肾纤维化和肾成纤维细胞的起源

倪芳颖，邵耀明

（江苏省无锡市人民医院医学检验科，江苏无锡 214023）

许多研究表明，肾小管间质病变程度（尤其是纤维化）比肾小球病变和肾功能与肾疾病更相关。肾活检中肾小管间质的损害程度，对于患者肾脏预后具有重要意义。肾小管间质纤维化的特点是细胞外基质成分累积，包括Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ型胶原，糖蛋白和纤维连接蛋白。近年来，关于肾脏基质的细胞来源有许多争议，目前认为有如下几种可能性：①原来的间质成纤维细胞被激活；②来自骨髓的造血干细胞或间质干细胞；③外膜周细胞；④肾小管上皮细胞的上皮间质转化（EMT）。本文就最近研究阐明的肾脏基质细胞的可能起源进行综述，并从临床角度说明其重要性。

多数学者原来普遍认为间质成纤维细胞是细胞外基质的唯一来源。1867年，Cohnheim发表了关于炎症机制的经典文章，其中说明了成纤维细胞（当时被称为收缩细胞成分）是白细胞的迁移后代。这一理论在一个多世纪内都被广泛地认同，直到Ross等在联体大鼠实验中发现成纤维细胞来源于局部。最近的研究发现，至少有一部分成纤维细胞来源于骨髓，故成纤维干细胞的概念已被普及到骨髓来源。此外，也可能来源于外膜周细胞和肾小管上皮细胞。

1 肌成纤维细胞和非肌成纤维细胞

多数学者认为成纤维细胞在纤维化过程中转换成所谓的肌纤维细胞（由于表达仅限于血管平滑肌细胞中的平滑肌肌动蛋白）。神经生长因子、血小板衍生生长因子-α和血小板衍生生长因子-β受体、CD90、exto-50-核苷酸和成纤维细胞特异性蛋白-1（FSP-1）被认为是肾皮质成纤维细胞的标志[1]。虽然确定这些细胞仍然具有挑战性，但是典型的间充质细胞形态可以加以鉴定。在成纤维细胞转变成肌成纤维细胞的过程中，平滑肌肌动蛋白的表达不是唯一的改变。此外，表型的转变往往被低估，从而使寻找这些细胞变得十分困难。正常和肾脏纤维化成纤维细胞之间的差异在于它们的增殖活性和基质合成的能力[2]。

如上所述，细胞外基质的产生不是只有间质成纤维细胞参与。许多研究证实，间质内有骨髓细胞存在[3]和骨髓细胞可以EMT为肾小管上皮细胞[4]。利用转基因标记成纤维细胞和肾小管上皮细胞发现，来自骨髓的成纤维细胞约占正常小鼠肾间质细胞的12%[5]。在这项研究中，有一个进展性肾脏病的实验模型，成纤维细胞在肾间质细胞中所占的比例也没有改变。相反，多达36%的分泌细胞外基质的细胞是来自于肾小管上皮细胞的EMT。EMT是脊椎动物胚胎分散细胞[6]和损伤组织形成成纤维细胞的公认机制[7]。EMT是一个动态的过程，包括上皮细胞标志物减少与间质标志增加，并且在迅速进展的慢性衰竭模型中表现较多。肾小管基底膜完整性的破坏是发生EMT的前提，细胞外基质的组成影响肾小管上皮细胞的分化状态[8]。最近，Yamashita等[9]证实肾祖肾小管上皮细胞可能发生EMT，并认为这些细胞是间质肌纤维细胞的来源。

2 肾成纤维细胞是否是肾脏疾病进展的起源

最近，Faulkner等[10]研究哈布毒液损伤后血管紧张素Ⅱ引起的肾纤维化模型中α-平滑肌肌动蛋白阳性细胞的起源。联合血管紧张素Ⅱ和哈布毒液注射后14d加速了肾纤维化和肾小球硬化模型。利用该模型，Faulkner等基本确定肾小管间质α-平滑肌肌动蛋白表达细胞是局部的来源。通过得克萨斯红葡聚糖标记发现肾小管基底膜的完整性没有被破坏，近端肾小管上皮细胞也没有进入间质[10]。有趣的是，α-平滑肌肌动蛋白阳性的肌纤维细胞在血管周围早期即扩大。Wiggins等在抗肾小球基底膜抗体引起的肾炎和肾小球周区域也有相同的发现。这是否意味着在血管紧张素Ⅱ/哈布毒液模型中激活间质成纤维细胞是肌纤维细胞的唯一来源呢？事实并不是这样。首先，正如有学者所认为EMT的可能仍然存在，因为他们的重点是排除肾小管上皮细胞是EMT的来源，但是EMT也可以发生在远端肾小管上皮细胞。第二，骨髓来源的造血干细胞或间质干细胞的浸润没有被排除，仍然存在可能性。第三，如前所述，仅利用α-平滑肌肌动蛋白的表达作为基质分泌细胞的标志是不能代表所有这些细胞的。Okada等[11]在多囊肾病小鼠模型中也发现相同的问题存在。最后，笔者推测基质分泌细胞来源可能根据不同的模型是会变化的。

3 治疗的影响

对于以上结果，现在还不能被临床医生所用，但它们在临床抗纤维化治疗中的重要性很快会被证明。基质分泌细胞的来源根据潜在疾病和（或）肾纤维化的进程可能不同。基质分泌细胞的主要来源可能有治疗意义。例如，间质成纤维细胞是转基因的首要目标[5]。另一方面，成纤维细胞的增殖和刺激在某些慢性肾脏疾病如UUO模型中不是十分重要。UUO模型以及肾毒性血清肾炎模型都是通过EMT激活成纤维细胞。用骨形成蛋白（BMP）-7或抑制肝细胞生长因子阻断EMT能抑制进展，以及在应用BMP-7的情况下，甚至可以还原这些模型中的基质沉积[12]。相反，骨形态发生蛋白-7在没有或很少EMT如超载蛋白尿模型中其抗纤维化就会减弱或没有[13]；但是关于人类的细胞来源，激活成纤维细胞形成是一个刚刚开始研究的领域。因此，如何将实验模型收集到的信息应用于临床研究将是非常有趣的。

4 结论

肾成纤维细胞仍然是一个谜，缺乏明确的标志阻碍了这些细胞在体内的研究。同时缺乏标志表明这些细胞的异质性。表达α-平滑肌肌动蛋白的肌纤维细胞可能只是基质分泌细胞的一种被激活的成纤维细胞。这些细胞可能源于已存在的间质细胞、间质和（或）造血干细胞、膜周细胞和EMT过程。这些细胞元素的作用在不同的进展性肾病中可能会有所不同。更有趣的是，这可能有治疗意义。然而同时必须强调的是，几乎所有这些数据都来自对动物模型的研究，对人类肾脏纤维化的意义还有待确定。

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