糖尿病肾病肾小管间质损害论文

【摘要糖尿病肾病是导致终末期肾衰竭的重要原因，其不仅发生肾小球的损伤，也发 生肾小管的病变。而且肾小管间质的损伤程度已成为反映糖尿病患者肾损伤的重要病理指 标。糖尿病肾病时在尿糖、尿蛋白等因素的综合功能下，细胞因子异常表达，使其相互关 系失衡，最终导致不可逆转的肾间质纤维化。 【糖尿病肾病；肾小管间质纤维化；转化生长因子；结缔组织生长因子 糖尿病肾病（DN）是糖尿病主要的慢性并发症之一，其已成为导致终末期肾衰竭的主是糖尿病主要的慢性并发症之一，其已成为导致终末期肾衰竭的主 要原因。过去的探究认为糖尿病肾病的病变主要是肾小球的硬化。但近期的大量探究，已 证实糖尿病肾损伤同时也发生在肾小管。探究证实在各种继发性及原发性肾小球疾病中， 肾小管间质病变程度是反映肾功能下降严重程度和判定预后最重要的指标［1］。糖尿病 肾病发病机制非常复杂，主要是遗传因素、长期的糖代谢紊乱、血液动力学改变、蛋白尿， 及炎症因子、细胞因子、激素等因素综合功能的结果。近年来大量的实验证实，细胞因子 和糖尿病肾病的病理变化及临床表现密切相关。在高糖、蛋白尿、慢性缺氧等因素的功能 下肾组织中的一些细胞因子异常表达从而加重其病理损害。本文主要针对和糖尿病肾病肾 小管间质损害有关的细胞因子进行综述。 1 糖尿病时肾小管间质的变化 糖尿病肾病的病理特征主要表现为早期肾脏肥大，肾小球和肾小管基底膜的增厚，随 着病程进展，可逐渐发展为肾小球细胞外基质进行性积聚，肾小管间质纤维化，而最终发 展为不可逆性肾组织结构毁损。正常的肾小管上皮细胞（TEC）是糖尿病主要的慢性并发症之一，其已成为导致终末期肾衰竭的主具有旺盛的代谢活性和潜 在的增殖能力，并能分泌多种细胞因子。糖尿病患者在尿糖、蛋白尿和慢性缺氧等因素的 功能下，其 TEC 极易发生结构和功能损伤。因 TEC 和尿液直接接触，尿液中的蛋白、细 胞因子等有害物质可直接引起 TEC 损伤、活化及表型转化，并释放多种炎症因子和生长因 子。而肾小管上皮细胞损伤后的改变被认为是肾间质纤维化的起始因素［2］。主要因为 TEC 在结构上和肾间质紧密相连，损伤的 TEC 可直接参和间质炎症、纤维化，或通过吸引 间质炎症细胞浸润和促进间质固有细胞增殖而在间质纤维化过程中起重要功能。肾小球蛋 白高滤过造成的肾小管的蛋白负荷为诱导间质炎症的关键信号；蛋白质等大分子物质过滤 至肾小管，导致溶酶体破裂、能量供给降低，并且一些特定成分可直接损伤小管细胞，从 而造成小管间质病变［3］。同样，Mark 也认为和肾小管接触的蛋白尿将会引起小管四周 炎症及纤维化［4］。此外，糖尿病患者处于一种慢性低水平的炎症状态。体内有多种生 长因子参和炎症反应，并功能于极性很强的小管上皮细胞，使细胞间紧密连接消失、极性 破坏，小管上皮细胞的屏障功能减弱，加速细胞外基质沉积，导致间质纤维化［5］。由 此可见，肾小管间质纤维化已成为糖尿病肾病自然发展的必然趋向。 2 转化生长因子-ββ（Transforminggrowthfactor-βbeta,TGF-ββ) TGF-ββ 是一个多潜能的生长因子，由多种细胞分泌的、具有多重生物学效应的细胞因 子。TGF-ββ 在哺乳动物体内主要存在三种同分异构体 TGF-ββ1、TGF-ββ3、TGF-ββ2，各异 构体的生物学特征基本相同。但在肾脏，TGF-ββ1 表达的最多，主要在肾小管上皮细胞和 肾小球。TGF-ββ1 主要通过自分泌及旁分泌发挥生物学功能，它通过控制细胞周期 G1 期 向 S 期转化来抑制细胞增生、诱导细胞肥大；同时它能增加肾小球上皮细胞、系膜细胞、 肾近曲小管上皮细胞和成纤维细胞 ECM 蛋白分子的合成，抑制基质降解蛋白酶如胶原酶 的合成，阻止 ECM 的降解，结果使 ECM 成分稳定升高。在长期的高糖环境培养下， Fraser 等发现近曲小管上皮细胞的 TGF-ββ1 的转录被激活，同时也激活了血小板衍化生长 因子（PDGF）是糖尿病主要的慢性并发症之一，其已成为导致终末期肾衰竭的主的受体，以致增强了对内源性的 PDGF 的反应，而并不刺激 PDGF 的合成。 而且糖诱导下的 TGF-ββ1 的转录增加，同时 PDGF 介导下的 TGF-ββ1 的表达也增加。此外， 还发现 PDGF 对 TGF-ββ1 的表达有协同功能。从而证实了在 DN 的发展中高糖对致纤维化 因子 TGF-ββ1 合成的各个环节进行调节［6］。探究显示，在 DN 小管间质纤维化过程中， TGF-ββ1 参和了有关细胞外基质（ECM）是糖尿病主要的慢性并发症之一，其已成为导致终末期肾衰竭的主堆积及细胞肥大的各大环节摘要：TGF-ββ1 可刺 激 ECM 中层粘蛋白、纤维连接蛋白（FN）是糖尿病主要的慢性并发症之一，其已成为导致终末期肾衰竭的主、Ⅳ型胶原等多种成分合成增加，而且型胶原等多种成分合成增加，而且 TGF-β β1 不仅可抑制和 ECM 成分降解有关的基质金属蛋白酶（MMPs）是糖尿病主要的慢性并发症之一，其已成为导致终末期肾衰竭的主的表达及活性，还能通 过增加 MMP 抑制物的表达及活性，减少 ECM 的降解。另外，TGF-ββ1 还可使间质纤维原 细胞转化为肌成纤维细胞，导致 ECM 过度产生，小管间质纤维化［7］。Li 等认为 TGF-β β1 可能在肾小管间质纤维化进程中经 Smad 信号转导通路调节表达肌成纤维细胞表型的 基因的转录，促发 TEC 向成纤维细胞转化发生，促进肾间质纤维化［8］。Han 等在短期 内给 STZ 所致的糖尿病大鼠模型持续皮下注射 TGF-ββ1 反义寡核苷酸液（ODN）是糖尿病主要的慢性并发症之一，其已成为导致终末期肾衰竭的主可以明 显地减少 TGF-ββ1 蛋白水平，减缓肾脏的重量增长，降低细胞外基质 mRNA 的水平；在体 外实验中 TGF-ββ1ODN 可以减轻高糖所致近曲小管肥大［9］。在 db/db 糖尿病小鼠模型 中，予 TGF-ββ 抗体可以成功地阻止细胞外基质表达和肾功能损伤［10］。所以，在糖尿 病肾病中 TGF-ββ1 可能通过介导肾脏肥大，细胞表型转化，增加细胞外基质，抑制基质降 解酶合成及活性等功能，而加速肾间质纤维化，导致肾功能受损。 3 结缔组织生长因子（Connectivetissuegrowthfactor,CTGF) CTGF 最初是从人脐静脉内皮细胞中分离纯化获得的一种富含半胱氨酸的生长调节因 子。CTGF 基因属于 CCN 家族。人的 CTGF 基因定位于 6q23,为单体分泌蛋白，相对分子 质量约为 36KD 或 38KD，两者 N 端结构不同。CTGF 存在于心、脑、肾、肝、子宫、胎 盘、胰腺、结缔组织等多种组织器官中，在肾脏中含量最高。在正常肾脏组织中，肾小球 壁层、脏层上皮细胞及一些间质细胞均可分泌少量 CTGF，在肾小管间质炎症时，CTGF 的来源主要由成纤维细胞及肾小管上皮细胞转化而来的成肌纤维细胞。目前认为，CTGF 在细胞的增殖、分化、胚胎形成和损伤的修复中起着重要调节功能。高血糖本身可以引起 CTGF 的表达和合成增多，此外还可以通过刺激 TGF-ββ 的产生，而上调 CTGF 的表达和分 泌。糖基化终末产物可以使人类肾脏基质细胞中的 CTGF 上调；另一部分实验，在糖尿病 大鼠中予 AG（糖基化终末产物形成抑制剂）是糖尿病主要的慢性并发症之一，其已成为导致终末期肾衰竭的主治疗可以预防 CTGFmRNA 及其蛋白水平的 增加［11］。在 0kada 等的实验中，抑制肾小管上皮细胞 CTGF 的表达，虽然不能影响 TGF-ββ1mRNA 的水平，但可以使基质蛋白的 mRNA 水平降低，并减轻肾间质纤维化 ［12］。Wang 等在糖尿病鼠的近曲小管、皮质和髓质远曲小管及乳头状集合管都观察到 CTGFmRNA 表达，且含量明显增多，但在非糖尿病鼠却未见上述现象 ［13］。McLennan 等认为 CTGF 介导高糖对 ECM 降解的抑制功能［14］，在肾小管间 质纤维化中发挥功能。此外，CTGF 可增加细胞外基质及纤维原细胞；介导 TGF-ββ 致细胞 肥大的功能；介导 TGF-ββ 致上皮细胞转型表达的功能，刺激肾小管上皮细胞向肌成纤维细 胞转分化，而 CTGF 反义寡核苷酸的导入可有效抑制 TGF-ββ 诱导的转分化过程［15］。 同样，Yokoi 等人通过 CTGF 的抑制剂也减轻了肾脏间质纤维化的程度［16］。总之， CTGF 作为 TGF-ββ 致纤维化的下游调节因子，在许多方面介导 TGF-ββ 的致纤维化功能， 其在糖尿病肾病中起重要的功能。 4 血小板衍化生长因子（Platelet-βderivedgrowthfactor,PDGF) PDGF 是一种多肽，可由多种细胞经刺激产生。它由两条高度同源的肽链即 A 链、B 链通过二硫键连接而成，分子量约为 30KD，存在 3 种形式摘要：PDGF-βAA、PDGF-β BB、PDGF-βAB。PDGF 的生物学效应为摘要：（1）是糖尿病主要的慢性并发症之一，其已成为导致终末期肾衰竭的主促进成纤维细胞、神经胶质细胞、平 滑肌细胞、上皮细胞及内皮细胞增生；（2）是糖尿病主要的慢性并发症之一，其已成为导致终末期肾衰竭的主刺激成纤维细胞、血管平滑肌细胞、中性粒 细胞和单核细胞的趋化性；（3）是糖尿病主要的慢性并发症之一，其已成为导致终末期肾衰竭的主引起血管收缩等。糖尿病状态下存在肾组织局部糖代谢 紊乱。高糖可刺激葡萄糖转运子 1（GLUT1）是糖尿病主要的慢性并发症之一，其已成为导致终末期肾衰竭的主的表达和活化，促进葡萄糖进入细胞内，而 细胞内高糖可诱导 PDGF 产生，后者进一步刺激 GLUT1 的表达和活化。促进更多的葡萄 糖进入细胞内，形成恶性循环，促成糖尿病肾病的发生。此外，PDGF 可通过和转化生长 因子之间的相互功能促进 DN 的发生、发展。如前所述，近端肾小管上皮细胞可通过分泌 细胞因子 TGF-ββ1 在肾间质纤维变性的发生中起重要功能，而其分泌受高血糖和 PDGF 的 调节。同时，TGF-ββ1 调节 PDGF 受体的表达和分泌。实验已证实糖尿病时肾小管间质内 PDGF 的表达增加。Kelly 等发现用链脲佐菌素诱导的糖尿病鼠和糖尿病病人，其肾小管间 质内 PDGF-βB 链 mRNA 表达较正常增高近 5 倍，采用原位杂交也可见肾小管上皮细胞内 PDGF-βB 链 mRNA 表达升高，使用 AGEs（晚期糖基化终末产物）是糖尿病主要的慢性并发症之一，其已成为导致终末期肾衰竭的主抑制剂氨基胍后可显著 降低 PDGF-βBB 的水平［17］。PDGF 除引起肾小球系膜细胞增生和 ECM 积聚外，还可 引起肾小管及其间质的病变。Wang 等通过对 24~30 周病程的糖尿病鼠肾单位微穿刺检 查也发现近端小管中 PDGF 表达升高，而水平升高的 PDGF-βBB 能功能于肾小管间质肌成 纤维细胞，诱导其产生胶原纤维Ⅲ，从而引起肾小管间质的纤维化，加重肾脏的硬化 ［18］。总之，PDGF 通过使细胞增生，ECM 积累，纤维细胞表达，和 TGF-ββ 相互功能 等方面在糖尿病肾病的发生、发展中起着重要的功能。 5 单核细胞趋化因子 1（Monocytechemoattractantprotein,MCP-β1) MCP-β1 属于趋化因子家族中的 β 类趋化因子（趋化因子是一些分子量相对较低的蛋白 质）是糖尿病主要的慢性并发症之一，其已成为导致终末期肾衰竭的主。其可由体内多种细胞产生，包括内皮细胞、平滑肌细胞、单核细胞、系膜细胞等。 MCP-β1 有两种分子量分别为 15kD 和 13kD 的蛋白质，分别称之为 MCP-β1α 和 MCP-β 1β。MCP-β1 的主要功能是趋化和激活单核-β巨噬细胞，它对单核细胞的趋化功能在 C-βC 亚 族趋化因子中占绝对优势；另外还刺激单核细胞产生呼吸爆破和钙离子释放。此外 MCP-β1 可趋化和激活嗜碱性粒细胞，使其释放组胺。Wada 等发现 DN 患者尿中 MCP-β1 水平的升 高和肾间质纤维化及肾小管萎缩的程度相一致，也和肾间质中 CD68 阳性单核巨噬细胞数 具有显著相关性［19］。因此，认为局部产生的 MCP-β1 参和了 DN 的发展，尤其通过单 核巨噬细胞的聚集和活化导致肾小管间质损害。进一步的临床试验探究发现，大量蛋白尿 的患者尿中 MCP-β1 平均水平明显高于正常蛋白尿及微量蛋白尿者，且尿 MCP-β1 排泄水平 和尿中白蛋白及 N-β乙酰-ββ-β氨基葡萄糖苷酶（NAG）是糖尿病主要的慢性并发症之一，其已成为导致终末期肾衰竭的主的排泄水平呈正相关，提示尿 MCP-β1 由肾小管细胞产生释放入尿液，产生的 MCP-β1 进一步参和肾小管损害［20］，说明大量 蛋白尿通过增加肾小管表达 MCP-β1，从而加速 DN 进展。 6 肝细胞生长因子（hepatocytegrowthfactor,HGF) HGF 又名离散因子（sactterfactor,SF)属不耐热多糖蛋白。其前体由 728 个氨基酸 残基组成单链，是无活性的，经蛋白酶水解功能产生具有生物活性的异二聚体，成熟的 HGF 蛋白分子由 α 链（分子量为 68kD）是糖尿病主要的慢性并发症之一，其已成为导致终末期肾衰竭的主和 β 链（分子量为 34kD）是糖尿病主要的慢性并发症之一，其已成为导致终末期肾衰竭的主通过二硫键相连接。 探究已证实，HGF 是一种非组织特异性生长因子，是目前已知生物活性最广泛的生长因子 之一，其可以刺激多种上皮细胞和内皮细胞进行有丝分裂、运动以及小管形态的发生 ［21］。对正常肾脏 HGF 的功能主要是保留和维持肾脏细胞的表型和分化状态。大量探 究表明肝细胞生长因子的减少和肾小管间质纤维化密切相关。探究发现在高血糖的功能下 HGF 的表达存在时间特异性摘要：高血糖这个有害信号刺激细胞后，使得细胞发生损伤， 诱导机体发生一过性防御反应，早期 HGF/c-βMet 快速上调，可以促进细胞有丝分裂，对 损伤的细胞进行修复；而随着高血糖的持续稳定的功能，细胞产生防御反应的能力下降， HGF/c-βMet 表达逐渐降低，而且伴随着 TGF-ββ 等生成增多，使细胞外基质蛋白表达增多 并抑制其降解，造成细胞肥大，最终导致肾脏纤维化［22］。在糖尿病肾病动物模型 C57BL/KSJ-βdb/db(db/db)鼠 12W 时连续肌肉注射 HGF12 周后发现，其在不影响糖代谢 功能的前提下，HGF 通过减少小管上皮细胞的凋亡及表型转化、增加基质的分解，以及抑 制 TGF 和 CTGF 上调及抑制 TIMP（组织基质金属蛋白酶）是糖尿病主要的慢性并发症之一，其已成为导致终末期肾衰竭的主抑制因子表达，从而抑制糖尿 病时肾小管间质病变，明显的改善了肾功能［23］。同样，Dai 等的实验中证实 HGF 可 以减轻糖尿病肾病时肾脏肥大，肾脏内转化生长因子的表达，以及肾小管上皮细胞的凋亡， 从而对糖尿病肾病起保护功能［24］。总之，通过体内外实验可以证实，肝细胞生长因子 通过对抗一些促纤维化的生长因子（TGF 等）是糖尿病主要的慢性并发症之一，其已成为导致终末期肾衰竭的主的功能对糖尿病肾病起保护功能。 7 表皮生长因子（Epidermalgrowthfactor,EGF) EGF 在体内合成的主要器官之一是肾脏，Henle’s 袢升枝厚壁段和远曲小管是 EGF 合 成的主要部位，肾小球内浸润的单核细胞和血小板也能释放 EGF。EGF 可以刺激上皮细胞 增殖。Wassef 等给 STZ 诱导的 SD 糖尿病大鼠予以 EGF 受体抑制剂 PKI166（100mg/ kg·d）是糖尿病主要的慢性并发症之一，其已成为导致终末期肾衰竭的主2 天和 3 周后，通过检测增殖细胞核心抗原（PCNA）是糖尿病主要的慢性并发症之一，其已成为导致终末期肾衰竭的主反映肾小管上皮细胞增殖并 测量肾重，结果发现，干预 2 天和对照组相比，EGF 受体抑制剂显著减少肾重及肾小管上 皮细胞增殖（P＜0.01）是糖尿病主要的慢性并发症之一，其已成为导致终末期肾衰竭的主干预 3 周和对照组相比，EGF 受体抑制剂还可明显降低肾小管上 皮细胞的硬化（P%26lt;00101）是糖尿病主要的慢性并发症之一，其已成为导致终末期肾衰竭的主［25］。由此可见，EGF 参和了 DN 的发展，促进了 TEC 的改变。 8 骨桥蛋白（Osteopontin,OPN) OPN 具有组织细胞特异性，能以多种不同的成熟形式存在于不同的组织细胞及正常体 液中。肾脏为表达 OPN 的主要器官之一。在正常成人肾脏切片中可见，OPN 主要表达于 肾小管（包括近曲小管、远曲小管、髓袢升支粗段）是糖尿病主要的慢性并发症之一，其已成为导致终末期肾衰竭的主及一些集合管上皮。OPN 启动子存在 高糖及葡萄糖胺的反应元件，提示高血糖及葡萄糖胺可诱导 OPN 的表达。体外培养的人近 端小管上皮细胞在高糖环境下可经磷脂酰肌醇-β3 激酶（PI3K）是糖尿病主要的慢性并发症之一，其已成为导致终末期肾衰竭的主途径诱导 OPN 表达 ［26］。另一实验显示肾小管及系膜细胞在缺氧环境下 OPN 表达上调，并且和高糖上调 OPN 的功能相协同，促进Ⅳ型胶原等多种成分合成增加，而且型胶原合成［27］。 9 总结 肾小球和肾小管肥大是 DN 早期的主要病理表现，而肾小管间质纤维化更是 DN 进展 为肾衰竭的主要因素。由于高糖等因素刺激导致 TGF-ββ、CTGF、MCP-β1、HGF、PDGF 等多种细胞因子异常分泌，直接或间接促进成纤维细胞增殖，诱导Ⅰ型、Ⅳ型胶原和型、Ⅳ型胶原等多种成分合成增加，而且型胶原和 FN 的合成，促进 ECM 堆积；并且细胞因子间的失衡使间质炎症细胞浸润和间质固有细胞增 殖、ECM 积聚。由于细胞因子形成网络系统而使该功能放大，因此细胞因子在 DN 发病机 制中具有重要功能。因此，寻求恢复细胞因子间平衡、阻止细胞因子失衡而继发肾间质纤 维化的手段，将成为今后防止 DN 持续进展的新途径。 【摘要目的应用彩色多普勒组织成像技术检查室性早搏患者，以证实左室假腱索是室 性早搏的诱因之一。方法用二维超声心动图及彩色多普勒组织成像技术进行检查并同步记 录心电图。在发现室性早搏出现时，利用电影回放找室性早搏起搏点位置。结果有 7 例患 者左室内发现假腱索，用彩色多普勒组织成像技术速度图检查发现每例患者均分别在室间 隔及室壁发现室性早搏的起搏点。结论左室假腱索是室性早搏的诱因之一。 【彩色多普勒组织成像技术；室性早搏；左室假腱索 ApplicationofcolorDopplertissueimagingevaluatetherelationbetweenthepre matureventricularcontractionandtheleftventricularfalse 【AbstractObjectiveTheaimofourstudyistoconfirmthatthefalsechoradetendi neaccancausetheprematureventricularcontractionbyDopplertissueimaging(DTI ).MethodsThepatienswithprematureventricularcontraction，two-β dimensionalechocardiography，DTIandECGswererecordedatthesametime.Whe ntheprematureventricularcontractionwasfound，wereviewedtheimagesbycinet olookforthepointofprematureventricularcontraction.ResultsSevenofpatienshad falsechordaetendineaeintheleftventricle.Thepointofprematureventricularcontr actionwasdetectedattheventricularwallorinterventricularseptumrespectivelyin everypatientbyDTIvelocitymode.ConclusionThisstudyhadprovedthattheleftvent ricwlarfalsechordaetendineaeisoneofthecausesofprematureventricularcontract ion. 【KeywordscolorDopplertissueimaging;prematureventricularcontraction;fa lsechordaetendineaeinleftventricle 左室假腱索是一种先天性发育异常。我们在用彩色多普勒组织成像技术寻找室性早搏 异位起搏点位置的同时，探索左室假腱索是否是引起室性早搏的原因之一。 1 资料和方法 1.1 探究对象本组检查自 2000 年 2 月～2006 年 9 月的住院患者 11 例，均经本院心 内科心电图确定诊断频发室性早博，并经排除冠心病、高血压病、心肌病等，其中男 7 例， 女 4 例，年龄 11～35 岁。 1.2 仪器和方法仪器采用 VIVID7Pro 型彩色多普勒超声显像诊断仪，频率 3.5～ 4.7MHz。检查前患者休息 15min，取左侧卧位。选取胸骨旁左室长轴观、心尖四腔观和 剑下四腔观，仔细观察左室并同步记录心电图。在发现左室假腱索和室性早搏后，用 DTI 功能结合电影回放，仔细观察在室性早搏的异常 QRS 波起始处心室壁及左室假腱索的运动 情况。 2 结果 DTI 技术对室性早搏进行定位诊断应包括如下几点摘要：（1）是糖尿病主要的慢性并发症之一，其已成为导致终末期肾衰竭的主局部心肌呈高速运动， 表现亮黄色斑点。（2）是糖尿病主要的慢性并发症之一，其已成为导致终末期肾衰竭的主这一黄点在室性早搏的异常 QRS 起点处出现。（3）是糖尿病主要的慢性并发症之一，其已成为导致终末期肾衰竭的主该处心肌运 动的方向和邻近心肌运动不一致。（4）是糖尿病主要的慢性并发症之一，其已成为导致终末期肾衰竭的主在多次检查中这位置有很好的重复性。结果见表 1。表 110 个早搏心动周期 3 讨论 室性早搏是由于心室内异位起搏点的兴奋所致，当异位起搏点兴奋时，其四周的心肌 首先收缩，随着兴奋传至整个心脏出现一次早搏。1985 年中国学者张朝佑等电镜下发现 左室假腱索中存在溥肯野氏细胞（心肌自律细胞）是糖尿病主要的慢性并发症之一，其已成为导致终末期肾衰竭的主［1］。左心室内非起于乳头肌止于二 尖瓣叶的腱索称为左室假腱索，它多从原始心脏的内肌层衍生而来，多数为致密纤维组织； 少数由有心内膜包裹的心肌构成。它多由室间隔连于左室游离壁，少数室间隔连于乳头肌。