CD2AP、CXCL16、FcRn在特发性膜性肾病足细胞损伤中的研究进展

赵思宇(综述)，王 琳(审校)

(1.上海中医药大学，上海 200032； 2.上海中医药大学附属龙华医院肾内科，上海 200032)

特发性膜性肾病(idiopathic membranous nephropathy，IMN)是由免疫介导的,最为常见的导致成人肾病综合征的原发性肾小球疾病[1]，临床上表现为肾病综合征或大量蛋白尿。肾小球脏层上皮细胞下免疫复合物弥漫性沉积，钉突形成为其典型的病理表现[2]。目前研究认为，IMN的发生与足细胞密切相关，IMN系针对足细胞膜抗原成分、由抗体介导的、补体参与的器官特异性自身免疫性疾病[3]。其上皮下免疫复合物沉积导致的补体活化、足细胞损伤导致了IMN大量蛋白尿的产生。

1 足细胞的生理学特点

足细胞作为高度分化的终末细胞，位于肾小球基膜(glomerular basement membrane,GBM)的最外层，连同GBM和毛细血管内皮一起构成肾小球血液滤过屏障。各种病理改变都能导致足细胞凋亡或从GBM上脱落，使足细胞数目减少或密度降低，进一步导致肾小球滤过屏障的选择性通透功能进行性损害，导致大量蛋白尿。足细胞几乎没有增殖能力，当足细胞丢失>40%,球囊黏连显著增加，会导致小球硬化增加，持续大量蛋白尿，肾功能异常。足细胞具有复杂而独特的结构，特殊的结构决定了其特殊的功能：不仅作为蛋白滤过的电荷屏障和分子屏障，维持肾小球毛细血管襻的空间结构，发挥抵抗肾小球内压力的作用,而且能够合成分泌内皮生长因子，维持肾小球内皮细胞和GBM的功能完整性[4]。足细胞从形态学上分为细胞体、主突和足突三部分[5]。足突从功能上可分为三个膜性结构域：顶膜区、裂孔膜和基膜区。相邻足突由裂孔膜连接，结构和功能均与足突肌动蛋白细胞骨架相关[6]。不同的功能区表达不同的功能蛋白，有构成裂孔膜复合体的肾上腺素蛋白、足细胞跨膜蛋白、CD2相关蛋白(CD2associated protein，CD2AP)等；有组成电荷屏障的顶膜区主要分子足细胞标记蛋白；位于基膜区，连接足细胞与GBM的α2β1整合素、肌营养不良蛋白聚糖。此外，足细胞还表达足细胞骨架肌动蛋白交联蛋白α辅肌动蛋白4以及被认为是成熟足细胞表型重要标志的足细胞标志物。足细胞表达的特异性蛋白分子和所具有的肌动蛋白为主的细胞骨架系统维持着足细胞的特殊结构。足突之间的裂孔膜是肾小球滤过的最后一道屏障。裂孔膜复合体参与足细胞正常功能的信号转导，是维持肾小球正常滤过的关键。

2 足细胞参与IMN发病的免疫学机制

大多数观点认为，足细胞的激活与损伤是IMN发生、发展的关键：抗原物质刺激机体产生抗体，形成抗原抗体复合物，沉积于肾小球脏层上皮细胞下，从而激活补体，形成膜攻击复合物C5b-9，C5b-9作为足细胞的刺激剂，通过诱导足细胞内产生活性氧类、DNA损伤、炎性介质等导致足细胞骨架蛋白破坏，插入细胞膜使其通透性增加，激活一系列转导通路，诱导细胞因子的生成、连接基膜与肾小球上皮细胞黏附分子功能的改变，刺激足细胞产生细胞外基质，导致GBM弥漫性增厚，使肾小球滤过膜出现缺陷。此外，C5b-9可以解离足细胞相关蛋白复合体的结构，使足突融合，足细胞骨架结构塌陷，破坏肾小球滤过屏障的完整性，临床上出现大量蛋白尿[7]。

在IMN发病过程中，足细胞膜蛋白具有重要的作用，可以产生抗足细胞抗体，形成免疫复合物而致病，目前发现的足细胞靶抗原主要有中性肽链内切酶[8]、抗M型磷脂酶A2受体[9]、醛糖还原酶、超氧化物歧化酶2[10]、α-烯醇酶[11]。在原位免疫复合物介导的足细胞损伤过程中，B淋巴细胞识别和抗原呈递，合成以及分泌抗体，大多数抗原物质刺激B细胞形成抗体的过程中，需要T淋巴细胞的辅助，辅助性T细胞上调原位免疫复合物在基膜的沉积[12]，而调节性T细胞则能减轻免疫复合物介导的足细胞损伤[13]。此外，在分子生物学、遗传基因学角度对IMN发病机制的研究也取得了一定的进展，但仍未明确。

3 CD2AP、CXC趋化因子配体16、新生儿Fc受体参与的足细胞损伤的研究进展

3.1CD2AP 裂孔膜作为足突间的黏附复合体，是肾小球滤过屏障的结构基础，传递和维持着足细胞间正常的生理功能信号。裂孔膜由多种蛋白物质构成，结构复杂，某种蛋白分布或表达的异常都可能导致足突融合或足细胞脱落,出现蛋白尿。CD2AP组成性表达于正常足细胞，且受足细胞分化状态的影响，在足细胞分化过程中发挥重要作用，被认为是维持肾小球滤过功能，与大量蛋白尿密切相关的足细胞分子[14]。CD2AP是位于细胞质、细胞膜边缘的多功能衔接分子，在细胞骨架重塑、细胞生存及内吞过程中起作用。作为重要的胞内接头蛋白，CD2AP与细胞骨架相连,参与裂孔膜的组成，对维持裂孔膜的结构和功能性具有重要的作用，并且介导转化生长因子β的足细胞凋亡效应。CD2AP和肾上腺素蛋白以及足细胞跨膜蛋白相互作用，充当将裂孔膜蛋白固定在足细胞肌动蛋白细胞骨架的作用，且三者在维持滤过膜正常滤过功能上缺一不可，仅一种成分的改变即可导致蛋白尿的发生。因此，CD2AP的低表达会引起细胞骨架的断裂,参与足细胞凋亡[15]。此外，CD2AP与肾上腺素蛋白、足细胞跨膜蛋白结合参与信号转导，CD2AP可以与富含脯氨酸序列的细胞骨架分子相互作用，参与肾上腺素蛋白介导的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶信号通路，并且通过增加苏氨酸蛋白激酶的活性抑制足细胞的凋亡，表明肾上腺素蛋白-CD2AP-足细胞跨膜蛋白复合体可以作为足细胞抗凋亡信号的重要环节[16]。研究表明，CD2AP基因剔除的小鼠足细胞凋亡增加，是肾小球足细胞损伤的一个早期重要指标[17]。再者，CD2AP影响着足细胞内质网应激和细胞凋亡[18]。既往研究发现，先天性CD2AP基因突变或缺失小鼠会出现足细胞损伤或大量蛋白尿[19]。

CD2AP属于免疫球蛋白超家族的跨膜蛋白，是T淋巴细胞表面抗原CD2和抗原呈递细胞结合的重要分子，广泛地存在和表达于足细胞与其他组织中。CD2AP是T淋巴细胞与抗原呈递细胞结合的重要分子，表达于T淋巴细胞及自然杀伤细胞的表面[20]。作为一个免疫分子，CD2AP具有双向的免疫辅助功能，在早期的抗原呈递过程中，CD2AP通过稳定免疫突触结构起到促进抗原识别和呈递的作用，在T细胞激活后，通过促进T细胞表面抗原识别受体的降解，起到避免过度免疫、防止T细胞死亡的作用，CD2AP免疫功能异常可引起蛋白尿和肾小球疾病。CD2AP参与足细胞对免疫复合物的降解，其表达异常介导了足细胞清除功能下降在肾小球免疫损伤中的始动作用。

3.2CXC趋化因子配体16 趋化因子属于细胞因子，通过发挥趋化作用募集免疫细胞到达免疫应答部位，参与了炎性反应以及免疫应答的过程。免疫反应的发生主要表现在持续激活的原位免疫细胞与介导循环免疫细胞的局部浸润，以此缓解与清除炎性刺激因子，趋化因子就是一种具有化学吸引能力的细胞因子，能介导炎性细胞向炎症灶的浸润。目前所发现的趋化因子主要属于CXC类和CC类，CXC趋化因子配体16(CXCL chemokine ligand 16，CXCL16)是趋化因子家族的新成员，不仅在T细胞区有所表达，而且也存在于胸腺髓质中，正常肾组织内皮细胞、足细胞和系膜细胞均有表达。CXCL16具有趋化活化的外周血T淋巴细胞的作用，将T细胞引至炎症部位。CXCL16以跨膜型和可溶型两种形式存在。跨膜型在细胞表面以跨膜结合的形式存在，作为细胞表面的黏附分子的同时发挥清道夫受体的生物学作用。膜结合CXCL16在抗原呈递细胞，如单核细胞、巨噬细胞、B细胞、树突状细胞中表达，当其表达于树突状细胞表面时，则作为黏附分子发挥生物学作用，与其他的黏附分子相互协同，介导细胞与T细胞以及NKT(一群细胞表面既有T细胞受体TCR，又有NK细胞受体的特殊T细胞亚群)细胞的黏附[21]。膜结合型的CXCL16具有清道夫受体的生物作用，主要是将磷脂酰丝氨酸和氧化脂蛋白相结合。可溶型CXCL16由细胞膜上的ADAM10切割巨噬细胞和树突状细胞上的膜结合型CXCL16后分泌产生，发挥趋化作用，趋化表达CXCL16受体的免疫细胞，如B淋巴细胞、骨髓浆细胞、T淋巴细胞，参与募集免疫细胞向炎症部位迁移。可溶性CXCL16具有的迁徙作用在肾小球浸润中表现明显，研究表明，通过阻断急性炎症期或者肾炎进展阶段的CXCL16，可以抑制单核/巨噬细胞的浸润以此来减轻肾小球的损伤，从而降低尿蛋白的产生[22]。此外，膜结合型的CXCL16可以在一定情况下转变为具有趋化活性的可溶性CXCL16，在解整合素样金属蛋白酶(ADAM10或ADAM17)的剪切作用下，招募表达趋化因子受体6的活化T细胞核NKT细胞等[23]。目前，在已知的趋化因子受体中，CXCL16的唯一受体是趋化因子受体6，主要分布在Th1，尤其是炎症组织部位。在自然杀伤细胞核激活的CD4+和CD8+T细胞中也有部分表达。CXCL16/趋化因子受体6在T细胞迁徙中起重要作用。

CXCL16在肾脏疾病发病和病情进展中可能扮演了重要的作用，参与肾脏疾病的炎性反应，其作用可能是介导氧化低密度脂蛋白(oxidized low-density lipoprotein,oxLDL)的摄取与脂质细胞毒性，趋化炎性细胞对组织的浸润。足细胞在促炎因子的刺激下过多地表达CXCL16，可溶性CXCL16发挥趋化作用，参与炎症和免疫反应，而跨膜型CXCL16则清除对肾脏有害的物质oxLDL，保护肾脏。因此，若足细胞表达CXCL16异常，则可能由于免疫炎性反应过度或者oxLDL的蓄积引起肾脏损伤。作为一种自身免疫性疾病，膜性肾病的发病机制以免疫复合物沉积、补体激活和足细胞的损伤为主要特征。研究发现，膜性肾病患者肾小球中CXCL16和oxLDL表达均显著增加，且两者水平升高一致[24]。炎性因子干扰素γ是CXCL16最强的刺激因子，可上调CXCL16 mRNA、可溶方性形式、跨膜形式以及细胞总体表达水平，促进足细胞受损。

3.3新生儿Fc受体 局部清除作用是足细胞重要的生理功能之一，具有重要的生理和病理意义。这种清除功能主要包括对免疫复合物的主动清除以及对局部免疫蛋白分子的处理。足细胞清除功能的异常很可能导致肾小球内免疫复合物的聚集，促进各种肾小球疾病的发生和发展。新生儿Fc受体(neonatal Fc receptor,FcRn)在人体多种组织器官中表达，是免疫球蛋白G(IgG)和白蛋白的转运受体，FcRn在这些表达部位起着IgG转运的作用[25]。人类肾小球足细胞内和近端肾小管上皮细胞刷状缘也表达FcRn。在生理状态下，大鼠足细胞表达的FcRn通过结合转运IgG，具有清除肾小球滤过中沉积的少量IgG功能。免疫复合物可以与免疫系统细胞表面表达的IgG Fc段的受体(FcγR)相结合，从而激发一系列调节和效应因子。由此可见，免疫复合物沉积介导的肾小球肾炎的发生可能与FcRn功能异常有关。研究发现，FcRn缺陷的小鼠对肾小球损伤因素(如蛋白负荷)的易患性增加，而且小鼠清除肾小球中IgG的能力下降，并且随着时间的延长，IgG在肾小球处的蓄积较正常小鼠显著增多[26]。在膜性肾病中，IgG沉积在毛细血管壁与足细胞之间，体外实验中，观察到可溶性的聚合IgG以及Fc段可以结合到足细胞表面，说明足细胞IgG受体的存在。目前已经明确，足细胞表面能与IgG免疫球蛋白结合的受体为FcRn。

4 结 语

足细胞作为肾脏固有细胞之一，参与了多种肾脏疾病的发生和发展。在IMN的发病过程中，足细胞免疫损伤以及结构的改变导致大量蛋白尿的临床表现。CD2AP、CXCL16、FcRn都在降解及清除免疫复合物方面具有重要的作用。一方面，CD2AP作为裂孔膜的结构基础，与足细胞跨膜蛋白、肾上腺素蛋白参与信号转导，另一方面，则发挥双重免疫的作用，早期参与抗原的识别及递呈，晚期则避免过度免疫，参与足细胞对免疫复合物的降解。CXCL16以可溶型的形式将免疫细胞募集到炎症部位，以跨膜型的方式，通过介导oxLDL达到清除免疫复合物的目的。FcRn作为IgG的转运受体同时也发挥着清除免疫复合物的作用。目前有关IMN发病机制、临床治疗策略及新药研究等方面的研究受到广泛地关注与重视。深入研究上述因子的结构和功能变化，有助于揭示IMN足细胞损伤的发生机制，为临床治疗探寻新的途径和作用靶点。

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