血清Chemerin 在2型糖尿病腎臟疾病發(fā)生發(fā)展中作用機制的研究進展

裴曉莎，秦潔

1 山西醫(yī)科大學，太原030000；2 山西醫(yī)科大學附屬人民醫(yī)院

近年來，糖尿病作為全球最常見的慢性疾病之一，不僅影響人們的生活水平而且威脅人類生命健康。2020 年滕衛(wèi)平教授根據(jù)一項大規(guī)模的全國性橫斷面調查指出，中國成人糖尿病的總患病率已達到12.8%，意味著中國糖尿病總人數(shù)達到1.298 億人次［1］。而作為常見2 型糖尿病（T2DM）的血管并發(fā)癥之一，糖尿病腎臟疾病（DKD）發(fā)病率居高不下。2019 版中國糖尿病腎臟疾病防治臨床指南中指出，受多種因素的影響，DKD 在T2DM 患者中的發(fā)病率為10%～40%。PACKHAM 等［2］通過對DKD 患者長時間的隨訪得出，ESRD 病死率逐漸上升，且DKD 在T2DM 患者中已成為我國導致終末期腎病的首要原因［3］，因此早期預防、早期診斷、早期干預DKD 發(fā)生發(fā)展對提高廣大糖尿病患者存活率，減少其他并發(fā)癥的發(fā)生及改善生活質量有重要意義。

目前尿微量白蛋白（mAlb）、尿微量白蛋白/尿肌酐（UACR）、腎小球濾過率（eGFR）等指標在篩查糖尿病腎臟疾病時有較高靈敏度，但特異度較低，更適合作為篩選標準而非診斷標準，因此尋找一種更為有效的早期診斷DKD 的方法更有意義。LEIHERE等［4］研究發(fā)現(xiàn)，血清Chemerin 水平與腎功能受損有關，可能對腎臟損害和心血管事件有預測作用。另有研究發(fā)現(xiàn)，血清Chemerin 濃度與糖尿病腎臟疾病、糖尿病視網(wǎng)膜病等微血管并發(fā)癥存在獨立相關性，血清Chemerin 水平與DKD 嚴重程度呈正相關［5］。血清Chemerin 作為一種具有趨化作用的炎性細胞因子，與其受體結合后通過多種作用機制參與DKD的發(fā)生發(fā)展，有望成為DKD的早期診斷的重要標志。目前Chemerin 如何參與DKD 的發(fā)生發(fā)展的作用機制尚不完全清楚。現(xiàn)對Chemerin 參與DKD發(fā)生發(fā)展的可能作用機制綜述如下。

1 Chemerin概述

1.1 Chemerin 的發(fā)現(xiàn)及生物特性 Chemerin 亦稱他扎羅卜素誘導基因蛋白2（TIG 2）或視黃酸受體應答蛋白2（RARRES 2），是NAGPAL 等［6］于1997 年治療銀屑病時發(fā)現(xiàn)的一種具有免疫調節(jié)作用的因子。GORALSKI等［7］于2007年發(fā)現(xiàn)Chemerin作為一種新型脂肪因子，參與脂肪發(fā)生和脂肪細胞代謝的調節(jié)。而隨后的多種研究發(fā)現(xiàn)，Chemerin 在不同程度上參與了肥胖、代謝綜合征、糖尿病、糖尿病腎病、多囊卵巢綜合征、冠心病、關節(jié)炎、克羅恩病等多種疾病的發(fā)生發(fā)展。

研究發(fā)現(xiàn)，Chemerin 在白色脂肪、肝臟、胎盤中表達最多，在棕色脂肪組織、肺臟、腎臟、卵巢、心臟、骨骼肌、胰腺中也有少量表達［7］。Chemerin 最初由163 個氨基酸組成，其編碼的前體分泌蛋白（prepro?chemerin）通過截斷20個氨基酸的N 端信號肽，以生物活性較弱的前體形式（prochemerin）存在于血液循環(huán)中，其前體的羧基末端存在多個蛋白酶切割位點，當機體發(fā)生損傷、凝血、纖溶、炎癥時，根據(jù)蛋白酶切割位點的不同，組織蛋白酶G、彈性蛋白酶及纖溶酶等多種蛋白酶將prochemerin 裂解，形成不同的亞型與受體不同程度的結合，促進免疫細胞的趨化發(fā)揮生物學功能［6-7］。

1.2 Chemerin及其受體 據(jù)報道，目前已發(fā)現(xiàn)有三種受體能與Chemerin 結合，他們分別是G 蛋白耦聯(lián)受 體CMKLR1（ChemR23）、G 蛋 白 偶 聯(lián) 受 體1（GPR1）和肥大細胞表面趨化因子受體2（CCRL2）。其中，已知的大部分Chemerin 功能主要由CMKLR1介導。CMKLR1 是GANTZ 等［10］早期發(fā)現(xiàn)的一種G蛋白偶聯(lián)受體，至2003 年，WITTAMER 等［11］發(fā)現(xiàn)Chemerin 是G 蛋白偶聯(lián)受體CMKLR1 的天然配體。Chemerin 前體形式被裂解活化后轉化成為CMKLR1受體的強效、高特異性的激動劑，能特異性結合并激活CMKLR1，通過誘導自然殺傷細胞、巨噬細胞、未成熟樹突狀細胞（DC）內鈣離子的釋放，抑制cAMP的積聚及絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）的磷酸化，參與代謝和炎性反應［7，11-13］。

GPR1 與CMKLR1 具有高序列的同源性，在白色脂肪組織及骨骼肌中高度表達［14］。有研究表明Chemerin 激活GPR1 時與CMKLR1 的激活有相似功效，介導鈣離子通量的調節(jié)，是Chemerin 的另一種受體［14-15］。CCRL2 是一種不典型的受體，與Chemer?in 結合不能誘導下游信號通路、鈣離子動員或配體內化，但可調節(jié)Chemerin 水平和生物活性，增強Chemerin與CMKLR1結合介導的趨化作用［15］。

2 Chemerin在DKD發(fā)生發(fā)展中的作用機制

2.1 Chemerin 作為炎癥的誘導劑加重腎臟的炎性反應 DKD 以持續(xù)的腎臟組織炎癥為病理生理特征。已知DKD 患者腎臟組織中有大量淋巴細胞、肥大細胞、巨噬細胞的聚集，Chemerin作為炎癥的誘導劑，與CMKLR1 受體結合誘導炎性介質的釋放，加重腎臟的炎性反應，最終導致腎臟纖維化。

近年來研究證實，核轉錄因子kappa B（NF-κB）是人體內皮細胞中關鍵促炎癥轉錄調節(jié)因子，促炎介質白細胞介素1β（IL-1β）和Chemerin 能協(xié)同誘導NF-κB 的活化促進內皮細胞黏附因子（E-selectin、VCAM-1 和ICAM-1）的表達和分泌，增強單核細胞-內皮細胞的黏附，促進炎性細胞向腎臟聚集，加重DKD 的發(fā)生發(fā)展［16］。另外，有學者收集腎穿刺活檢的組織標本及建立糖尿病腎臟疾病的小鼠模型研究發(fā)現(xiàn)，Chemerin/ChemR23 可上調腎皮質轉化生長因子（TGF）β1水平，介導炎癥反應；8 周時通過尾靜脈注入LV3-shRNA 敲除小鼠的ChemR23，發(fā)現(xiàn)ChemR23 的敲除能減輕腎臟炎癥反應及腎小球損傷。同時Chemerin 刺激體外培養(yǎng)腎小球內皮細胞（GEnCs）后使磷酸化的p38 絲裂原活化蛋白激酶（p38MAPK）增加，而這一過程同樣能被LV3-shRNA和SB203580（p38MAPK 抑制劑）抑制，表明Chemer?in/CMKLR1 軸不僅能通過p38MAPK 信號通路介導誘導腎小球內皮細胞的損傷與炎癥反應，引起蛋白尿和腎功能不全［17］，而且對其阻斷亦可逆轉腎臟炎癥反應，這種機制為DKD的治療開辟新的靶點。

2.2 Chemerin 通過氧化應激參與DKD 的發(fā)生發(fā)展 氧化應激是眾多疾病發(fā)生的病理生理基礎，同樣在腎臟疾病的發(fā)生發(fā)展中起重要作用。氧化應激是體內氧化與抗氧化作用失衡的一種狀態(tài)，通過誘導線粒體氧化磷酸化產(chǎn)生大量的活性氧（ROS），活性氧主要通過煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADPH）氧化酶（NOX）的激活而產(chǎn)生來發(fā)生氧化作用［18］。研究表明Chemerin 能降低抗內皮一氧化氮合酶活性位點的磷酸化，提示氧化應激機制和胰島素下游信號參與了Chemerin 誘導的NO 生物利用度降低機制，從而引起內皮功能障礙［19］。核轉錄因子紅系2相關因子2（Nrf2）是近年來新發(fā)現(xiàn)的一種氧化應激反應的重要核轉錄因子，具有調節(jié)和激活細胞內抗氧化作用，中和活性氧，維持氧化還原穩(wěn)態(tài)的重要作用［20］。NEVES 等［18］在觀察非糖尿病小鼠及肥胖糖尿病小鼠腎臟氧化還原狀態(tài)和功能過程中發(fā)現(xiàn)，腎效應的潛在機制包括上調NOXs 和下調Nrf2 調控的抗氧化基因，增加ROS 的產(chǎn)生和蛋白質氧化；而CMKLR1 阻斷劑CCX832 干預后可以逆轉這一有害反應，不僅降低尿肌酐水平、蛋白尿，改善小鼠腎臟氧化應激和蛋白質氧化，而且改善小鼠腎臟Nrf2 抗氧化系統(tǒng)。研究表明，Chemerin 可通過引起腎臟的氧化應激等機制參與糖尿病相關的腎功能不全，積極的抗氧化治療能有效改善腎臟疾病，而CCX832有可能成為一種改善DKD的有效候選藥。

2.3 Chemerin 通過影響腎臟血流動力學加重DKD 研究［21］發(fā)現(xiàn)，用Chemerin 處理人主動脈內皮細胞（HAEC）后Chemerin 對血管生成起刺激作用時，線粒體活性氧（ROS）的產(chǎn)生亦增加，同時上調自噬相關基因，證明Chemerin 通過氧化還原調節(jié)的自噬活性的上調促進HAEC 血管的生成。隨后有研究報道了Chemerin 在體外通過CMKLR1 誘導人內皮細胞血管的生成，此過程中PI3K-Akt軸和MEK/ERK軸對血管生成起重要作用［22］。我們知道內皮素-1（ET-1）是內皮細胞調節(jié)血管穩(wěn)態(tài)過程中產(chǎn)生的最有效的血管活性肽，Chemerin 已證實可通過激活內皮素-1/內皮素-1 受體介導的通路增強血管收縮反應［23］。有研究發(fā)現(xiàn)，Chemerin定位于小管內皮細胞、心內膜內皮細胞、肺細支氣管上皮細胞及腎臟的小管和內皮細胞中，表明C 末端片段C9（Chemerin149-157）與CMKLR1 結合可通過抑制cAMP 的累積引起血管收縮，這一過程可通過CMKLR1 拮抗劑CCX832阻斷［24］。Chemerin參與血管內皮細胞生成，通過多種途徑引起血管收縮，在腎臟血流動力學中發(fā)揮重要作用，加重DKD的進展。

2.4 Chemerin 間接引起血脂紊亂參與DKD 的發(fā)生發(fā)展 脂肪組織作為儲能器官的同時，近年來亦被證實是一個重要的內分泌器官，參與肥胖和代謝綜合征等疾病。眾所周知，脂肪組織通過影響胰島素的敏感性、血壓水平、糖代謝、炎癥反應參與多種病理生理過程。其根據(jù)結構和功能分為白色脂肪組織（WAT）和棕色脂肪組織（BAT），WAT 本身可釋放大量脂肪因子，包括Chemerin，參與脂肪細胞的代謝、脂肪組織的穩(wěn)態(tài)和脂肪組織中的炎癥［9］；Chemerin不僅參與介導免疫炎癥反應，與其他脂肪因子作用相同，還可誘導脂肪細胞的成熟與分化，一項基于大規(guī)模人群的研究亦證實Chemerin 與總膽固醇呈正相關關系，參與脂代謝紊亂的發(fā)生發(fā)展［25］。

越來越多的研究表明，糖尿病或非糖尿病患者的血脂異常和腎臟疾病發(fā)生發(fā)展有關，可通過多種機制引起DKD［26-27］。JABARPOUR 等［27］闡述了高膽固醇血癥在內皮細胞中誘導氧化應激產(chǎn)生氧化的低密度脂蛋白（Ox-LDL），其可增加促炎因子、黏附因子、生長因子的表達，使泡沫細胞在巨噬細胞內聚集形成動脈粥樣斑塊從而引起腎小球硬化；Ox-LDL亦可干擾各種血管活性分子（一氧化氮、內皮素1、血管緊張素Ⅱ、轉化因子β 等），使脂質在腎臟中累積導致腎小球、腎小管等病理改變。

2.5 Chemerin 參與胰島素抵抗 T2DM 是一種以高血糖引起的胰島素抵抗為特征的代謝紊亂，既往有多項研究已證實血清Chemerin 與T2DM 有關，但現(xiàn)有研究表明兩者的關系相互矛盾。TAKAHASHI等［28］通過對體外3T3-L1 脂肪細胞培養(yǎng)模型的研究發(fā)現(xiàn)，血清趨化素促進胰島素刺激的胰島素受體底物-1 酪氨酸磷酸化和3T3-L1 脂肪細胞的葡萄糖攝取，同時增強胰島素信號。一項對離體胰島和灌注胰腺研究發(fā)現(xiàn)，Chemerin 和其受體ChemR23 在胰島β 細胞中低劑量表達，給予注射葡糖糖后，缺乏Chemerin 的小鼠血糖水平明顯高于Chemerin 存在的小鼠，導致葡萄糖依賴性胰島素分泌（GSIS）受損，表明Chemerin 會以組織依賴性方式調節(jié)β 細胞功能，參與了胰島素敏感性的調節(jié)，在葡萄糖的穩(wěn)態(tài)的調節(jié)中起重要作用［9，29］。而在一項肥胖/糖尿病小鼠的模型中，Chemerin的血清水平明顯升高，趨化素及通過調節(jié)白色脂肪、骨骼肌、肝臟等組織中葡萄糖的穩(wěn)態(tài)，加重血糖不耐受，參與胰島素抵抗的病理過程［30］。兩種不同的研究結果可能與脂肪形成的過程有關，在早期脂肪形成過程中可能增加胰島素的敏感性，但肥胖時脂肪生成增加，使Chemerin 釋放促炎因子引起胰島素抵抗［31］。目前Chemerin 參與葡萄糖穩(wěn)態(tài)的具體機制仍有爭議，有待進一步探討。

胰島素抵抗是代謝性疾病共同發(fā)病的基礎之一，機體的胰島素抵抗狀態(tài)是引起腎損傷的始動因素之一，可以通過胰島素樣生長因子1、轉化生長因子β、腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)、內皮素1、高胰島素血癥等途徑導致腎損害［32］。近期有研究首次表明前列腺素E1 通過自噬依賴的途徑減輕胰島素抵抗，對腎臟起保護作用［33］。

綜上所述，Chemerin 以多種不同復雜的機制參與DKD 的發(fā)生發(fā)展，其具體的發(fā)病機制仍在探索階段，因此設計實驗研究Chemerin 是否可以作為早期診斷DKD 的標志物及是否通過自噬途徑參與胰島素抵抗相關機制引起腎臟損害有不可或缺的意義。目前已知Chemerin/ChemR23 是參與糖尿病相關腎功能障礙的重要靶點，通過阻斷Chemerin/ChemR23途徑可有效減輕炎癥、血管氧化應激、血流動力學等機制發(fā)生從而減少T2DM 并發(fā)癥的發(fā)生發(fā)展。因此Chemerin/ChemR23 是限制胰島素抵抗和與肥胖相關的糖尿病相關血管并發(fā)癥的一個有希望的治療靶點，在控制血壓、血糖和血脂、戒煙等多種因素干預的同時，對其靶向治療有可能成為未來臨床治療DKD的新方向。