從“腎藏精”理論探討外泌體與糖尿病腎病的相關性*

林莉，李小會，李金蓉，谷浩榮，屈杰

陜西中醫藥大學，陜西 咸陽 712046

糖尿病腎病(diabetic nephropathy，DN)是一種糖尿病微血管并發癥，其以腎小球硬化為主要病理特征，是導致終末期腎臟病(end stage renal disease，ESRD)的重要原因。DN發病機制尚未完全明確，目前已知與糖代謝異常、氧化應激、細胞炎性反應、自噬等密切相關[1]。DN的臨床表現為不同程度的尿蛋白，并伴隨腎功能進行性減退。早期診斷以檢測蛋白尿為主，腎穿刺活檢術為其診斷的金標準，但由于早期癥狀不典型，且腎穿刺活檢術為有創檢查，難以廣泛開展，給臨床早期確診帶來了困難，往往延誤病情，以致DN發展成ESRD。目前治療手段也只能有限延緩DN病情發展。因此，尋找新的、有效的診斷和治療靶點，對延緩DN的發生發展具有重要意義。近年來，外泌體(exosome，Exo)憑借其獨特的生物學特性，引起國內外學者的廣泛關注，尤其是在腎臟病學領域。研究發現，外泌體在探究DN的發病機制、診斷和治療上具有重要意義。DN在中醫學中無特定病名，根據其臨床表現，多歸屬為“腎消”“水腫”“尿濁”等范疇。該病病位在腎，與脾有關，病性屬本虛標實，本虛責之腎虛，標實有水濕、瘀血、濁毒、濕熱等不同。將“腎藏精”理論應用于DN的治療中，可起到較好的療效[2]。此外，諸多學者將中醫理論與分子生物學相結合，提出了外泌體與臟腑相關的理論。外泌體可作為該理論的物質基礎。腎精與部分細胞源性外泌體具有相關性[3]。故本文基于中醫學“腎藏精”理論，探討DN與外泌體的關系，旨在為DN的發病機制、診斷和治療提供新的思路，且豐富對“腎藏精”理論的認識。

1 “腎藏精”理論概述

《靈樞·本神》曰：“生之來，謂之精”。《素問·金匱真言論》曰：“夫精者，生之本”，說明精是構成人體生命的基本物質。精有先天、后天之分，先天之精來源于父母，是構成人體胚胎的本原，并為后天之精提供物質基礎；后天之精來源于飲食水谷，是脾胃運化水谷而成的精微物質，輸布到臟腑，發揮其滋潤濡養的作用。《素問·六節藏象論》曰：“腎者，封藏之本，精之處也”。《素問·上古天真論》曰：“腎者主水，受五臟六腑之精而藏之”。《靈樞·本神》曰：“腎藏精”，即腎具有對精的貯存與閉藏作用。腎主封藏，人體先后天之精貯藏于腎，以供各臟腑的生理活動。腎中精氣的充足與否，決定著人的生長發育與生殖的能力。李翰旻[4]提出，“腎藏精”理論主要指腎能調控精的貯藏、化生、動用等生理功能，且“貯藏”是為了身體機能正常的“動用”。腎中精氣并非只藏不泄，還要供于其他臟腑以維持其生理功能。此外，《素問·上古天真論》曰：“二八腎氣盛，天癸至，精氣溢瀉”，當腎精貯藏充盈時，精氣在腎氣的作用下推動正常耗泄，故可見天癸至。由此可見，腎藏精的生理功能對維持人體正常生命活動有著重要作用。

2 外泌體概述

外泌體是一種直徑為30～120 nm的囊泡，內含大量的核酸和蛋白質等物質。1987年，Johnstone等[5]在綿羊網織紅細胞的實驗中首次提出“外泌體”一詞。隨著研究的深入，發現許多細胞都能釋放外泌體，包括造血細胞、上皮細胞、神經元細胞等；且在血液、尿液、唾液、乳液等大多數生物液體也能發現外泌體。最初，外泌體被認為是細胞的清道夫，用來清除細胞中不需要的物質。后來的研究發現，由外泌體傳遞的信息能被受體細胞翻譯，Skog等[6]研究表明，腫瘤來源的外泌體可作為mRNA、microRNAs(miRNAs)和蛋白質的傳遞載體，向其附近細胞傳遞遺傳信息和信號蛋白，說明外泌體是向受體細胞傳遞信息的一種手段，也是細胞間信息交流和通訊的重要介質[7]。大量研究表明，外泌體的分子成分，尤其是蛋白和miRNAs可作為臨床診斷的生物學標志物，相關研究多見于腫瘤、心血管和中樞神經系統等疾病中，如外泌體中的miRNAs在肺癌[8]、乳腺癌[9]、肝癌[10]可表現為特異性的預測靶標。Janse等[11]表明，miR-126和miR-199a在血漿外泌體中的表達，可預測心血管事件的發生。同時，因外泌體具有高度的穩定性和靶向性，其自身可參與治療疾病，也可作為藥物的載體治療疾病，還可作為疾病的預后轉歸的生物標志物[10]。由此可見，外泌體在多種疾病的早期診斷和治療上具有重要價值和意義。

3 外泌體與DN的關系

DN為糖尿病代謝異常引起的腎臟病變，其病理特征為腎纖維化，足細胞損傷是DN發生和進展的中心靶點。足細胞是腎小球濾過膜的最后一道屏障，長期高糖環境刺激，可導致足細胞損傷，出現蛋白尿。Wang等[12]研究發現，高糖環境下，巨噬細胞釋放的外泌體通過上調足細胞生長因子β1(TGF-β1)水平，激活磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K-AKT)信號通路，降低足細胞黏附能力，誘導足細胞凋亡；Lyu等[13]研究發現，牛血清蛋白刺激下的巨噬細胞源外泌體可誘導腎小管間質炎癥和腎纖維化；Wu等[14]研究表明，與正常葡萄糖處理的腎小球內皮細胞(GEC)相比較，高糖處理的GEC外泌體顯著增多，并且可能通過上調TGF-β1水平誘導足細胞上皮間質分化，從而導致足細胞的損傷，證實了外泌體參與了DN的發生，并可能加快DN的病理變化。

目前，蛋白尿的檢測仍作為診斷DN的首要手段，但異常的尿蛋白亦可出現在其他腎臟疾病中，尤其是當糖尿病患者可能合并原發性腎小球疾病時。蛋白尿作為診斷DN的生物標記物，缺乏足夠的靶向性和敏感性；腎穿刺活檢術為其診斷的金標準，但由于是創傷性操作，難以廣泛實施。因此，尋找無創的、敏感的生物標記物對DN的診斷尤為重要。尿液檢測基于其快捷性、安全性，在腎臟疾病的診斷中仍處于首位。現代學者針對尿外泌體作了大量研究，也為防治DN提供了思路。Kim等[15]發現，與人類乳頭瘤病毒患者相比，DN患者的尿外泌體中確定了7種上調的miRNAs，而且，這些miRNAs表達水平與蛋白尿的程度顯著相關。Xie等[16]研究發現，早期DN患者尿外泌體miRNAs表達異常，其中miR-362-3p、miR-877-3p、miR-150-5p表達上調，miR-15a-5p表達下調。Barutta等[17]研究表明，在早期DN患者中，微量白蛋白尿組中的尿外泌體miR-145表達上調，miR-155和miR-424表達下調，說明這些尿外泌體中表達異常的miRNAs可作為早期DN診斷新的生物標記物。Tsai等[18]研究表明，在2型糖尿病患者的尿外泌體中，高水平表達的miR-15b-5p可增強腎小球系膜細胞(MCs)凋亡。實驗證實，在高糖環境下，miR-15b-5p通過降低B淋巴瘤-2(BCL-2)基因表達誘導MCs凋亡，提示miR-15b-5p可預測DN腎臟損傷，阻斷其基因表達可能作為預防DN患者MCs凋亡的一種潛在治療手段。Jiang等[19]研究表明，在糖尿病大鼠實驗中，靜脈注射人尿源性干細胞外泌體(USCs-Exo)能減少尿白蛋白的排泄，并通過促進血管再生、抑制足細胞凋亡及增加腎小管內皮細胞增殖等機制來預防糖尿病腎損傷；Jin等[20]研究表明，源于脂肪間充質干細胞的外泌體(ADSCs-Exo)可通過抑制MPC5和自發性糖尿病小鼠mTOR信號的激活，增強自噬流量，從而減輕DN的足細胞損傷，說明ADSCs-Exo有望成為DN的主要治療策略。綜上所述，許多研究表明，外泌體與DN密切相關，它為DN的發生發展和診斷提供新的思路，有望成為DN新的治療靶點。但由于目前對外泌體的認識有限，且外泌體中的miRNAs數量眾多，還需要更多的研究來豐富外泌體對DN的作用。

4 “腎藏精”理論與DN的關系

現代中醫根據中醫理論和自身臨床經驗，對DN的病機提出了不同的看法。林蘭[21]認為，DN病機以氣陰兩虛為主，后期可發展為陰陽俱虛。仝小林院士[22]認為，虛、濁、瘀為該病主要病機。李小會[22]提出，腎虧陰陽兩虛為DN之本，毒瘀互結為其標。曹恩澤[24]認為，脾腎虧虛為DN病理基礎，脾虛水濕失運，水液潴留，腎虛封藏失職，濁毒內停，導致水濕瘀毒等標實蓄于體內。王耀光[25]提出，DN病機為本虛標實，本虛又可分為肺腎陰虛、脾腎陽虛、氣陰兩虛等。由此可見，雖醫家對DN的中醫病機各有看法，但大多數都認為腎虛為DN的重要病機。“腎藏精”理論指腎臟正常的生理功能可保證腎貯藏精氣，以供機體進行正常的生命活動，而腎虛所致的腎失封藏、腎不固精，精微物質流失，不能滿足腎臟的正常生理活動，導致腎虛更甚，如此惡性循環發展。說明“腎藏精”理論與DN的發生發展密切相關。

中醫學把蛋白歸屬于人體的精微物質，稟受脾胃運化的水谷精微而生，屬后天之精，其主要貯存于臟腑之中，藏而不泄，以維持人體正常生命活動。DN主要病位主要在腎，腎臟虛損致腎失封藏，腎不固精致精微外泄，臨床上表現為尿中蛋白排泄增加。蛋白尿作為早期DN患者的主要表現，大量蛋白的流失導致腎臟虛損，加重DN進展。因此，補腎益精可作為DN的中醫基本治則。史揚等[2]運用補益腎精法治療DN，主要包括填補腎精、補氣生精和固澀斂精三個方面，以此來降低DN患者的尿蛋白，改善腎功能。中藥益智仁溫腎固精，現代研究證實，益智仁可有效緩解DN患者的蛋白尿，可能通過降低一氧化氮合成酶(iNOS)表達來改善其氧化應激反應[26]；金櫻子、芡實因其酸斂收澀之性，而有固精縮尿之用，可用于治療腎不固精所致的蛋白尿；兩者組成的水陸二仙丹用于治療DN也有很好療效[27]。現代實驗研究表明，淫羊藿[28]對DN大鼠腎功能具有保護作用，其可能通過抑制炎癥反應水平來減輕腎組織損傷。在糖尿病大鼠腎臟模型中，金櫻子可通過降低核轉錄因子NF-κB表達來抑制氧化應激，從而起到保護腎臟的作用[29]。芡實通過上調MMP-9表達、下調TIMP-1的表達，減輕細胞外基質積聚[30]，及其抗氧化能力[31]，可緩解蛋白尿癥狀，保護腎功能。上述研究表明，運用補益腎精的中藥及方劑可有效緩解DN的癥狀，減緩精微的流失，保護腎功能。由此可見，“腎藏精”理論在DN的發生發展和延緩DN病情上起重要作用。

5 “腎藏精”理論與外泌體

《素問·陰陽應象大論》曰：“腎生骨髓”，說明腎之精氣具有滋養骨骼和化生骨髓的作用。干細胞是在一定條件下可以無限制自我更新與增殖分化的一類細胞，具有促進機體生長發育和組織再生修復的作用。現代醫學研究證實了腎精與干細胞的相關性，其中，“腎生骨髓”的功能與骨髓間充質干細胞(BMSCs)密切相關。有研究提出，中醫學中的“精”與干細胞基本屬性相似[32]，BMSCs可作為中醫“腎藏精”理論的物質基礎[33]，證明了干細胞為“腎藏精”理論的物質基礎。Wang等[34]研究表明，在大鼠缺血再灌注腎臟損傷模型中，源于BMSCs的外泌體可減少腎小管上皮細胞凋亡數量，降低炎性因子表達，改善腎臟病理損傷。Cui等[35]研究發現，成骨細胞分泌的外泌體可通過改變其miRNAs表達來增強BMSCs成骨分化。Wu等[36]研究表明，淫羊藿能促進BMSCs成骨分化、抑制破骨細胞形成，是通過促進BMSCs外泌體而發揮作用的，說明BMSCs源性外泌體與腎精功能相似。此外，有研究指出，在早期DN患者中，與正常尿組對比，微量白蛋白尿組的尿外泌體miRNAs表達異常[17]。在中醫學中，蛋白歸屬于腎精，腎失封藏可致精微外泄，腎中精微隨尿液排出，并在尿液中表現為外泌體miRNAs表達異常。由此可見，尿外泌體與“腎藏精”理論密切相關。然而，外泌體具有源細胞性和器官靶向性，每種細胞的外泌體帶有其源細胞的特性，能準確定位靶向細胞，行使特定的生物功能[3]。如高糖環境下，巨噬細胞源外泌體對腎臟固有細胞有損害作用[12]。因此，不能以偏概全地說明外泌體與“腎藏精”理論的相關性，還需大量研究討論兩者的關系。

6 討論

綜上所述，本文基于“腎藏精”理論，重點論述了“腎藏精”理論與DN和BMSCs源外泌體、尿外泌體的相關性，以及外泌體與DN的關系。現代實驗證實，在“腎藏精”理論的指導下，運用補腎益精中藥和方劑對于治療DN有顯著作用。且多項研究表明，外泌體基于其特異的生物學特性，有望成為診治DN新的生物標記物和潛在靶點。此外，將現代分子生物學與中醫學理論相結合，通過BMSCs源外泌體、尿外泌體，加深了對“腎藏精”理論的認識。目前研究對于外泌體與DN之間的作用機制尚未完全闡明，且外泌體miRNAs數量眾多，需要進一步深入研究，從而為防治DN提供新的思路方法。