足細胞與局灶節(jié)段硬化性腎小球腎炎的研究進展

金玉鏡(綜述)，岳 華(審校)

(1.新疆醫(yī)科大學研究生院，烏魯木齊 830000； 2.新疆自治區(qū)人民醫(yī)院腎病科，烏魯木齊 830000)

足細胞是黏附于腎小球基膜的臟層上皮細胞，直徑為20～30 nm，富含唾液酸糖蛋白(負電荷)，因此它在維持腎小球濾過膜的分子及電荷屏障及完整性上具有重要作用[1]。足細胞增殖能力極差，研究證實腎小球系膜在足細胞丟失1/5可以引起增生、暫時少量蛋白尿；損失、破壞1/5～2/5，會出現(xiàn)系膜細胞中度增生伴持續(xù)的微量蛋白尿及球囊纖維粘連最終形成局灶節(jié)段性腎小球硬化(focal segmental glomerulosclerosis,FSGS)；丟失>2/5，球囊纖維粘連及小球硬化進一步加重伴腎功能的異常，24 h尿蛋白>3.5 g/L[5]。

1 足細胞損傷的分子機制

FSGS發(fā)病的主要因素是足細胞的凋亡、融合、脫落。據(jù)研究，足細胞裂孔隔膜(slit diaphragm，SD)、肌動蛋白結(jié)構及功能的異常改變屬于輕度的足細胞受損[2-3]。足細胞的凋亡以及足細胞從腎小球基膜的脫落是較嚴重的損傷[4-5]。引起足細胞損傷的亞細胞成分的異常表達，導致FSGS的發(fā)生。

2 基膜或腎小球基膜界面的破壞

據(jù)研究，F(xiàn)SGS患者尿液中的足細胞不但有已經(jīng)死亡細胞,還有一些增殖活性的細胞[6]。FSGS患者足細胞減少的關鍵因素是足細胞黏附基膜的能力減弱，整合素α3β1可以促使足細胞黏附于基膜，它是足細胞表面的一種蛋白，具有異二聚體結(jié)構，能連接細胞外基質(zhì)或相鄰細胞維持完整的細胞內(nèi)骨架。FSGS患者體內(nèi)的整合素α3β1僅達正常人的20%，此外，生長轉(zhuǎn)化因子β可以顯著減少足細胞整合素α3β1的表達，進而使FSGS患者足細胞與腎小球基膜的黏附能力顯著減弱[7-8]。研究者還發(fā)現(xiàn)，生長轉(zhuǎn)化因子β減少整合素α3β1的表達并非通過誘導凋亡，而是通過影響它的黏附效應[9]。所以，除了整合素α3β1凋亡之外，足細胞與腎小球基膜黏附能力下降的其他原因是生長轉(zhuǎn)化因子β的表達降低。研究發(fā)現(xiàn)，足細胞整合素連接激酶是細胞內(nèi)的鵝肌肽/蘇氨酸蛋白激酶，對足細胞的黏附能力和功能結(jié)構的完整性有重要作用，可轉(zhuǎn)導細胞內(nèi)的β亞單位連接的介導信號。在足細胞中，如果去除足細胞整合素連接激酶，首先會出現(xiàn)足突的消失融合及蛋白尿的形成，然后是足突的脫落，最后促使FSGS的發(fā)生[10]。足細胞整合素連接激酶與nephrin相互影響，沒有足細胞整合素連接激酶，nephrin不能黏附在SD上，而是錨定于細胞膜上，整合素α3β1促使足細胞在腎小球基膜的黏附和SD的功能被足細胞整合素連接激酶緊密聯(lián)系起來，但整合素α3β1促使FSGS的發(fā)生還需進一步證實。

3 裂孔隔膜的破壞

在相鄰足突之間有一層薄膜連接覆蓋、靠近基膜，為裂孔隔膜，電鏡下，SD呈Zip樣結(jié)構。間隙25～55 nm，小于一個白蛋白分子直徑的物質(zhì)才可以通過，在維持腎小球濾過膜結(jié)構及功能完整中發(fā)揮重要作用。研究表明，已發(fā)現(xiàn)了多個位于足細胞裂孔隔膜的蛋白分子，如組成SD復合體的足細胞關鍵分子nephrin、podocin、CD2AP及瞬時受體電位陽離子通道蛋白6(transient receptor potential cation channel protein 6,TRPC6),Neph1-3、ZO-1、胎盤鈣黏素、活化T細胞因子、Filtrin、Dendrin、Densin等。SD分子的錯誤表達，改變了足突的正常結(jié)構，繼而影響腎小球濾過膜的正常功能，致使蛋白從腎臟濾出，并且導致足細胞的脫落，基膜的裸露。研究發(fā)現(xiàn)，脫落的足細胞最終與腎小球濾過膜上皮細胞黏連，并發(fā)生透明樣變，還能增厚基膜，使基質(zhì)增多，進而導致腎小球的硬化[11]。Kim等[12]發(fā)現(xiàn)如果剔除CD2AP基因，小鼠出生后14 d左右出現(xiàn)腎病綜合征，42～49 d死于腎衰竭；腎活檢提示病理類型類似FSGS，并伴有腎小球系膜細胞增殖和電子致密物沉積，電鏡下可見足突細胞廣泛融合，研究認為腎小球系膜細胞異常增生可能是由足細胞損傷所造成的。

Huber等[13]研究發(fā)現(xiàn)，nephrin-CD2AP復合體在抗足細胞凋亡方面有著舉足輕重的作用，nephrin可通過調(diào)節(jié)AKT的活性間接促使足細胞內(nèi)的靶蛋白氧化磷酸化，足細胞的功能可以通過前凋亡蛋白Bad的磷酸化激活，進而阻斷FSGS的發(fā)生，同時nephrin-CD2AP復合體的功能亦可被TRPC6突變所擾亂，最終使足細胞功能異常。足細胞的正常功能也可被TRPC6突變所致的鈣離子內(nèi)流所干擾，導致足細胞的死亡，繼而發(fā)生FSGS。TRPC6基因突變可致常染色體顯性遺傳性FSGS[14]。據(jù)研究，足突脫落、融合、凋亡可由nephrin和podocin異常表達所引起，足細胞的脫落使基膜裸露，這樣腎小囊腔很容易滲入免疫復合物和某些蛋白，如Filtrin蛋白[17]。受損的足細胞可產(chǎn)生細胞外基質(zhì)和膠原蛋白，都可以使腎小球硬化[15]；Neph1與ZO-1參與信號轉(zhuǎn)導和形成跨膜蛋白復合物，在腎小球濾過屏障中發(fā)揮重要作用[16]。Dendrin可以增強生長轉(zhuǎn)化因子β介導的細胞凋亡信號，可能在FSGS凋亡前信號轉(zhuǎn)導中發(fā)揮作用[18]。

4 足細胞頂部膜蛋白的變化

據(jù)研究，足細胞膜相關蛋白sidekick-1(sdk-1)在人類免疫缺陷病毒相關性FSGS中高度表達[19]。sdk-1在胞膜由Ig樣結(jié)構域及Ⅲ型纖維連接蛋白樣聯(lián)合域組成,位于足細胞附著的相鄰細胞的胞膜上，它可黏附相鄰細胞。Sdk-1在胚胎期的多個器官中都高度表達，它介導細胞的黏附作用。體外培養(yǎng)的剔除sdk-1的足細胞，可出現(xiàn)人類免疫缺陷病毒感染患者中看到的細胞形態(tài)，并且足細胞的特有形態(tài)消失，形成的肌動蛋白細胞骨架雜亂無序[19]。

5 肌動蛋白細胞骨架的破壞

細胞內(nèi)肌動蛋白細胞骨架失穩(wěn)定是導致足細胞構象改變，足突融合的關鍵因素。肌動蛋白骨架是由Nck結(jié)合蛋白結(jié)合裝配[20]。腎小球足細胞高度表達Nck1和Nck2。剔除Nck1-/-、Nck2-/-小鼠胚胎在腎發(fā)育之前死亡。剔除小鼠足細胞Nck2可產(chǎn)生足突完全融合消失的先天性腎病模型，最終出現(xiàn)FSGS[21]。遺傳性FSGS常由A輔肌動蛋白4的基因突變導致，它是由常染色體顯性遺傳。剔除A輔肌動蛋白4基因的小鼠會出現(xiàn)足突消失，最終形成FSGS。它表現(xiàn)為Ⅳ型膠原以及層粘連蛋白附著至腎小球基膜的能力下降，位于足細胞表面的整合素磷酸化作用亦下降[22]。研究表明，A輔肌動蛋白4剔除的小鼠在尿中可測到足細胞的標志物，并且小鼠的足細胞量顯著降低，表明A輔肌動蛋白4缺陷可導致足細胞脫落及丟失。以上證據(jù)表明，A輔肌動蛋白4可與整合素相互促進，加固足細胞的黏附。足細胞在脂多糖作用下產(chǎn)生組織蛋白酶L，它是肌動蛋白相關的鳥苷三磷酸酶發(fā)動蛋白，能與調(diào)節(jié)蛋白cortactin、Arp2/3形成復合體裝配在足突細胞的肌動蛋白絲。FSGS患者中組織蛋白酶L的增加可能與其足細胞蛋白負荷增加有密切聯(lián)系，并且組織蛋白酶L在細胞內(nèi)蛋白傳輸及溶酶體內(nèi)發(fā)生蛋白水解反應時高度表達[23]。這個機制在出現(xiàn)蛋白尿時可加速足突脫落、融合以及整個足細胞的受損,進而蔓延及整個腎小球。由此可見，肌動蛋白細胞骨架在FSGS患者中轉(zhuǎn)導足細胞信號、維持足細胞正常形態(tài)、活動力及附著的重要性，破壞肌動蛋白細胞骨架可直接導致FSGS的發(fā)生。

6 小 結(jié)

腎小球基膜，足細胞裂孔隔膜蛋白、足細胞頂部膜蛋白、肌動蛋白細胞骨架的破壞導致腎臟足突細胞融合，足細胞從基膜上脫離，從而使腎小球濾過屏障通透性增加、腎小球硬化及蛋白尿發(fā)生，足細胞的特殊結(jié)構及功能決定了其與FSGS的發(fā)生、發(fā)展有著密不可分的關系。進一步深入研究將有助于對FSGS發(fā)病機制的認識，對延緩慢性腎臟疾病有重要意義,足細胞在FSGS中的作用將隨著不斷深入的研究得到進一步闡明。此外，F(xiàn)SGS患者臨床治療的新靶點、新思路也可通過對足細胞結(jié)構功能地探究，更進一步的明確，從而提高FSGS患者的整體診療水平。

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