肝再生增強因子對腎間質纖維化發病的干預作用機制及其治療應用研究進展

于瓊，蒲濤，于泓

遵義醫科大學附屬醫院泌尿內科，貴州遵義563000

慢性腎臟?。–KD）會隨著病理改變最終發展為終末期腎病。近些年來，CKD 的發病率呈明顯上升趨勢［1］。腎間質纖維化是導致CKD進展為終末期腎病的關鍵病理特征之一［2］。而腎間質纖維化的病理進展過程受多因素的調控，其包含腎小管上皮細胞損傷、成纖維細胞活化與增殖、腎小管周圍毛細血管通透性改變及細胞外基質沉積等病理特征［3-4］。因此，對腎纖維化過程的調控已成為延緩CKD 進展的最具前景的手段。肝再生增強因子（ALR）是一種廣泛分布于哺乳動物所有組織中的多功能生長因子［5］。動物實驗研究結果顯示，予缺血再灌注（I/R）大鼠外源性注射重組ALR，可減少腎小管上皮細胞凋亡，對受損腎臟起到保護作用［6］。但目前臨床尚未明確ALR 在腎小管間質損傷過程中的作用及機制。現就ALR 對腎間質纖維化發病的干預作用及其臨床應用相關研究進行綜述。

1 ALR對腎間質纖維化發病的干預作用機制

1.1 抑制轉化生長因子β（TGF-β）信號通路延緩腎間質纖維化 腎小管上皮—間充質轉化（EMT）在腎小管間質纖維化的發展過程中有重要作用，進而導致CKD 的發生。相關研究表明，在缺血和（或）中毒性急性腎損傷（AKI）的小鼠模型中，ALR 表達上調，以利于增強腎小管細胞的再生，減輕腎功能障礙［7］。有證據表明，重組人ALR 參與TGF-β1誘導的腎小管EMT。已知TGF-β1是一種促腎小管EMT 的細胞因子，通過激活間質成纖維細胞、肌成纖維細胞和小管上皮細胞［8］，增加細胞外基質蛋白的生成，進一步誘導腎纖維化的發生［9］。TGF-β1也通過EMT誘導腎小管上皮細胞向肌成纖維細胞轉化介導腎纖維化［10］。ALR 對TGF-β1誘導的腎小管EMT 抑制作用與抑制TGF-β1激活招募SMAD 家族成員（Smad2、Smad3）、促進NF-κB磷酸化和下調轉化生長因子受體Ⅱ表達有關［11］。相關研究表明，單側輸尿管梗阻（UUO）誘導的梗阻損傷促使Smad2 和Smad3 蛋白磷酸化，進而激活了UUO 大鼠TGF-β/Smads 通路的下游信號分子，而外源性ALR 可抑制UUO 大鼠Smad2 和Smad3磷酸化［12］。

TGF-β1在腎損傷早期的腎修復過程中發揮抗炎細胞因子的作用［13］。在新月體腎小球腎炎小鼠模型中，TGF-β1抑制炎癥細胞因子的釋放及巨噬細胞和CD3+T 淋巴細胞的浸潤，以保護受損的腎臟［14］。此外，TGF-β1也可促進巨噬細胞由促炎M1 型向抗炎M2 型轉化［15］。然而，TGF-β1短期激活會促進腎修復過程，長期激活則會導致腎纖維化。TGF-β1還可通過Smad7 阻斷NF-κB 通路與β-catenin/Foxo complex 相互作用［16］，或調節c-Jun N 端激酶信號通路來發揮抗炎作用［17］。在小鼠UUO 和I/R 模型中，TGF-β1也能促進β-catenin 與轉錄因子的相互作用，借此驅動抗炎和促纖維化反應［17］。

TGF-β1在EMT 發生中的作用已非常明確。研究發現，90%以上EMT 的發生都受到TGF-β 的直接或間接誘導［18］。相關研究表明，EMT 過程受到自噬的負調控，雷帕霉素可以通過增強自噬和抑制EMT而減輕梗阻性腎病腎纖維化。轉錄因子Snail1 是一種含有鋅指結構的DNA結合蛋白，是誘導EMT的關鍵促進調節因子，也可促進腎纖維化［19］。還有相關研究表明，ALR 參與了I/R 誘導的腎小管上皮HK-2細胞自噬過程，下調HK-2 細胞的ALR 表達可上調自噬水平，而抑制自噬則使HK-2細胞凋亡增加。故而ALR 也可能通過調節自噬影響EMT 的水平，進而影響腎間質纖維化［20］。

1.2 抗腎小管細胞凋亡抑制腎間質纖維化 ALR是一種抗凋亡因子，在大鼠腎I/R 損傷后高表達于腎皮質、髓質腎小管中。已有研究表明，外源性ALR 可促進腎小管再生。I/R 是AKI 最常見的原因，可誘導腎上皮小管細胞凋亡。線粒體功能障礙是I/R 誘導細胞凋亡的主要原因之一。越來越多的證據表明，ALR 表達下調抑制磷酸酶及張力蛋白同源基因誘導激酶1（PINK1）和Parkin 活化、加重了線粒體功能障礙、增加了線粒體活性氧（ROS）水平，通過抑制線粒體自噬導致細胞凋亡增加。PINK1/parkin介導的線粒體自噬可能通過清除受損的線粒體和保存健康的線粒體從而延緩腎間質纖維化的發生發展［7，21］。也有研究表明，重組ALR 可刺激腎小管上皮細胞增殖，對腎小管細胞凋亡進程起到明顯的抑制作用，在此基礎上控制腎間質纖維化發展。ALR在慶大霉素和I/R 誘導的AKI 病變組織中表達增加，并可減輕腎損傷，這可能與ALR 抑制腎小管細胞凋亡、阻止NF-κB 通路激活和保護線粒體功能有關［22-23］，而下調ALR 表達可通過磷酸腺苷活化蛋白激酶（AMPK）/雷帕霉素靶蛋白（mTOR）途徑來誘導細胞自噬。研究表明，干擾HK-2 細胞中ALR 的表達可增加ROS 水平，激活AMPK/mTOR 通路，增加I/R 誘導的自噬水平［24-25］。此外，ALR 抑制順鉑或馬載鈴酸Ⅰ誘導的自噬，從而控制腎間質纖維化的發展［26-28］。因此，ALR 在AKI 中具有腎保護作用，主要機制與抑制凋亡、控制炎癥、減輕纖維化和調節線粒體生物功能等有關。

已知線粒體功能與細胞凋亡密切相關。細胞應激狀態下，如缺血、缺氧和葡萄糖剝奪，均可導致線粒體損傷或功能障礙。相關研究表明，ALR 表達下調也可加重線粒體損傷或功能障礙，表現為線粒體呼吸蛋白腺嘌呤核苷三磷酸合酶亞基β、細胞色素C氧化酶亞基1和煙酰胺腺嘌呤二核苷酸脫氫酶亞基表達下降，ROS水平和細胞凋亡相關因子表達增加，促使HK-2細胞凋亡［29］。也有學者發現，ALR的過表達可能通過抑制線粒體裂變和促進線粒體內膜融合來保護線粒體功能，減少HK-2細胞的凋亡［22］。

相關研究發現，PINK1/Parkin 可介導線粒體自噬而抑制腎纖維化過程［30］。當線粒體受損時，PINK1 積聚在線粒體外膜上，線粒體外膜從胞質中吸收Parkin 并磷酸化其泛素連接酶。磷酸化后，Parkin 將線粒體外膜中的各種蛋白泛素化，通過結合自噬選擇性底物p62 蛋白和微管相關蛋白1 輕鏈3β 將泛素線粒體傳遞到自噬體，誘導自噬和受損線粒體的清除［31］。而在腎臟的損傷過程中，ALR 表達上調可活化PINK1 和Parkin 途徑介導的線粒體自噬，以減少HK-2細胞凋亡，從而發揮腎臟保護作用。此外，ALR 也可通過影響AMPK/mTOR 信號通路，降低自噬通量，減少HK-2細胞凋亡。

1.3 與細胞外基質相互作用干預腎間質纖維化細胞外基質是經細胞分泌至細胞外間質的物質，形成復雜網絡結構，可對組織結構起到連接作用，也能對細胞和組織生理活動起到調節作用［32］。腎間質纖維化與細胞外基質合成和降解失衡之間存在明顯相關性。組織金屬蛋白酶抑制物（TIMP）和基質金屬蛋白酶（MMP）兩種酶系的調控對細胞外基質降解作用明顯。MMP 對大部分細胞外基質蛋白具有降解作用［33］。TIMP 能夠明顯抑制MMP 的生物學活性。在腎間質纖維化發展進程中，TIMP 表達上調，通過抑制MMP 活性使細胞外基質過度沉積于腎臟組織內。MMP/TIMP失衡在腎間質纖維化進展中發揮著重要作用。此外，大鼠模型實驗表明，ALR 對腎臟組織內細胞外基質沉積具有明顯的抑制作用，進而阻遏腎間質纖維化的發展進程［34］。ALR 可抑制TIMP-1 表達，使MMP-9 活性與表達水平增強，降解細胞外基質。在梗阻性腎損傷發生初期，內源性ALR 水平增加可能是機體保護性機制的一種，而損傷加重會削弱該反應，使得腎臟纖維化加重。

1.4 抑制炎癥反應干預腎間質纖維化 已知炎癥是I/R損傷中腎臟損傷起始和加重的主要因素。在炎癥狀態下，中性粒細胞脫顆?？蓪е抡＜毎茐?。有證據表明，促炎細胞因子如腫瘤壞死因子α（TNF-α）、白細胞介素（IL）1β和IL-6參與了I/R后反應［35］。NF-κB通路長期以來被認為是一種典型的促炎信號通路，主要基于NF-κB在促炎基因（包括細胞因子、趨化因子和黏附分子）表達中的作用［36］。轉錄因子p65 是NF- κB 家族成員，大多數NF-κB 靶基因受p65 調控［37］。實驗發現，p65 基因敲除的大鼠外周血管炎癥較輕［38］。相關研究表明，I/R 后ALR 處理降低了p65 mRNA 和蛋白的表達，并顯著抑制NF-κB 活化，這可能與下調細胞因子和趨化因子的表達有關［23］。研究顯示，重組人肝細胞再生因子（rhALR）可減輕I/R 誘導的中性粒細胞浸潤，還能抑制單核細胞趨化蛋白1、IL-1β、IL-6 mRNA 和蛋白的表達［39］。炎癥與MAPK 和NF-κB 通路的激活有關，缺氧/再氧化（H/R）可刺激細胞外信號調節激酶（ERK）、c-Jun 氨基酸末端激酶（JNK）、p38絲裂源激活蛋白激酶磷酸化，并導致NF-κB 向細胞核轉移；下調ALR 可抑制ERK、JNK、p38 磷酸化及NF-κB 的轉錄活性，從而干預HK-2細胞H/R的進程。

目前發現TLR4/NF-κB 信號通路參與了多種纖維化過程［40］。紅景天苷可通過改善腎功能，減輕體外細胞基質沉積，緩解UUO 小鼠和TGF-β1誘導的HK-2 細胞中EMT 標志物蛋白的表達，從而發揮抗炎和腎臟保護作用。此外，紅景天苷處理顯著減少炎癥因子（IL-1b、IL-6和TNF-α）釋放，并抑制脂多糖誘導的HK-2 細胞TLR4/NF-κB 和MAPK 信號通路激活［3］。也有研究表明，姜黃素可通過TLR4/NF-κB途徑緩解TGF-β1或LPS 誘導的HK-2 細胞的EMT 和炎癥反應［41］。還有學者發現，人臍帶來源間充質干細胞條件培養基可抑制腎小管間質炎癥和腎間質纖維化，機制與抑制TLR4/NF-κB 信號通路有關［42］。以上研究結果提示，ALR 可能通過TLR4/NF-κB 通路來干預腎間質纖維化的發展進程。

2 基于ALR的方案在腎間質纖維化治療中的應用

相關研究發現，ALR 在再生腎小管上皮細胞（RTECs）中的表達隨損傷加重而增加，ALR 可抑制腎組織局部炎癥病理改變，促進RTECs 的再生和修復［43］。此外，rhALR 能明顯降低慢性腎衰竭大鼠血清BUN、Scr水平，減輕腎間質纖維化及腎小球硬化。相關研究報道，應用rhALR干預后，大鼠體內毒素水平減低，腎小球硬化程度減輕，Ⅳ型膠原、TIMP-1 表達減少，MMP-9 表達增加，細胞外基質沉積減輕［34］。rhALR 可以通過作用于MMP-9/TIMP-1 延緩腎小球硬化進程，對5/6 腎切除大鼠慢性腎衰竭模型有保護作用。大鼠與人具有高度同源性，ALR 在臨床上也有望作為治療腎間質纖維化的一種手段。

綜上所述，ALR 生物學效應明顯，在腎臟疾病的發生發展中發揮著重要作用。隨著相關研究的不斷深入，ALR 在腎間質纖維化發展進程中的作用機制將會逐一被探明，有助于腎臟疾病研究人員從更多層面了解以腎間質纖維化為基礎的腎臟疾病的發生原因、癥狀表現、預防與治療措施以及預后評估，也可從不同方面對ALR 的組織表達、生物學功能和免疫調節功能的發揮進行探討。臨床有望通過應用ALR 預防和治療腎纖維化，控制疾病進展，降低腎纖維化高?；颊叩陌l病風險，改善預后。