脂肪細胞型脂肪酸結合蛋白與早期DN相關性研究進展

文 莉 綜述，歐三桃 審校

(西南醫科大學附屬醫院腎病內科,四川瀘州 646000)

近來，脂代謝紊亂已成為糖尿病腎病(diabetic nephropathy,DN)早期診斷的研究熱點之一，作為脂肪酸結合蛋白(fatty acid binding protein,FABP)家族成員之一的脂肪細胞型FABP(adipocyte FABP,A-FABP),主要儲存在成熟脂肪細胞和巨噬細胞內[1]。此脂質轉運蛋白可能與DN腎功能、尿蛋白排泄率、亞臨床炎癥狀態密切相關[2]。有研究表明，DN大鼠早期即可測得空腹血漿A-FABP水平升高，其變化范圍較空腹血糖值更加平穩，提出空腹血漿A-FABP水平可作為DN早期診斷的標志物之一，但目前對于二者的關系尚未明確。因此，本文就A-FABP與DN之間的研究進展進行綜述。

1 A-FABP的結構、分布與功能

FABP多存在于細胞內，相對分子質量低，125～134個氨基酸排列組合成它獨特的空間結構，根據組織來源不同(肝、小腸、心、脂肪細胞、表皮細胞、回腸、腦、髓磷脂和睪丸)通常分為9類，其中，針對肝型所進行的研究居多。FABP家族各成員之間氨基酸排列順序有所差異，但其空間結構變化不大，且嚙齒動物和人類的A-FABP在表達、調控方面亦有很大的相似之處[3]，則A-FABP在動物水平的研究成果應用于人類也有著很大的參考價值。A-FABP大多儲存在脂肪和巨噬細胞內，被稱為是以糖尿病為主的代謝性疾病的危險因素[4]。大多數情況下，A-FABP可在細胞核和細胞質中進行檢測，除此之外，脂肪細胞釋放到血液的那一小部分亦可檢測(水平為6～80 ng)[5]，其釋放入血的具體機制尚不可知。

A-FABP不僅在脂肪細胞分化、脂肪酸氧化、儲存、運輸、降解等過程中發揮重要作用，而且還能調節機體免疫功能、代謝狀態及炎癥反應[6]，在分子水平的轉錄、表達與調控過程離不開過氧化物酶體增殖物激活受體(peroxisome proliferator-activated receptors,PPARs)、胰島素和脂肪酸等的共同作用[7]。

2 A-FABP與DN

出現微量清蛋白尿往往是DN早期的主要臨床表現，尿蛋白排泄率(UAE)或尿清蛋白與肌酐比值(UACR)是DN早期診斷的評價指標之一[8]，其嚴重程度可反映DN腎損傷情況,但部分DN患者早期并未出現微量清蛋白尿。因此，尋找靈敏度和特異度更高的早期新生標志物顯得尤為重要。已有學者通過大樣本數據分析研究表明，血清A-FABP水平是與UAE相關聯的獨立影響因素[9]，以A-FABP作為新的突破口探討DN的早期診斷依據較為合適。CABRE等[10]在評估161例2型糖尿病(T2DM)患者腎功能情況和血漿A-FABP的關系時發現，不管患者尿蛋白定量多少，血漿A-FABP水平始終與血肌酐水平呈正相關，與肌酐清除率呈負相關。HUANG等[1]通過多變量分析發現血漿A-FABP和血肌酐確實明顯相關。血肌酐值只有在腎小球濾過率(GFR)下降1/3～1/2的時候才會發生明顯的變化，推測可采用血漿A-FABP水平來替代血肌酐，用于早期反映腎功能情況，但目前仍缺乏相關研究。YEUNG等[11]在研究237例T2DM患者血漿A-FABP與腎功能、DN分期和心血管并發癥的關系時發現，無論是否考慮年齡、肥胖指數及既往高血壓病史等因素，血漿A-FABP水平與腎功能間始終保持負相關關系，即患者的血漿A-FABP水平越高則腎功能受損越嚴重，且血漿A-FABP水平還與DN分期明顯相關，A-FABP水平越高則分期越高，其機制可能是DN患者腎臟清除作用減低，腎功能下降，但巨噬細胞炎癥活性增加導致血漿A-FABP水平升高。這都表明血漿A-FABP在早期DN診斷方面有臨床應用價值，甚至可成為DN的分期依據之一，為早期治療提供依據。現有研究提出A-FABP可能通過以下機制參與DN的進展。

2.1導致腎臟結構病變 (1)內皮細胞損傷：糖尿病慢性并發癥眾多，其中，以累及腎臟微血管病變所致DN最為重要，其可進展成為終末期腎臟病(end stage renal disease,ERSD)，機制可能是微血管內皮損傷導致腎臟結構改變，逐漸出現蛋白尿進一步加速腎臟損害，最終發展為ERSD。脂肪細胞能夠釋放部分A-FABP進入到血液，微血管內皮細胞同樣也可將其釋放入血。王丹丹等[12]在用鏈脲佐菌素(STZ)造模觀察A-FABP動態變化的過程中發現，A-FABP可表達于腎臟組織中，尤其在DN早期腎皮質中可呈高表達狀態；ELMASRI等[5]研究發現，A-FABP在小鼠和人體的心臟、腎臟的毛細血管及小靜脈中也呈高表達狀態。由此推測，早期DN患者腎小球毛細血管中存在A-FABP的表達，當毛細血管內皮損傷時便可將其釋放入血，導致血A-FABP水平升高，而升高的A-FABP又可直接損傷內皮細胞，使血液中A-FABP水平進一步升高，形成惡性循環，導致毛細血管內皮細胞的損傷更加嚴重，腎小球的分子屏障、電荷屏障受到了破壞，從而在臨床上表現為蛋白尿。另有學者認為，受損內皮細胞的代償性再生過程中需要A-FABP的大量表達[13]，因其可以在一定程度上促進血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)的表達，促進腎小球毛細血管內皮細胞增殖，修復濾過膜屏障。A-FABP究竟是損傷內皮細胞還是幫助其修復，亦或兼而有之，其明確關系至今尚不清楚，但可以確定的是血A-FABP水平和內皮功能呈負相關，這與ARAGNOES等[14]提出的DN患者A-FABP水平與血管內皮功能呈負相關的觀點一致。腎小球毛細血管內皮細胞還易受到血糖、血脂及炎癥因子的影響，檢測血漿A-FABP水平可評估其受損情況，相關機制或許與脂質代謝異常誘發氧化應激有關。(2)足細胞損傷：據報道，足細胞凋亡在DN的發病機制中扮演著重要角色[15]。李佑生等[16]研究發現高水平的游離脂肪酸(FFA)能夠導致足細胞凋亡，而A-FABP作為FFA 的分子伴侶，幫助增加了其可溶性，導致血液中FFA水平升高，進而誘導細胞合成大量細胞毒性神經酰胺(ceramides,Cers)[17-18]，導致足細胞凋亡，而足細胞數量越少，DN進展越快。此外，脂代謝異常對DN的進展也十分重要。ZHANG等[19]通過db/db小鼠模型及體外實驗證明，脂質沉積可引起腎小球足細胞表型改變，導致足細胞凋亡，究其根本原因可能與A-FABP所致足細胞脂質代謝異常相關。(3)腎小管功能障礙：既往認為，糖尿病患者機體糖攝取量增加可加重氧化應激，從而誘導腎小管上皮細胞凋亡，最終出現糖尿病腎損害。但近來研究表明，A-FABP類小分子蛋白可從腎小球濾過并被腎小管重吸收，當血A-FABP水平明顯升高超過腎小管重吸收閾值時，就可能沉積于腎小管細胞，影響腎小管功能。DOMINGUEZ等[20]在研究DN大鼠腎的鐵負荷情況時發現，脂代謝紊亂組大鼠的腎鐵負荷明顯增加，并提出脂肪酸可刺激腎小管細胞鐵聚積，而進行性腎鐵過載可能出現腎小管損傷。有研究指出FFA可使腎小管細胞脂類聚集增多，可通過炎癥反應加速腎臟損害[21-22]。這些研究結果均表明，FFA與腎小管損傷關系密切，A-FABP參與FFA代謝的信號轉導過程，在介導FFA進入細胞影響腎小管功能的過程中起著相當重要的作用，因此，如果從腎小管損傷著手，探討A-FABP與DN的關系可能會獲得新的突破。

2.2參與內質網應激(endoplasmic reticulum stress，ERS) 腎小球系膜細胞、腎小管上皮細胞、腎小囊足細胞等都具有豐富而復雜的內質網結構，A-FABP可通過發揮信號轉導功能將脂質轉運至內質網內。近年來有人提出，A-FABP與DN的相關性可能在ERS方面有所體現。系膜基質增多和基底膜增厚是DN早期腎小球的重要病變，系膜細胞的凋亡是反映腎小球硬化的重要標志。YAO等[23]對確診DN的患者研究發現，ERS標志蛋白Caspase-12和葡萄糖調節蛋白(GRP78)的表達可隨著A-FABP表達的增加而增加，提示A-FABP可通過調控ERS相關分子伴侶蛋白的表達來參與DN的進程；該研究還指出，系膜細胞的凋亡與持續的ERS相關，而A-FABP的表達上調可能是誘發ERS介導凋亡的始發因素，抑制A-FABP的表達或許可以抵抗ERS，使系膜細胞凋亡減少，延緩DN的進展。最近RUBY等[24]在探討A-FABP、ERS和自噬之間的相互作用時亦得出了相似的結論，該研究提出巨噬細胞內A-FABP的過表達主要通過抑制Janus激酶2(JAK2)信號通路，使棕櫚酸誘導的自噬相關蛋白7(autophagy-related protei,Atg 7)表達減少，細胞自噬則減弱，而ERS可增強，再次說明抑制A-FABP的表達可以減弱ERS，保護腎小球系膜細胞，擁有較大的臨床獲益。

2.3參與炎癥反應 DN也屬于免疫炎癥性疾病范疇，腎組織活檢多可見巨噬細胞浸潤，其是引起腎臟炎癥反應的最主要炎癥細胞[25-26]，可普遍表達A-FABP，使促炎因子表達增加[27]。若巨噬細胞中A-FABP的表達缺失，不僅可導致腫瘤壞死因子α(TNF-α)、白細胞介素(IL)-6、單核細胞趨化因子-1(MCP-1)等炎癥因子減少，而且可使環氧化酶2(COX-2)和誘導型一氧化氮合酶(iNOS)等促炎反應酶的表達也明顯減少，由此可見，A-FABP和炎癥反應密切相關。這種聯系不僅僅在巨噬細胞中體現，一旦小鼠脂肪細胞中的A-FABP基因被敲除，巨噬細胞內的炎癥介質的表達也同樣減少，其機制可能由IKK-NF-κB通路所介導[28]。TORUNER等[2]認為A-FABP與高敏C反應蛋白(hs-CRP)也呈正相關，既可刺激IL-6、IL-1β等炎癥介質釋放入血[29]，又可直接作用于腎小動脈，導致腎小球出現高濾過、高灌注[30]，引起嚴重的腎臟損害。這都表明A-FABP可通過參與炎癥反應介導DN。

3 展 望

綜上所述，A-FABP對于DN的發生、發展至關重要。它可能通過導致腎小球毛細血管內皮細胞、足細胞、腎小管等結構病變、參與ERS和炎癥反應等，加速DN進程。檢測A-FABP的血漿水平將有利于DN的早期診斷，有望將其作為研究新藥的潛在靶點。

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