中药及其有效成分防治足细胞损伤研究进展

       

摘要 足细胞是肾小球的固有细胞之一，足细胞损伤与多种肾小球疾病的发生发展有关，中药及其有效成分对足细胞损伤具有修复足细胞损伤、抑制足细胞增殖、减少足细胞排泄、维护足细胞的骨架结构、上调相关蛋白分子的表达、抑制血管内皮生长因子(VEGF)的过度表达等作用。山东中医药大学附属医院肾内科郭兆安

关键词  足细胞  中药

Research Progress of Study on Treatment and preventment to Podocyte  Injury with Traditional Chinese herb Medicine and its Composition  LI Jie,GUO Zhao-an  The general Hospital of Yanzhou Coal Mine Group,Yanzhou(273500)

     Abstract  Podocyte is one of glomerular cell. Podocyte injury relate to many kinds of glomerular diseases. The potential mechanism of traditional Chinese herb medicine and its composition to protect  podocyte may be related to repairing podocyte injure,rehibitting podocyte proliferation,reducing excretion of podocytes in urine,upholding skeleton structure of podocyte,up-regulated expression of associated  proteins  molecule ,rehibitting excessive expression of vascular endothelialgrowth factor（VEGF).

 Key woieds  podocyte;traditional Chinese herb medicine

足细胞(podocyte)是肾小球囊内层细胞，附着在肾小球基底膜(GBM)上，它与GBM、肾小球内皮细胞共同构成了肾小球滤过屏障，是具有大小和电荷选择性的分子筛，与肾小球系膜细胞、毛细血管内皮细胞一起维持着肾小球攀的复杂结构^[1]。目前认为足细胞损伤与肾小球微小病变(glomerular minimal changes,MC)、膜性肾病(membranous nephropathy, MN)、局灶节段性肾小球硬化症(focal segmental glomerulosclerosis,FSGS)、糖尿病肾病(diabetic nephropathy ,DN)、IgA肾病（IgAN）等多种肾小球疾病有关。随着对足细胞结构和功能研究的深入，足细胞损伤在肾小球疾病发生发展中的机制受到广泛重视^[2]，我国中医及中西医结合肾脏病工作者就中药及其有效成分对足细胞损伤的防治进行了研究，兹就研究进展综述如下。

1修复足细胞损伤  自上世纪80年代雷公藤用于肾小球疾病的治疗后，雷公藤在多种肾小球疾病，尤其在足细胞病如微小病变、局灶节段性肾小球硬化和膜性肾病患者的治疗中显示了它独特的功效。近年的研究证实足细胞病变是导致这些疾病中大量蛋白尿产生的原因。雷公藤的这些独特疗效说明，除了其多种免疫抑制作用以外，对足细胞的损伤也具有治疗作用。雷公藤甲素对于被动型Heymann肾炎大鼠的足细胞损伤具有治疗作用^[3]。经雷公藤甲素治疗后，足细胞的足突损伤比对照组明显减轻，足突融合显著改善，足突宽度显著降低。经雷公藤甲素治疗后，足细胞表面Nephrin和Podocin的表达比Heymann肾炎大鼠有明显增加，分布上的异常得到有效纠正。这些结果说明，雷公藤甲素能直接改善和修复足细胞病变^[3]。

Heymann肾炎是由于免疫因素介导足细胞损伤而产生的，因此雷公藤甲素对足细胞的治疗作用尚不能完全排除其免疫抑制活性的影响。雷公藤甲素对嘌呤霉素（PAN）肾病模型的疗效进一步证实了雷公藤甲素对足细胞损伤的治疗作用^[4]。结果表明，雷公藤甲素能明显降低PAN肾病大鼠的尿蛋白，无论是预防性用药还是治疗性用药均可观察到治疗组足细胞足突融合的程度和范围均比肾病大鼠明显减小，这进一步证实雷公藤甲素对足细胞损伤具有确切的治疗作用。

体外实验进一步证实，雷公藤甲素可稳定足细胞的细胞骨架，拮抗PAN对足细胞的损伤^[5]。体外培养的足细胞加入PAN后可观察到细胞足突回缩，F-actin几乎完全解聚，Synaptopodin表达消失，Nephrin和Podocin表达减弱，正常丝状结构消失。经雷公藤甲素预处理后可避免足细胞出现上述损伤。在PAN造成足细胞明显损伤后再加入雷公藤甲素，足细胞骨架蛋白的损伤也得到一定恢复，细胞内重新出现极性分布的微丝，Synaptopodin的表达修复。对雷公藤甲素作用的分子机制的研究表明，它能有效遏制肌球蛋白磷酸酶的一个亚基的磷酸化水平，从而维持足细胞Rho/ROCK通路的活性状态，这些结果初步阐明了雷公藤甲素抑制足细胞损伤、促进足细胞足突恢复的可能分子机制。

2抑制足细胞增殖  肾小球足细胞是一种高度分化的终末细胞，在生理情况下不能增殖^[6]，但在病理条件下，足细胞可因功能失调而恢复到可以增值的状态。它在增殖时会发生表型变化，即可能会失去成熟足细胞的一些特有的分化表型，而重新表达一些未成熟幼稚足细胞的表型。也就是说，足细胞增殖的同时会去分化^[7]。去分化的足细胞失去了成熟足细胞特有的足突结构，造成足突融合，继之与基膜脱离，使基底膜裸露，从而造成球囊粘连、肾小球节段性硬化。陈洪宇等^[8]观察了加减下瘀血汤（黄芪、积雪草、当归、桃仁、制大黄）对脂质诱导下小鼠足细胞增殖的影响，发现中药加减下瘀血汤有明显抑制足细胞增殖的作用。作者推测加减下瘀血汤抑制足细胞增殖的可能机理有：抑制脂质刺激造成的炎症介质，稳定细胞膜，减轻细胞炎症反应；抑制脂质与胞膜脂质受体结合进人胞内，从而减少了脂质毒性损害。

3减少足细胞排泄  与正常大鼠比较，链脲佐菌素(streptozotocin,STZ)诱导的DN大鼠肾组织足细胞明显减少^[9]。DN大鼠尿蛋白排泄的增加与足细胞的减少相伴随。Podocalyxin是肾小球滤过膜负电荷屏障的主要成分，主要由肾脏足细胞和内皮细胞合成^[10]。足细胞表面的Podocalyxin分布通过其所携带电荷之间的排斥作用参与肾小球电荷屏障的形成。Economou等^[11]应用免疫组化分析STZ糖尿病大鼠肾脏，发现podocalyxin的表达较正常对照大鼠肾脏下降了45%。方敬爱等^[12]通过建立STZ的DN大鼠，发现模型组大鼠肾小球基底膜显著增厚，足细胞与正常对照组比较明显减少，肾小球Podocalyxin蛋白表达明显降低，尿液中足细胞排泄增多；而益肾胶囊（由黄芪、当归、芡实、泽泻、红景天等组成）治疗组肾小球基底膜未见明显增宽,足细胞明显增加，肾小球Podocalyxin蛋白表达较模型组明显增加，尿液中足细胞排泄明显减少。认为DN时，podocalyxin表达量下降，足细胞数目减少，进而裂隙膜完整性受到破坏，肾小球滤过电荷屏障减弱,促进蛋白尿的发生,加速了DN进展。而益肾胶囊通过调节podocalyxin蛋白的表达及功能，减轻蛋白尿的产生，进一步减少糖尿病肾病大鼠肾小球和肾间质硬化性损害，从而起到保护肾功能的作用。

4维护足细胞的骨架结构 足细胞细胞骨架对维持足细胞正常的形态有重要的作用,同时也对维持跨膜蛋白和裂孔隔膜的正常位置有重要作用。成熟的足细胞在细胞体和足突中均表达中间丝蛋白vimentin和desmin^[13]，其中desmin只在大鼠肾小球表达， vimentin在足突形成中起必不可少的作用^[14]。desmin作为细胞骨架丝蛋白的一种，以往常作为肌源性细胞的标志，正常情况下肾小球系膜细胞可偶见少量表达，而足细胞无明显表达。当足细胞因各种原因发生损伤时，可大量表达desmin而发生表型转化，其可能原因是足细胞骨架重新排列，因此desmin可作为足细胞损伤的标志^[15]。陈继红等^[16]通过建立阿霉素肾病，研究肾小球上皮细胞足突受到损伤后，细胞骨架蛋白desmin的表达，同时观察应用大黄蛰虫丸进行干预后，大鼠肾小球内desmin蛋白表达的变化。通过电镜观察到，模型组大鼠肾小球滤过屏障外层足细胞足突部分融合，呈带状敷贴在基底膜上,同时24 h尿蛋白排泄显著高于正常对照组；与模型组相比，治疗组大鼠足细胞足突融合和肾小球内desmin蛋白表达均明显减少，尿蛋白显著降低。实验结果提示阿霉素肾病大鼠肾小球足细胞有明显损害，肾小球滤过屏障完整性受损，促使肾脏损害和蛋白尿的发生，大黄蛰虫丸干预以后，下调足细胞desmin的表达，维持足细胞的功能，减少尿蛋白的排出。

5上调相关蛋白分子的表达  足细胞除其特有的解剖结构外，还有一系列足细胞相关蛋白分子，对维持肾小球的滤过功能起重要作用。其中裂孔膜相关蛋白分子，尤其Nephrin- Podocin-CD2AP构成“拉链式”结构，是维持裂孔膜完整性的重要组成部分^[17]。足细胞形态、结构的损伤与蛋白尿的形成密切相关，裂孔膜蛋白分子的丢失是其损伤的重要原因。陈姝君等^[18]通过建立DN大鼠模型发现，DN大鼠早期即可见尿白蛋白排泄明显增加，足细胞轻度肿胀、节段融合，足突增宽，局部裂孔膜减少消失，足细胞相关蛋白分子Nephrin、 Podocin表达明显减少。而尿毒清颗粒（大黄、黄芪、茯苓、川芎、丹参、白术、制何首乌、姜半夏、甘草等）不仅能提高DN大鼠肌酐清除率、降低尿白蛋白的排泄、改善肾脏病理、减轻肾小球系膜增生及肾小管病变，而且尿毒清颗粒还可以减轻足细胞病理改变，降低足突宽度，减轻足突融合程度，维持裂孔膜结构，上调Nephrin-、Podocin表达，维持二者在裂孔膜的先行分布，从而延缓和/或减轻糖尿病导致的肾脏损害。

Gagliardini等^[19]发现IgAN的肾组织中足细胞特异蛋白分子Nephrin、Podocin、Podoplaninm表达减少。陈洪宇等^[20]用免疫复合法建立大鼠IgAN模型，通过电镜观察发现肾组织足细胞足突扁平或融合，足细胞胞浆空泡样变，通过免疫组化和RT-PCR检测，模型组大鼠肾组织几乎没有Nephrin表达；而经复方积雪草2号治疗后的大鼠，肾小球系膜区IgA沉积明显减少，计算机图像分析显示足细胞肿胀和足突融合明显改善，Nephrin表达明显增加。作者认为，该药通过改善足细胞蛋白分子Nephrin的表达，保护Nephrin的结构及分布，从而达到稳定肾小球基底膜裂隙膜孔径屏障和电荷屏障，保护足突形态及功能，减少尿蛋白，延缓肾硬化的目的。

研究表明^[21]，CD2相关蛋白(CD2-associated protein,CD2AP)正常表达对于维持足细胞的形态与功能是必要的。CD2AP在肾小球主要表达于足细胞，但分布不均且无固定位置。它主要是与裂孔隔膜上一些特殊蛋白如nephrin相互作用以维持足细胞正常的形态功能。林丽等^[22]研究发现，CD2AP在阿霉素肾病模型大鼠中肾小球足细胞的表达明显下调，蟾蜍及蟾蜍加强的松干预后其表达有所上调，同时其蛋白尿亦明显减少。研究认为，CD2AP对于足突裂孔隔膜形态功能的维持有着重要作用，蟾蜍作为民间验方有使肾病模型大鼠CD2AP上调的作用，这可能是其治疗肾病综合症的机理之一。

6抑制血管内皮生长因子(vascular endothelialgrowth factor，VEGF)的过度表达 VEGF是一种二聚体糖蛋白。 在肾脏主要由足细胞产生^[23]，有增加血管通透性、促进内皮细胞增生和血管形成等作用。在肾小球内皮细胞表面有相应的VEGF受体^[24]。肾小球足细胞和内皮细胞是构成滤过膜的重要成分，VEGF能减少肾小球基底膜阴离子数而影响电荷屏障，并通过影响肾小球内皮细胞而调节滤过膜机械屏障，因而VEGF被认为是调节肾小球通透性的重要因子。近年来研究发现^[25]，VEGF的异常分泌增加将导致肾小球滤过膜通透性增加 ，促进蛋白尿形成。

覃志成等^[26]用 IgA肾病患者的高IgA血清刺激小鼠足细胞，用复方积雪草含药血清进行干预，并以强的松龙作为阳性对照，运用 RT?PcR方法检测足细胞 VEGFmRNA表达的变化,结果高IgA血清刺激可以使小鼠足细胞VEGFmRNA表达明显升高(P<0．001)，强的松龙和复方积雪草的干预均能明显降低小鼠足细胞VEGFmRNA的高表达(与空白对照组相比，分别 P<0．01,P<0．o5)。表明复方积雪草可能通过抑制 VEGF的表达而减轻IgA肾病患者的高IgA血清造成的肾损伤。足细胞表达的VEGFmRNA。由此认为复方积雪草抑制足细胞在病变状态下过多的表达可能是其减低蛋白尿的一个机理，同时由于其可以保护足细胞，减轻足细胞损伤所引起的一些细胞外基质生成 因子分泌，而减轻了肾脏的硬化。

结语　肾小球疾病过程中的许多因素都可能导致足细胞结构和功能的改变,启动肾小球硬化并慢性进展直至终末期肾病。中药及其有效成分在修复足细胞损伤、抑制足细胞增殖、减少足细胞排泄、维护足细胞的骨架结构、上调相关蛋白分子的表达、抑制VEGF过度表达等方面起到对足细胞的保护作用。中药及其有效成分对足细胞保护作用机制的研究尚是初步的，随着对足细胞在肾小球疾病过程中的病变作用及其机制的深入了解, 中药及其有效成分防治足细胞损伤的研究必将为肾小球疾病的防治研究开辟新途径。

参考文献

 

1. Kriz W. Evolving role of the podocyte in chronic renal failure.Kidney Blood Pres Ress, 1997,20:180-183.

2. 范青锋。第7届国际足细胞会议概述。中华肾脏病杂志，2008，24（9）：679-680。

3秦卫松，刘志红，曾彩虹，等。雷公藤甲素对肾炎模型足细胞病变的影响.肾脏病与透析肾移植杂志。2007，16(2)：101-109。

4. 郑春霞，刘志红，孙吉平，等.雷公藤甲素对嘌呤霉素模型足细胞病变的影响。肾脏病与透析肾移植杂志。2007，16(2)：110-118。

5.陈朝红，刘志红，孙 骅，等。雷公藤甲素干预足细胞病变的体外观察。肾脏病与透析肾移植杂志，2007，16(2)：119-126。

6.Munder P,Kriz W. Structure and function of podoytes:An update.Anat.Embryol1995;(192)385.

7.Bariety J,Bruneval P,Meyrier A,et al.Podocyte involvement in human immune crescentic glomerulonephritis.Kidney Int,2005,68(3):109.

8.陈洪宇，覃志成，王永钧。加减下瘀血汤对脂质诱导小鼠肾小球足细胞增殖影响的实验研究。中国中医药科技，2006，13（6）：377-379。

9.Mifsud SA,Allen TJ,Bertram JF,et al.Podocyte Foot Process Broadening in Experimental Diabetic nephropathy:Amelioration with Renin-angiotensin Blockade.Diabe-tologia,2001,44(7):878-882.

10.Kerjaschki D,Poezewski H,Dekan G,et al.Identification of a mjor sialoprotein in the flycocalyx of human visceral glomerular epithelial cells. J Clin Invest,1986,78(5):1142-1149.

11. Economou CG,Kitsiou PV,Tzina AK,et al.Enhanced podocalyxin expressing alters the structure of podocyte basal surface.J Cell Sci,2004,117 (Pt15):3281-3294.

12.方敬爱，李玉光。益肾胶囊对糖尿病肾病大鼠足细胞损伤的影响。中国中西医结合肾病杂志，2008，9（1）：14-18.

13.Aoita E, FrankeW W, YamamotoT,etal. Identification of renal podocytes in multipl expecies: higher verteb rates are vimentin positive/lower verteb rates are desmin positive[J].Histochem Cell Biol, 1999, 111(2): 107-115.

14.AgataM, YamaguchiY, ItoK. Lossofmitotic activity and the expression of vimentinin glomerular epithelial cells of developing human kidney[J].AnatEmbrvol. 1993, 187(3): 275-279.

15.Floege J, Alpers CE, Sage EH,et al.Markers of complement-dependent and complement-independent glomerular visceral epithelial cell injury invivo. Expression of antiadhesive proteins and cytoskeletal change[J].Lab Invest, 1992, 67: 486-497。

16. 陈继红，孙　伟，周　栋，等。大黄蛰虫丸对阿霉素肾病大鼠足细胞骨架蛋白desm in影响的实验研究。中成药，2008，30（5）：647-650。

17.Benigni A,Gagliardini E,Tomasoni S,et al.Selective impairment of gene expression and assembly of nephrin in human diabetic nephropathy.Kidney Int,2004,65(6):2193-2200.

18.陈姝君，陈海平，刘奇。尿毒清颗粒对糖尿病大鼠足细胞损伤的保护作用研究。中国中西医结合肾病杂志，2008，9（10）：875-878.

19. Gagliardini E,Benigni A.Targeted down regulation of extracellular nephrin in human IgA nephropathy.Am J Nephrol,2003,23(4):277-286.

20.陈洪宇，王永钧，吴文斌，等。复方积雪草2号对IgA肾病大鼠肾组织电镜形态及nephrin表达的影响。中国中西医结合杂志，2008，9（8）：664-667。

T,Takada T,et al.Podocalyxin on the glomerular epithelial cells is presered well in various glomerular diseases.

21. Kirsch KH,Georgescu MM,Shishido T,et al.The adapter type protein CMS/CD2AP binds to the proto-oncogenic protein c-cb1 through a tyrosine phosphorylation-regulated Src homology 3 domain interaction[J].J Biol Chem,2001,276(7):4 957-4963.

22. 林丽，杨树升，朱黎明，等。蟾蜍干预对大鼠肾病模型CD2AP表达的影响。医学信息，2006，19（5）：837-839。

23.Shulman K，Rosen S，Tognaszi K，et a1．Expression of vascular  permeability factor(VPE／VEGF)is altered in many glomerular diseases．J Am Soe nephrol，1996；7(5)：661 

24. Brown LF，Berse B，Tognazzi K，et a1．Vascular permeability factor mRNA  and protein expression in human kidney．Kidney Int，1992；42(6)：1457

25 金琳，沈汉超，李华 ．Ig,A肾病不同病理类型与血管内皮生长因子的表达．中华现代中西医杂志，2OO5：3(2)：100。

26.覃志成 陈洪字. 复方积雪草对高 IgA血清诱导小鼠肾足细胞表达 VEGF的影响。中国中医药科技， 2OO6，13（5）：307-308.