松弛素与肾脏纤维化的研究进展

堡堂堡述!Q!Q笙堡旦筮!垒鲞筮!翅丛鲤i型娶盟业韭坠丛!：叁P!垫!Q：!!!：!!：№：Z [9] [10] [12] [13] eeptibilitytotype2diabetesinaJapanesepopulation[J]．Diabe- tes，2008。57(3)：791095． TabaFaY，OsawaH．KawamotoR，et越．Replicationstudyofcandi· dategenesaasociatedwithtype2diabetesbasedongenuine—wide screening[J]．Diabetes，2009，58(2)：493-498． WuY．I．iH，I』JcbRJ，eta1．CommonvariantsinCDKALl．CD— KN2A／B．IG心BP2．SLC30A8．andHHEX／IDEgeliesareaasoei- atedwithtype2 diabetesandimpairedfastingglueo∽inaChinese HanpopulationlJ]．Diabetes，2008，57(10)：2834-2842． XiangJ，LiXY，XuM．eta1．Zinctransporter-8gene(SLC30A8)is associatedwithtype2 diabetesinChineseJ1．JClinEndocrinoI Metab，2008。93(10)：4107-4112． RongR．HansonRI，．OrtizD，et耐．Associationanalysisofvariation in／Near兀’O。CDKAI。l，SLC30A8，HHEX．EX‘12，I(；F2BP2， LOC387761．andCDKN2Bwithtype2 diabetesandrelatedquanti— tativetraitsinPimaIndians[J]．Diabetes，2009，58(2)：478-488． BoesgaardTⅣ．ZilinskaiteJ．VanttinenM，eta1．Thecommon SLC30A8Ar9325Trpvariantisassociatedwithreducedfirst．phase 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收稿日期：2009-10-22修回日期：2010-03-04 松弛素与肾脏纤维化的研究进展 黄清河1※(综述)，郭汉城2(审校) (福建医科大学教学医院暨厦门大学附属中山医院1中心ICU．2肾内科，福建厦门361004) 中图分类号：R587 文献标识码：A 文章编号：1006-2084(2010)07-0991-03 摘要：肾脏纤维化是各种肾脏疾病进展到慢性肾衰竭的共同途径和主要病理基础。而松弛素 (RI．x)具有抗纤维化功能。细胞外基质的合成与降解平衡失调在肾脏纤维化过程中起着重要作用， RLX可通过介导Smad细胞间信号，如抑制前纤维化因子、成纤维细胞分化和胶原产生，以及增强由基 质金属蛋白酶诱导的胶原降解等通路来发挥抗肾脏纤维化作用。RLX还具有改善血流动力学的作用， 从而起到肾保护作用。RLX基因治疗肾脏纤维化具有广阔前景，但目前离临床应用还有一定距离。 关键词：松弛素；肾纤维化；转分化 RecentProgressofRdaxlnandRenalFibrosisⅣUANGQing一|Ile。，G￡，DHan．cJ】口矿．(1．，c￡，；2．Depart- mentofNephrology，ZhongshanHospital锄{Z池dtoXiamenUnivers毋，￡kTeachingHospitalofFurl,anMedical University．Xiamen361004．mina) Abstract：Renalfibrosisisthefinalcommonpathwaytoallprogressivemenaldisease．Andrelaxinhasbeen demonstratedtheantifibroticactionsinexperimentalmodelsofrenaldisease．Inrenalfibrosis．damagedepends Ollthedisproportionateaccumulationanddegradationofextracellularmatrix(ECM)．’11Ieeffectsofrelaxinwere mediatedtoalargeextentbytheSmadpathway．Relaxinisabletoinduceitseffectsviacommonandorganspe- eificmechanisms．primarilyinvolvingtheinhibitionoftIIeinfluenceofprofibrotiefactors。flbroblastdifierentia— tionandcollagenproductioninadditiontoallincre{lkseinmatrixmatalloproteinaseinducedcollagendegradation． RelaxinmayalsoinduceitshemodynamiceffectsintherenaJsystems．Relaxinmaybeusefulinthetreatmentof renalfibrosis．ButdefinitiveanswerswilIonlybeobtainedbycarefulclinicalinvestigations． Keywords：Renalfibrosis；Re'laxin；Transdifferenfiation 肾脏纤维化的主要病理形态特点为肾小球硬 化、肾间质纤维化和肾内血管硬化、细胞外基质 (extracellularmatrix，ECM)异常增多和过度沉积。松 弛素(relaxin，RLX)是1926年Hisaw从孕猪黄体细 胞中提取的妊娠相关激素，具有松弛盆腔韧带，扩张 子宫颈，抑制子宫平滑肌自发收缩等作用，有利于妊 娠和分娩【lJ。RLX在肾脏和心脏等组织纤维化过程 中具有重要的抗纤维化功能。 1 l也X及其受体的概述 1．1 RLX的分子生物学特征人及其他一些高等 灵长类动物体内有3种 RLX基因，分别为H1、 H2、1-13，其中H2是组织储 存及血液循环中存在的主 要形式。啮齿动物存在两 种RLX基因，分别为RLX- l(相当于142)和RLX-3 (相当于H3)，其中RLX—l 是血液循环中存在的主要 形式。RLX属于胰岛素样 生长因子超家族的一员， 是一个相对分子质量为6 的小分子多肽，由2条多 肽链(A和B链)通过二硫键连接而成，不同种属动 物A、B链氨基酸残基数不等，分别由22～35个氨基 酸残基组成。A链不参与受体结合，其作用是使整 个分子保持活性构象；B链中有些位置存在固定的氨 基酸残基，是RLX分子受体识别位点的重要部分，B 链的完整性在维持RLX活性上有重要的作用心1．。 RLX最初发现于雌性哺乳动物的卵巢和妊娠时的胎 盘，以及雄性哺乳动物的前列腺。体内多种组织细 胞都分泌RLX，其中大鼠的脑、肾脏等均有RLX的合 成和分泌"J。RLX部分分泌入血液循环作为全身性 万方数据 ·992· 匿堂绽透垫!Q生垒旦笠!i鲞笠2期丛型i型垦塑箜堕世!!曼：叁P!垫!Q：!型：!垒：塑!：! 激素，部分不进入血循环以自分泌或旁分泌方式发 挥作用⋯。 1．2 RLX受体LGR7虽然RLX在结构上属于胰 岛素家族，但其受体属于另一类糖蛋白激素(包括卵 泡刺激素、促黄体生成激、促甲状腺激素等)的受体 家族，称为富含亮氨酸的G蛋白耦联受体(1eucine— richrepeatcontainingGprotein-coupledreceptors， LGR)，有LGR7和LGR8两种Ho。RLX与LGR7结 合后产生的作用远大于LGR8。LGR7是富含亮氨酸 的孤儿受体的成员之一，2000年利用同源的方 法发现并克隆。随后发现RLX为其内源性配体，这 一发现使RLX的功能研究进入了一个新的阶段。除 生殖系统富含RLX受体外，在机体的大多组织都发 现有LGR7基因的转录片段存在，肾脏组织固有细胞 表面也存在LGR7的表达¨j。肾脏组织是RLX作用 的靶器官之一，RLX通过与其特异性受体结合，从而 介导一系列的生物学效应。 2 肾脏纤维化的发生及RLX对肾脏纤维化的影响 2．1 肾脏纤维化形成的分子机制 目前认为肾脏 纤维化形成的分子机制主要分4个阶段：第1阶段是 细胞的活化和受损，炎症损伤引起肾小管上皮细胞 的活化及肾间质单核一巨噬细胞的浸润。第2阶段是 促纤维化因子的释放，包括细胞因子、生长因子、血 管活性因子和趋化黏附因子等。第3阶段是纤维化 的形成，主要表现在基质蛋白合成增多，降解减少， 导致基质蛋白在肾间质沉积。基质蛋白的降解主要 受一些蛋白酶抑制因子的影响，如金属蛋白酶组织 抑制因子和纤溶酶原激活抑制因子，可使肾脏蛋白 酶失去活性。第4阶段是肾脏结构和功能受损，主 要是ECM在肾脏的沉积所致。此阶段。肾小管周围 毛细血管堵塞、有效肾单位大量减少、肾小球滤过率 也进一步降低拍J。ECM的合成与降解平衡失调在肾 脏纤维化过程中起着重要作用，能否有效逆转ECM 合成与降解平衡失调是治疗肾脏纤维化的焦点 之一。 2．2内源性RLX在肾脏纤维化中的作用内源性 RLX在非生殖系统中的作用并非雌激素依赖性，在 雄性动物中发挥的作用与在雌性动物一样重要。 Samuel等"1研究RLX基因缺陷(RLX“一)小鼠发 现，雄性纯合子型RLX“一小鼠发育过程中出现与年 龄相关的肾脏纤维化，12月龄的RLX。一小鼠，肾脏 胶原积聚量比同龄野生型(RLX“+)小鼠高25％～ 30％，出现肾皮质增厚，增强局灶性间质纤维化，肾 小球基质弥漫性增加，最终导致肾功能不全，在早期 补充使用RLX可阻止上述病理变化发生。Hewitson 等旧1发现，在4～6周龄的RLX基因敲除(RLX。一) 小鼠与野生型(RLX“+)小鼠肾脏基质水平相等的 情况下均行单侧输尿管梗阻术，术后RLX“一组小鼠 胶原和Ot．平滑肌肌动蛋白(Ot．smoothmuscleactin， 仅一SMA)的表达量均显著高于RLX“+组；若在单侧 输尿管梗阻术术前4d预先给予RLX“一小鼠重组 H2．RLX，则其胶原和a—SMA的表达较未给药的 RLX√一小鼠明显减少。 2．3外源性RLX在肾脏纤维化中的作用在多种 培养细胞和纤维化动物模型中，RLX均能抑制胶原 过度积聚，表明其具有减少胶原合成和增加胶原代 谢的功能。重组RLX的研发已为一系列的RLX干 预性研究的开展提供了良好的条件。外源性RLX能 缓解啮齿动物肾纤维化模型的疾病进展。溴化乙胺 诱导的小鼠肾损伤模型出现严重的肾间质纤维化、 肾小球滤过率下降及蛋白尿。在皮下植入RLX渗透 泵，释放RLX2ms／h，28d后模型小鼠肌酐清除率升 高、血清肌酐正常、蛋白尿轻度好转、间质纤维化显 著减轻。间质纤维化的改善与转化生长因子13， (transforminggrowthfactor13I，TGF-131)下调、巨噬细 胞浸润程度减轻平行相关一J。在5／6肾切除大鼠模 型中可以发现RLX具有相似的效应，术后2周植入 RLX渗透泵(释放速度为2mg／h)，发现治疗组的。肾 小球硬化程度明显好转，同时伴有肾小球滤过率升 高、血清肌酐量下降和内生肌酐清除率轻微升高¨引。 Mcdonald等⋯1在对抗肾小球基底膜肾炎大鼠模型 中，发现RLX可以减轻其局灶肾小球硬化的程度和 间质性肾纤维化的发生。在肾脏纤维化病变中，阻 止纤维的形成十分重要。肾脏病患者多呈现慢性疾 病状态，从而逐渐形成肾纤维化，因此清除肾脏中已 形成的纤维具有更为重要的意义。用重组的 H2．RLX治疗已明确发生肾脏纤维化病变的12月龄 雄性RLX。一小鼠2周后，其肾脏的胶原沉着显著减 轻，虽然其胶原量仍高于同龄雄性RLX“+型小 鼠【7|。l_ekgabe等¨刮将RLX运用于自发性高血压大 鼠的研究，发现在9～10个月龄大的自发性高血压 大鼠中给予重组H2一RLX会导致其左心室及肾脏 中胶原含量显著降低，但对未受损伤的心脏房室 (包括右心室和心房)不产生影响。这些研究提示 短期输注外源性RLX能改善肾脏中已经形成的纤 维化。 2．4 RLX抗肾脏纤维化作用的机制RLX通过下 调胶原生成和增加胶原降解发挥其抗纤维化的作 用。同肝生长因子和骨形成蛋白7相似，RLX主要 通过与细胞表面的特异性受体LGR7或LGR8结合， 介导Smad细胞间信号，激活特殊的基因发挥作用。 在小管间质，Ot—SMA阳性的肌成纤维细胞是主要的 万方数据 医堂绫整垫!Q生兰旦筮!!鲞筮!援丛鲤地查基丝竖照!堂：叁逛垫!Q：!尘：!鱼：盟!：Z 基质生产细胞。间质成纤维细胞在TGF—B。的刺激 下能活化为肌成纤维细胞，肌成纤维细胞出现是慢 性肾间质纤维化的决定性事件。Masterson等【l3J发 现，利用不同剂量的H2一RLX作用于小鼠肾皮质成纤 维细胞，H2．RLX与小鼠肾皮质成纤维细胞表面受体 LGR呈高亲和力结合，可以抑制TGF—B，的作用，使 仅一SMA和I型胶原蛋白表达减少，与使用H2一RLX 的剂量呈正相关。Heeg等¨4o发现，将H2一RLX作用 于人类肾脏成纤维细胞，RLX是通过Smad通路介导 广泛的生物作用。Smad2和Smad3磷酸化，再与 Smad4形成复合物，然后复合物从胞质转移到胞核， 是TGF—B，信号转导的主要事件¨5|。RLX抑制上述 途径中Smad2的磷酸化、阻止其向胞核转移，以及阻 碍Smad2与Smad3形成复合物，但RLX对Smad3、 c-Jun氨基末端激酶1／2、细胞外信号调节蛋白激酶 和有丝分裂原激活蛋白磷酸化激酶的磷酸化效应无 影响。因此，人们认为RLX是通过抑制Smad2，从而 抑制TGF一13．的信号转导。在一定的病理情况下，肾 小管上皮细胞可以发生上皮一间充质细胞转分化，在 肾纤维化过程中超过1／3的的间质成纤维细胞是通 过肾小管上皮细胞转分化而来oit]。Heeg等L14o还发 现，RLX能诱导肾间质成纤维细胞中基质金属蛋白 酶合成与分泌显著增加。在活体内，基质金属蛋白 酶2降解肾小管的基底膜是上皮一间充质细胞转分化 过程中的重要部分。另外，纤维连接蛋白肾脏基质 蛋白之一，在肾脏ECM的积聚中发挥重要作用，可 通过泛素化作用降解。Mcdonald等⋯o，RLX还 可以通过促进对泛素依赖的纤维连接蛋白的降解， 抑制肾脏纤维化的进程。 3 RLX对血流动力学的影响 RLX在肾脏中还具有改善血流动力学的作用， 从而起到肾保护作用。Conrad等¨刊阐明H2一RLX能 提高肾有效血流量和肾小球滤过率，降低血浆渗透 压，并对抗内皮素1和血管紧张素Ⅱ对肾脏产生的 收缩血管作用，无性别差异性。这些效应具有二相 性，在给予低剂量RLX时具有舒张血管和降低血浆 渗透压等作用，而给予高剂量RLX时却无此作用。 RLX可以通过多种机制改善肾脏血流动力学变化： @REX可通过激活一氧化氮合酶，从而增加一氧化 氮含量，增加冠脉血流，使肾血管舒张和肾脏超滤 过，这些效应可被一氧化氮合酶抑制剂阻断，提示存 在一氧化氮依赖性的机制；②RLX可通过介导ETB 受体亚型实现对抗内皮素的功能。 4展望 目前，RLX在肾脏中的抗纤维化机制正逐步得 到了阐明，但离临床应用还有一定的距离。首先是 ·993· 目前大多有关RL)(生物学的作用主要来自于体外细 胞培养和啮齿类动物的研究，对于其在人类中作用 效果还不十分详尽。另外是给药的途径，RLx需要 连续性输注使其持续性维持血药浓度，这也是主要 的临床障碍。若不能解决上述的问题，纵使RLX 在动物模型中显示出其抗纤维化的巨大潜力，其在 临床中的应用也将受到限制。现在基因工程技术 方兴未艾，使用RLX基因治疗的前景可能更为 广阔。 参考文献 [1J SherwoodOD．Relaxin’sphysiologicalrolesandotherdiverse静 tions[J]．EndecrRev，2004，25(2)：205-234． [2]TanYY，WadeJD，TregearGW，eta1．Comparisonofrelaxinreeep- totsinratisolatedatriaanduterusbyuseofsyntheticandnative 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