糖尿病腎病治療的研究進展

李翔+楊沅君+劉杰夫+董茜

【摘要】 糖尿病腎病是糖尿病最常見的并發癥，也是導致慢性腎衰竭的重要原因，但臨床的治療方法效果局限。目前的研究從抑制鈉-葡萄糖協同轉運蛋白2、蛋白激酶C、多元醇通路以及晚期糖化終末產物等方面，試圖干擾發病過程中的炎性反應、氧化應激、免疫應答和組織纖維化來特異性治療。干細胞移植方法也為進一步治療糖尿病腎病提供了新希望。

【關鍵詞】 糖尿病腎病； 治療； 發病機制； 干細胞

【Abstract】 Diabetic nephropathy is the most common complication of diabetes，and it is also an important cause of chronic renal failure，but the clinical treatment effect is limited.The current study from the inhibition of sodium glucose cotransporter 2，protein kinase C，polyol pathway and advanced glycation end products and so on，to inflammatory reaction and interference in the pathogenesis of oxidative stress，immune response and tissue fibrosis to specific treatment.Stem cell transplantation provides a new hope for the treatment of diabetic nephropathy.

【Key words】 Diabetic nephropathy； Therapeutics； Pathogeneses； Stem cell

First-authors address：Department of Clinical Medicine，Xuzhou Medical University，Xuzhou 221000，China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2016.30.040

隨著經濟的發展、人們生活習慣的改變和生活節奏加快，糖尿病（diabetes mellitus，DM）的發病率日益上升。糖尿病腎病（diabetic nephropathy，DN）是DM最常見的微血管并發癥，也是導致終末期腎病（end-stage renal disease，ESRD）的最常見原因，嚴重威脅人類的健康[1]。然而，目前臨床上的治療方法有很大的局限性，不能有效地減緩病情的發展[2]。因此，有越來越多的學者致力于探索治療DN的新思路（見圖1）。現就近年來治療DN的研究進展予以綜述。

1 針對病因的治療

1.1 鈉-葡萄糖協同轉運蛋白2 在高糖或高胰島素環境下，腎近端小管表面表達的鈉-葡萄糖協同轉運蛋白2（sodium-glucose transporter 2，SGLT2）升高，導致其介導的對Na+和葡萄糖的重吸收程度升高[3]，這提示使用SGLT2抑制劑，能夠阻斷鈉和糖的共轉運，改善患者的高血糖和高血壓水平。臨床試驗聯合SGLT2抑制劑和RAAS阻斷表現出了極佳的心血管和腎臟保護效果[4-5]，具體的作用機制不清，可能與血管緊張素轉換酶Ⅱ、血管緊張素1-7/1-9的升高[6]、以及球管反饋有關，但文獻[7-8]研究表明其具有增加生殖系統感染和骨折的風險。

1.2 蛋白激酶C 蛋白激酶C（protein kinase C，PKC）作為一細胞質酶，廣泛存在于機體組織器官及細胞中。其活性包括調節血管內皮細胞通透性和收縮性、ECM的合成、細胞增殖和調亡、血管新生、白細胞黏附、激活和抑制細胞因子和細胞生長等。PKC有多種亞型，其中PKCα、β被認為與DN的發病密切相關。PKCα與PICK2、β-arrestin2結合，使得nephrin蛋白的內吞作用增強，從而導致蛋白尿[9]。Meier等[10]發現：PKCβ基因敲除的DN大鼠的蛋白尿并沒有明顯改善，但腎小球增生和細胞外基質的產生減少。Menne等[11]綜合兩者的結果，同時抑制PKCα和PKCβ，較好的阻止了DN的發展。另外，近年來還發現PKCε、aPKC在腎臟保護中具有重要作用[12-13]。

1.3 多元醇通路 多元醇通路由醛糖還原酶（aldose reductase，AR）及其受體NADPH和山梨糖醇脫氫酶及其受體NAD組成。腎小球細胞內持續的高糖環境會導致AR活化。作為多元醇通路的限速酶，AR活化使葡萄糖大量轉化為山梨醇，引起細胞滲透性損傷[14]。另外，AR在調節多元醇通路的同時也在糖代謝、細胞外基質病理變化中起重要作用。大量AR的激活會引起AGE、ROS以及TGF-β的增多[15]，導致氧化應激和組織纖維化。還有研究表明，AR可促進PKC的激活，通過上述途徑加速腎小球的損傷。因此多元醇通路將是較好的治療DN的靶點。

1.4 晚期糖化終末產物 高血糖和氧化應激會促進內源性晚期糖基化終產物（advanced glycation end products，AGE）的產生[16]。AGE在組織中的積聚，會造成腎小球基底膜結構改變、電荷屏障減弱、足細胞受損、細胞外基質增生，并最終導致腎小球硬化和蛋白尿。而AGE除了自身的積聚會導致組織損傷外，與其受體AGER或Toll樣受體2和4結合后，還會激活一系列的胞內信號轉導通路[17]，釋放炎性因子并導致氧化應激。體外實驗將AGE與腎小管上皮細胞共同培養，可見TGF-β、PAI-1、MCP-1的高表達[18]。在文獻[19-20]DN的動物實驗中，抑制AGE的形成或破壞其誘導的交聯反應都具有腎臟保護作用。目前的研究致力于抑制內源性AGE的生成，以及尋找新的AGER拮抗劑，用于治療糖尿病引起的微血管并發癥。新的高親和力DNA適體用于阻斷AGE生成的方法也展現出了良好的應用前景[21]。

2 干細胞治療

盡管不斷地研究新的藥物作用靶點給治療DN提供了很好的思路，但到目前為止療效還是很有限[22]，因此急需開辟新的途徑以求進一步的治療。干細胞移植方法能夠促進受損的腎臟組織、細胞的再生或直接分化為相應細胞來修復腎臟，給進一步治療DN提供了希望，因而受到了人們的關注。

胚胎干細胞（embryonic stem cell，ESCs）是從早期胚胎（原腸胚期之前）或原始性腺中分離出來的一類細胞，它具有體外培養無限增殖、自我更新和多向分化的潛能。ESCs除了能分化為胰島素分泌細胞外[23]，在特定的生長因子或誘導劑的作用下還能夠向腎臟細胞譜系分化，如近端小管樣細胞[24]，但由其帶來的倫理問題一直限制著它的發展。

間充質干細胞（mesenchymal stem cells，MSCs）既具有多向分化潛能、免疫抑制和異體移植的安全性[25-27]，又避免了ESCs的倫理問題，近年來被廣泛用于多種疾病治療的研究。MSCs能夠分化為胰島素分泌細胞、腎小管上皮細胞、上皮細胞和足細胞[28-30]。文獻[31]研究報告指出MSCs的移植能夠改善蛋白尿、血清肌酐/尿素氮比值、腎小球高壓、系膜增生和纖維化。然而MSCs移植療法仍有許多缺點：來自不同供體的MSCs的異質性很大，而且在慢性心血管系統疾病的患者和慢性腎病模型的大鼠中，MSCs的增殖和分化能力會降低[32]，這些都會影響其治療效果，需要繼續研究來解決這些問題。

由尿液中分離出來的干細胞—尿源性干細胞（urine-derived stem cells，USCs）是近來發現的新的干細胞亞型[33]。從尿中提取干細胞更加地安全和經濟。USCs具有較長的端粒酶長度，自我更新能力和增生能力都很強，但是關于其應用于DN的治療暫無報道。

3 小結

DN的發生發展涉及多種發病機制的參與，不斷深入研究發病機制，將為DN的治療提供更多治療靶點以及早期診斷的標志。近來有研究報道自噬參與了糖尿病腎病的發病過程，其作用將是未來研究熱點。隨著DN研究不斷深入，干細胞、基因療法不斷發展，相信在不久的將來，糖尿病腎病的患者一定會得到更好的治療。

參考文獻

[1] Duran-Salgado M B，Rubio-Guerra A F.Diabetic nephropathy and inflammation[J].World Journal of Diabetes，2014，5（3）：393-398.

[2] Molitch M E，Defronzo R A，Franz M J，et al.Nephropathy in diabetes[J].Diabetes Care，2004，27（Suppl 1）：S79-S83.

[3] Brown J.Glucose transporters in human renal proximal tubular cells isolated from the urine of patients with non-insulin-dependent diabetes[J].Diabetes，2006，54（12）：3427-3434.

[4] Rosenstein R，Hough A.Empagliflozin，cardiovascular outcomes，and mortality in type 2 diabetes[J].New England Journal of Medicine，2015，373（22）：2117-2128.

[5] Wanner C，Inzucchi S E，Lachin J M，et al.Empagliflozin and progression of kidney disease in type 2 diabetes[J].New England Journal of Medicine，2016，375（4）：323-334.

[6] Tikellis C，Bialkowski K，Pete J，et al.ACE2 deficiency modifies renoprotection afforded by ACE inhibition in experimental diabetes[J].Diabetes，2008，57（4）：1018-1025.

[7] Kohan D E，Fioretto P，Tang W，et al.Long-term study of patients with type 2 diabetes and moderate renal impairment shows that dapagliflozin reduces weight and blood pressure but does not improve glycemic control[J].Kidney International，2014，85（4）：962-971.

[8] Watts N B，Bilezikian J P，Usiskin K，et al.Effects of canagliflozin on fracture risk in patients with type 2 diabetes mellitus[J].The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism，2015，101（1）：157-166.

[9] Quack I，Woznowski M，Potthoff S A，et al.PKC alpha mediates beta-arrestin2-dependent nephrin endocytosis in hyperglycemia[J].Journal of Biological Chemistry，2011，286（15）：12 959-12 970.

[10] Meier M，Park J K，Overheu D，et al.Deletion of protein kinase C-beta isoform in vivo reduces renal hypertrophy but not albuminuria in the streptozotocin-induced diabetic mouse model[J].Diabetes，2007，56（2）：346-354.

[11] Menne J，Shushakova N， Bartels J， et al. Dual inhibition of classical protein kinase C-α and protein kinase C-β isoforms protects against experimental murine diabetic nephropathy[J].Diabetes，2013，62（4）：1167-1174.

[12] Meier M，Menne J，Park J K，et al.Deletion of protein kinase C-ε signaling pathway induces glomerulo-sclerosis and tubulointerstitial fibrosis in vivo[J].Journal of the American Society of Nephrology Jasn，2007，18（4）：1190-1198.

[13] Doublier S，Salvidio G，Lupia E，et al.Nephrin expression is reduced in human diabetic nephropathy： evidence for a distinct role for glycated albumin and angiotensin II[J].Diabetes，2003，52（4）：1023-1030.

[14] De-Min Y U，Liu D M，Liu X H，et al.Effect of aldose reductase inhibitor on rat kidney aldose reductase gene expression[J].Journal of Tianjin Medical University，2005，11（4）：4.

[15] Xie P，Sun L Oates P J，et al.Pathobiology of renal-specific oxidoreductase/myo-inositol oxygenase in diabetic nephropathy：its implications in tubulointerstitial fibrosis[J].Ajp Renal Physiology，2010，298（6）：F1393-F1404.

[16] Chilelli N C，Burlina S，Lapolla A.AGEs，rather than hyperglycemia， are responsible formicrovascular complications in diabetes： A“glycoxidation-centric”point of view[J].Nutrition Metabolism & Cardiovascular Diseases Nmcd，2013，23（10）：913-919.

[17] Miyata T，Ueda Y，Asahi K，et al.Mechanism of the inhibitory effect of OPB-9195 on advanced glycation end product and advanced lipoxidation end product formation[J].Journal of the American Society of Nephrology，2000，11（9）：1719-1725.

[18] Sasai Y，Iwakawa K，Yanagida K，et al.Advanced glycation endproducts stimulate renal epithelial cells to release chemokines that recruit macrophages， leading to renal fibrosis[J].Bioscience Biotechnology and Biochemistry，2012，76（9）：1741-1745.

[19] Stracke H，Hammes H P，Werkmann D，et al.Efficacy of benfotiamine versus thiamine on function and glycation products of peripheral nerves in diabetic rats[J]. Experimental & Clinical Endocrinology & Diabetes，2001，109（6）：330-336.

[20] Kihm L P，Müllerkrebs S，Klein J，et al.Benfotiamine protects against peritoneal and kidney damage in peritoneal dialysis[J].Journal of the American Society of Nephrology，2011，22（5）：914-926.

[21] Taguchi K，Fukami K，Yamagishi S，et al.DNA Aptamer Raised Against AGEs Blocks the Progression of Experimental Diabetic Nephropathy[J].Diabetes，2013，62（9）：3241-3250.

[22] Liu Y，Tang S C W.Recent Progress in Stem Cell Therapy for Diabetic Nephropathy[J].Kidney Diseases，2015，2（1）：20-27.

[23] Jiang W，Yan S，Zhao D X，et al.In vitro derivation of functional insulin-producing cells from human embryonic stem cells[J].Cell Research，2007，17（4）：333-344.

[24] Narayanan K，Schumacher K M，Tasnim F，et al.Human embryonic stem cells differentiate into functional renal proximal tubular-like cells[J].Kidney International，2013，83（4）：593-603.

[25] Aziz M T A，Wassef M A A，Ahmed H H，et al.The role of bone marrow derived-mesenchymal stem cells in attenuation of kidney function in rats with diabetic nephropathy[J].Diabetology& Metabolic Syndrome，2014，6（1）：1-10.

[26] Fang Y，Tian X，Bai S，et al.Autologous transplantation of adipose-derived mesenchymal stem cells，ameliorates streptozotocin-induced diabetic nephropathy in rats by inhibiting，oxidative stress，pro-inflammatory cytokines and the p38 MAPK signaling pathway[J].International Journal of Molecular Medicine，2012，30（1）：85-92.

[27] T?gel F E，Westenfelder C.Kidney protection and regeneration following acute injury：progress through stem cell therapy[J].American Journal of Kidney Diseases，2012，60（6）：1012-1022.

[28] Karnieli O，Izhar-Prato Y，Bulvik S，et al.Generation of insulin-producing cells from human bone marrow mesenchymal stem cells by genetic manipulation[J].Stem Cells，2007，25（11）：2837-2844.

[29] Poulsom R，Forbes S J，Hodivala-Dilke K，et al.Bone marrow contributes to renal parenchymal turnover and regeneration[J].Journal of Pathology，2001，195（195）：229-235.

[30] Prockop D J.Repair of tissues by adult stem/progenitor cells （MSCs）：controversies， myths， and changing paradigms[J].Molecular Therapy，2009，17（17）：939-946.

[31] Lv S，Cheng J，Sun A，et al.Mesenchymal stem cells transplantation ameliorates glomerular injury in streptozotocin-induced diabetic nephropathy in rats via inhibiting oxidative stress[J].International Immuno- pharmacology，2014，104（1）：275-282.

[32] Yamada A，Yokoo T，Yokote S，et al.Comparison of multipotency and molecular profile of MSCs between CKD and healthy rats[J].Human Cell，2014，27（2）：59-67.

[33] Bharadwaj S，Liu G，Shi Y，et al.Multipotential differentiation of human urine-derived stem cells：Potential for therapeutic applications in urology[J].Stem Cells，2013，31（9）：1840-1856.

（收稿日期：2016-06-24） （本文編輯：郎威）