸組成的38 kDa的蛋白，共有4種亞型，p38α、p38β、p38γ和p38δ；有研究顯示其序列同源性僅為60%左右，這說(shuō)明它們之間具有不同的功能，在各組織細(xì)胞中的分布也存在一定的差異性。p38α、β廣泛存在于各組織中，而p38γ則在肌肉中高表達(dá)，p38δ則高表達(dá)于肺、胰腺、睪丸、小腸、腎臟和內(nèi)分泌腺中[3-4]。

1.2 p38MAPK的活性調(diào)節(jié) p38MAPK的激活主要是蘇氨酸和酪氨酸殘基的特定位置發(fā)生雙重磷酸化的過(guò)程。這個(gè)磷酸化的過(guò)程可主要概括為三級(jí)酶促級(jí)聯(lián)反應(yīng)：MAPK激酶激酶(MAPKKK)—MAPK激酶(MAPKK)—MAPK。細(xì)胞外信號(hào)與受體特異性結(jié)合后，磷酸化上游MAPKK激酶(包括MEKK1、MEKK2、MEKK3、MEKK4、MLK2/3，DLK、ASK1、TP12和TaK1)，進(jìn)而促進(jìn)MAPKK(MKK3/MKK4/ MKK6)基因表達(dá)，最后激活p38MAPK基因蛋白，磷酸化下作用于下游轉(zhuǎn)錄因子NF-κB、AP-1等，調(diào)節(jié)特定的基因表達(dá)來(lái)影響細(xì)胞的增殖、分化和細(xì)胞因子的合成[5]。

2 p38MAPK與腎臟疾病的關(guān)系

2.1 p38MAPK與急性腎衰竭 急性腎衰(Acute kidney injury，AKI)是一種高發(fā)病率及高死亡率的臨床并發(fā)癥[6]，其病理生理過(guò)程較為復(fù)雜，主要累及腎臟管狀細(xì)胞和血管細(xì)胞的損害且伴有明顯的炎癥反應(yīng)[7]。大量實(shí)驗(yàn)證明p38MAPK信號(hào)通路與很多細(xì)胞反應(yīng)密不可分，包括炎癥、細(xì)胞分化、細(xì)胞生長(zhǎng)和細(xì)胞凋亡[8]，有研究顯示腎小管細(xì)胞的凋亡與p38蛋白有著密切的聯(lián)系[9]。Gui等[10]在黃氏甲苷(AS-IV)可通過(guò)抑制氧化應(yīng)激及細(xì)胞凋亡途徑防止齲齒類動(dòng)物急性腎損傷模型的研究中，證實(shí)通過(guò)對(duì)AKI動(dòng)物模型進(jìn)行黃氏甲苷(AS-IV)預(yù)處理可有效抑制p38MAPK磷酸化，顯著減少腎小管細(xì)胞的凋亡，提示p38MAPK參與急性腎衰的發(fā)病過(guò)程。

Ma及其研究小組[11]在對(duì)急性缺血性腎損傷引起的大鼠肺損傷中的p38MAPK-HSP27信號(hào)通路的功能研究中將大鼠隨機(jī)分為A、B、C三組，A組為對(duì)照組，B組為急性腎損傷組，C組為急性腎損傷+ SB203580(p38MAPK磷酸化抑制劑)組，通過(guò)檢測(cè)三組不同時(shí)間段肺損傷標(biāo)志物，且用免疫蛋白質(zhì)印跡法(Western blot)分析檢測(cè)p38 MAPK及HSP27蛋白的表達(dá)，結(jié)果顯示A組在每個(gè)時(shí)間點(diǎn)上都未有任何顯著性差異；而B組于2 h后蛋白表達(dá)增加，提示p38MAPK及HSP27蛋白的表達(dá)逐漸升高且相對(duì)于A組來(lái)說(shuō)維持著逐漸增長(zhǎng)的趨勢(shì)。而與B組比較，加了抑制劑的C組的p38MAPK蛋白表達(dá)量在各時(shí)間段均減少。兩兩相比均有顯著性差異，且具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。這說(shuō)明AKI與p38MAPK磷酸化息息相關(guān)，通過(guò)抑制p38MAPK磷酸化，可降低肺損傷的風(fēng)險(xiǎn)，減輕急性腎損傷的發(fā)病過(guò)程。

此外，Qi等[12]在研究骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞可通過(guò)抑制細(xì)胞凋亡保護(hù)順鉑引起的大鼠急性腎損傷的研究中發(fā)現(xiàn)，可通過(guò)抑制p38MAPK及ERK的活化、下調(diào)促凋亡基因Bax的表達(dá)、caspase-3的裂解及上調(diào)抗凋亡基因Bcl-2的表達(dá)，從而抑制腎小管上皮細(xì)胞的凋亡，緩解急性腎功能不全的進(jìn)展。然而引起AKI的發(fā)病機(jī)制較為復(fù)雜，在Kim等[13]研究中卻有不同的看法，他認(rèn)為p38MAPK途徑并未參與順鉑引起的急性腎損傷，只提示ERK及JNK信號(hào)通路會(huì)引起腎小管上皮細(xì)胞的損傷，參與急性腎衰竭的炎癥反應(yīng)；但這也只是單方面的個(gè)人研究，大多數(shù)結(jié)論還是偏向于有著一定的聯(lián)系，那么具體p38MAPK信號(hào)通路是否參與急性腎損傷的發(fā)病機(jī)制，也還需進(jìn)一步大量實(shí)驗(yàn)證實(shí)。

2.2 p38MAPK與糖尿病腎病 糖尿病腎病(Diabetic nephropathy，DN)是糖尿病最嚴(yán)重的慢性合并癥之一，是導(dǎo)致慢性腎衰的主要病因，僅次于腎小球腎炎。其病理特征主要是細(xì)胞外基質(zhì)(Extra cellular matrix，ECM)的腎小球和腎小管基底膜增厚，腎小球系膜基質(zhì)的增厚，最終發(fā)展為腎小球硬化和腎小管間質(zhì)纖維化[14]。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外研究報(bào)道，在實(shí)驗(yàn)性糖尿病腎病模型中通過(guò)高血糖、炎癥細(xì)胞因子、機(jī)械刺激、氧化應(yīng)激、血管緊張素II等可激活p38絲裂原活化蛋白激酶(p38MAPK)信號(hào)通路，導(dǎo)致腎臟的損害。在Fang等[15]研究中，早期強(qiáng)化胰島素治療糖尿病大鼠，可通過(guò)抑制DN大鼠腎皮質(zhì)p38蛋白激酶通路的激活，抑制腎小球肥大和細(xì)胞外基質(zhì)擴(kuò)張，從而減輕病理異常的糖尿病腎病。Lee等[16]也證實(shí)在糖尿病腎病中TGF-β1與p38MAPK息息相關(guān)，可以通過(guò)抑制磷酸化激活的p38MAPK，降低腎小球系膜中纖維蛋白的產(chǎn)生，降低TGFβ1的表達(dá)，從而減少尿蛋白排泄率。也有研究發(fā)現(xiàn)通過(guò)抑制p38MAPK磷酸化，可顯著抑制促炎性介質(zhì)的釋放，進(jìn)一步防止糖尿病腎病的進(jìn)展[17]。Fang等[17]的研究結(jié)果從另一方面證實(shí)，PKC-MAPK通路中mRNAs的高表達(dá)在DN早期組織損傷的發(fā)展中扮演著不可或缺的作用。通過(guò)激活PKC--p38MAPK--TGF途徑，可促使糖尿病腎病中腎皮質(zhì)細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)的產(chǎn)生。由此可見，p38絲裂原活化蛋白激酶作為信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的交匯點(diǎn)，通過(guò)其磷酸化進(jìn)一步激活TGF等途徑，參與糖尿病腎病的發(fā)生與發(fā)展。

2.3 p38MAPK與狼瘡性腎炎 狼瘡性腎炎是具有嚴(yán)重潛在危害性的一組系統(tǒng)性紅斑狼瘡(Systemic lupus erythematosus，SLE)合并雙腎不同病理類型免疫性損害疾病[18]。在Liu等[19]研究報(bào)道中，狼瘡性腎炎的患者外周血單核細(xì)胞中腫瘤壞死因子低誘導(dǎo)物(Tumor Necrosis Factor-Like Weak Inducer of Apoptosis,TWEAK)明顯高于只患系統(tǒng)性紅斑狼瘡而未有腎臟損害的患者，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)抗TWEAK抗體腫瘤壞死因子低誘導(dǎo)物(TWEAK)抗體抑制p38MAPK通路的激活，炎癥細(xì)胞因子IL-10、MCP-1會(huì)明顯減少，且與p38MAPK抑制劑SB203580所顯示的磷酸化p38(Phosphorylated-p38，p-p38)蛋白表達(dá)相比并無(wú)多大區(qū)別，提示p38MAPK信號(hào)通路在狼瘡性腎炎的發(fā)病進(jìn)展中也起著一定的作用；p38絲裂原活化蛋白激酶既然作為一種信號(hào)通路參與細(xì)胞的凋亡、炎癥反應(yīng)等，那么我們或許可以通過(guò)抑制它的活化來(lái)延緩病情的進(jìn)展。張芹等[20]在研究氟伐他汀對(duì)慢性移植物抗宿主病狼瘡性腎炎模型小鼠腎組織p38MAPK表達(dá)的影響實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)氟伐他汀干預(yù)組相比于模型組p38MAPK，p-p38MAPK指標(biāo)明顯降低(均P＜0.05)，且高劑量組低于低劑量組(P＜0.05)，且也發(fā)現(xiàn)p-p38MAPK的活化程度與TGF-β1的表達(dá)明顯正相關(guān)(r=0.818，P＜0.05)，氟伐他汀或許是通過(guò)抑制p38MAPK上游信號(hào)TGF-β1，減弱p-p38MAPK的活化導(dǎo)致腎臟的纖維化。

2.4 p38MAPK與多囊腎 多囊性腎病是一種具有遺傳性特征且隨著腎囊腫的發(fā)展而產(chǎn)生的疾病，隨著時(shí)間的遷移，大約60歲后會(huì)漸漸破壞腎的實(shí)質(zhì)，而最終導(dǎo)致腎衰竭[21]。常染色體顯性遺傳型多囊腎(Autosomal dominant polycystic kidney，ADPKD)臨床上較為常見。Wilson等[22]研究發(fā)現(xiàn)正常胎兒中均有表皮生長(zhǎng)因子受體EGFR(HER-1)和HER-2(neu/ ErbB2)，而在成年后就只有HER-2(neu/ErbB2)，在多囊性腎病(ADPKD)上皮細(xì)胞基底膜上，表皮生長(zhǎng)因子受體HER-2(neu/ErbB2)卻分布較多，實(shí)驗(yàn)中證實(shí)用HER-2(neu/ErbB2)抑制劑AG825可抑制HER-2 (neu/ErbB2)向EGFR(HER-1)的遷移轉(zhuǎn)化，而這轉(zhuǎn)化的機(jī)制卻與P38MAPK息息相關(guān)。利用熒光細(xì)胞活性檢測(cè)技術(shù)更深層次的抑制分析顯示：ADPKD表型治療是經(jīng)p38MAPK通路介導(dǎo)，結(jié)果顯示ADPKD遷移缺陷是由其抑制劑SB203580治療改善的，而并非是MEK1/2的抑制劑UO126，也不是PI3抑制劑渥曼青霉素所抑制；然而近年另一項(xiàng)羅格列酮通過(guò)抑制ADPKD上皮細(xì)胞的TGF-β1來(lái)延緩腎臟纖維化的發(fā)生研究中，發(fā)現(xiàn)通過(guò)調(diào)節(jié)Smad2信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，抑制TGFβ1的激活，影響膠原蛋白I及纖維蛋白的合成，而卻未通過(guò)p38MAPK途徑，也無(wú)交叉聯(lián)系關(guān)系[23]。這也說(shuō)明，在多囊性腎病(ADPKD)的病理生理及治療中，有著許多的信號(hào)通路介導(dǎo)，而不可否認(rèn)的是，p38MAPK信號(hào)通路占據(jù)著一個(gè)重要的位置。

2.5 p38MAPK與終末期腎病 尿毒癥期是慢性腎衰竭的終末期(End-stage chronic renal failure, ESRD)，會(huì)產(chǎn)生很多大中小分子溶質(zhì)，進(jìn)入慢性腎臟病(Chronic kidney disease，CKD)患者機(jī)體組織及血液中產(chǎn)生危害[24]。Dou等[25]最新研究顯示尿毒素溶質(zhì)吲哚-3-乙酸(IAA)可通過(guò)AhR/p38MAPK/NF-κB途徑誘導(dǎo)細(xì)胞氧化應(yīng)激、炎癥及內(nèi)皮細(xì)胞功能紊亂，加重CKD患者并發(fā)癥心血管的風(fēng)險(xiǎn)。而另一項(xiàng)研究[26]顯示尿毒素溶質(zhì)苯乙酸通過(guò)抑制一氧化氮合成酶(iNOS)的合成而對(duì)機(jī)體產(chǎn)生傷害，但激活它的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑是ERK1/2和JNK途徑，并非是p38MAPK、NF-κB途徑。由此可說(shuō)明存在著部分尿毒素溶質(zhì)通過(guò)p38MAPK信號(hào)通路加劇CKD患者的生命風(fēng)險(xiǎn)，而也提示在終末期腎臟疾病的病理生理機(jī)制中，p38MAPK發(fā)揮著一定與之相關(guān)的作用。

3 展 望

p38MAPK作為絲裂原酶家族(MAPK)最重要的成員之一，通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)外信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)傳遞，參與細(xì)胞生長(zhǎng)、發(fā)育、分化及凋亡等生理病理過(guò)程；還可與JNK、ERK、Smad家族、NF-κB、TGF-β1等途徑交叉聯(lián)系，共同調(diào)節(jié)腎臟纖維化的進(jìn)程[27]。進(jìn)一步研究p38MAPK通路在除急性腎衰竭、糖尿病腎病、尿毒癥、狼瘡性腎炎、多囊腎等之外腎臟疾病中的作用機(jī)制，全面剖析其亞型的結(jié)構(gòu)與功能，探索抑制或阻斷其途徑的新型藥物，將會(huì)為腎臟疾病的治療提供新的契機(jī)，開拓全新的領(lǐng)域。

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云南省應(yīng)用基礎(chǔ)研究計(jì)劃項(xiàng)目(編號(hào)：S2012FB0635)

連希艷。E-mail：xiyanlian@126.com