Nampt与糖尿病肾病炎症-纤维化关系的研究进展

王 平,陈 叶 综述,冯乐平 审校

(桂林医学院：1.基础医学院；2.生物技术学院 541004)

·综 述·

Nampt与糖尿病肾病炎症-纤维化关系的研究进展

王 平1,陈 叶1综述,冯乐平2审校

(桂林医学院：1.基础医学院；2.生物技术学院 541004)

尼克酰胺磷酸核糖转移酶；糖尿病肾病；炎症；作用机制

作为糖尿病最严重的微血管并发症之一，糖尿病肾病(diabetic nephropathy,DN)大约可累及约40%的糖尿病患者[1]。糖尿病患者发生肾脏损害时，会出现持续性蛋白尿，病情日趋严重，继而发展至终末期肾衰竭，是糖尿病患者死亡的危险因素之一，严重威胁人类健康。DN的发病机制复杂多样，包括糖脂代谢紊乱、氧化应激、炎性反应、细胞因子、血管损伤、免疫反应、遗传特点等，但肾脏的炎症-纤维化是其最终归宿。研究证明，DN肾脏炎症-纤维化过程与尼克酰胺磷酸核糖转移酶(nicotinamide phosphoribosy ltransferase，Nampt)密切相关。

人类Nampt是作为细胞因子前B细胞克隆增强因子(pre-B cell colony-enhancing factor，PBEF)于1994年被首次发现的[2]。在哺乳动物细胞中,Nampt是尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine dinucleotide，NAD)生物合成的限速酶。Nampt还作为一种具有类胰岛素作用的脂肪因子而被命名为内脏脂肪素。后来小鼠和人类基因组命名委员会规定，将Nampt作为该蛋白质的官方统一名称。Nampt广泛表达于机体各组织和器官中，如骨髓、肝脏、肌肉、心、脑、肺、肾、脾、子宫、胎膜、淋巴细胞、巨噬细胞等，本文就Nampt在DN炎症-纤维化发病机制中的作用进行综述。

1 Nampt与葡萄糖转运蛋白-1(GLUT-1)

Nampt可降低血糖并具有类胰岛素作用。Nampt还可以通过促进细胞膜上GLUT-1的表达和易位，从而介导葡萄糖的胞内转运过程[3]。有研究发现STF-31样小分子探针可抑制GLUT-1的转运，而这种作用与Nampt的抑制剂密切相关。Sun等[4]发现系膜细胞上GLUT-1的表达量与细胞外糖浓度呈正相关，当GLUT-1的表达量增加时，进一步促进机体糖代谢紊乱，细胞通透性改变以及细胞外基质(ECM)积聚，导致糖尿病肾小球硬化的发展。田华等[5]对姜黄素改善DN的研究中发现，通过抑制GLUT-1的蛋白表达可以延缓DN的发生，与前者的研究一致。

2 Nampt与氧化应激

氧化应激时机体会产生大量的活性氧簇(reactive oxygen species,ROS)，如O2-、OH和H2O2、HOCL等，正常的氧化还原动态失衡，抗氧化能力减弱，形成一种超负荷的应激状态。研究发现[6]，糖尿病患者血浆中体内氧化应激的终末氧化蛋白产物(AOPP)、晚期糖基化终产物(AGEs)、过氧化脂质(LPO)等水平明显升高，表明2型糖尿病患者机体处于明显的氧化应激失衡状态。DN时氧化应激亦同样存在，郑斌等[7]检测DN患者血清中Nampt水平时发现，Nampt与脂质过氧化代谢产物(MDA)水平成正比，与抗氧化酶SOD水平成反比,提示DN患者血清Nampt水平与体内氧化应激密切相关。还有研究发现，2型糖尿病肾病间歇性透析治疗患者的Nampt和晚期糖化终末产物(esRAGE)相关，而esRAGE的积累与机体内氧化应激程度呈正相关。

氧化应激可以通过影响胰岛素受体底物的磷酸化，减少葡萄糖转运等多种途径导致胰岛素抵抗的发生，此时Nampt分泌水平上升，增加胰岛素的敏感性[8-9]，Nampt又通过促进肝脏胰岛素受体、胰岛素受体底物1,2-酪氨酸残基的磷酸化导致PKC的激活，PKC可作用于NAD(P)H氧化酶，使细胞内ROS生成增加，加重氧化应激[7]。当PKC抑制剂LY333531作用于机体时,可以通过改善氧化应激途径来保护肾脏病变[10]。综上所述，Nampt与氧化应激的相互作用在DN的发生、发展过程中起着关键性的作用。

3 Nampt与炎症因子

糖尿病患者存在着慢性炎症，炎症因子在2型糖尿病患者肾衰竭的形成中起媒介作用[11]。作为炎性反应急性时相蛋白中最敏感的指标，高敏C-反应蛋白(hs-CRP)水平在2型糖尿病患者血清中明显增高的CRP通过炎性反应参与了其并发症的发生、发展,并提出低度血管炎症学说。研究表明[12]，血浆Nampt浓度与hs-CRP呈正相关。Hinder等[13]发现在人脐静脉内皮细胞(HUVEC)，Nampt作为一种促炎症脂肪因子，促进单核细胞趋化因子-1(MCP-1)和细胞间黏附分子-1(ICAM-1)蛋白的表达。另外，重组Nampt能诱导CD14+单核细胞产生白细胞介素-1β(IL-1β)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和白细胞介素-6(IL-6)等炎性因子，增加共刺激分子CD54、CD40和CD80的表面表达[14]，说明Nampt水平可能反映亚临床炎性反应状态[15]。还有研究发现胞外Nampt可激活核因子-κB(NF-κB)，引起诱导型一氧化氮合酶表达上调并促进炎性反应[16]。以上均提示Nampt在糖尿病病程中通过促进炎性反应，加速了DN炎症-纤维化过程。

4 Nampt与细胞因子

研究表明，Nampt能够上调血管内皮生长因子(VEGF)和其受体(VEGFR)以及MCP-1的分泌，引起内皮细胞增殖，改变血管通透性。Nampt还能增加炎性细胞因子，如TNF-α、IL-1β、IL-16、TGF-β1和趋化因子受体CCR3的表达，促进机体炎性反应的发生。同时，TGF-β1又可剂量和时间依赖性调控GLUT-1的表达[17]。在DN中，Nampt与这些细胞因子之间相互作用，相互影响，共同促进肾脏炎症-纤维化。有学者在糖尿病小鼠肢体缺血模型中发现，血小板衍生生长因子(PDGF-C)及其受体(PDGFR)的表达水平升高，并且与糖尿病血管受损程度密切相关。在高糖和抗PDGF-BB中和抗体存在的条件下，体外人类间质细胞中的TGF-β1表达下调，从而调节人类间质细胞增殖和肾小球系膜基质的产生。PDGF还能够上调VEGF的表达，间接介导血管生成，在DN的发生和发展过程中扮演重要角色，但到目前为止，关于PDGF与Nampt之间的直接联系有待进一步研究。

5 Nampt与血管内皮功能障碍

当内皮细胞功能发生紊乱时，血管内活性物质失衡，可造成血管壁的破坏和损伤，与DN的发生、发展密切相关。在慢性肾病患者中，Nampt水平与内皮功能紊乱呈密切负相关，血清Nampt水平可作为慢性肾脏病血管内皮功能紊乱的一个非传统的、重要的生物标志物[18]。Kim等[19]在实验中发现Nampt可通过诱导STAT3中酪氨酸磷酸化，增加其核移位及DNA结合活性，进而上调内皮细胞IL-6表达。Nampt还能上调内皮细胞IL-8、E-选择素的分泌及ICAM-1、VCAM-1的表达，导致血管内皮功能障碍。此外，血清Nampt水平升高，可以增加脂肪细胞中三酰甘油含量，促进脂肪组织分化成熟，导致肥胖，肥胖可导致血管内皮细胞胰岛素抵抗和血管内皮细胞损伤，引起内皮细胞功能障碍[20]。

另一方面，Nampt外源性脂素通过激活NMN介导的细胞外信号调节激酶(ERK 1/2)和p38信号转导途径，并以剂量和时间依赖性地促进血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cell,VSMC)的增殖。Adya等[21]在人脐静脉内皮细胞发现Nampt通过MAPK/PI3K-Akt和Erk1/2信号通路上调VEGF和基质金属蛋白酶(MMPs)的基因表达,下调基质金属蛋白酶组织抑制因子(TIMP-1和TIMP-2)的表达，从而促进内皮细胞增殖。Namp还可以通过刺激氧化氮合酶eNOS在内皮细胞上的表达，从而减弱内皮细胞功能紊乱，维持内皮细胞正常功能，促进新生血管形成，其机制可能与非受体酪氨酸激酶(Src)介导的上游信号转导级联反应有关，从而活化Akt和MAP激酶[22]。当内皮细胞过表达Nampt蛋白后，其对衰老、高糖等因素所致氧化应激的抵抗增强，最终促进内皮细胞的增殖[23]。

6 Nampt与肾素血管紧张素醛固酮系统(renin-angiotensin-aldosterone system，RAAS)

DN的发病机制与肾素血管紧张素系统的活性有关,AngⅡ是机体肾素血管紧张素系统发挥调节效应的主要血管活性物质。Loeffler等[24]研究表明糖尿病时肾脏局部的AngⅡ活性增高，活性增高的AngⅡ可诱导TGF-β1、MCP-1、PAI-1等的表达,促进肾小管间质纤维化，损伤肾小球滤过功能，增加细胞外基质的合成。Romero等[25]发现在糖尿病小鼠足细胞中，AngⅡ可通过上调甲状旁腺激素相关蛋白(PTHrP)的表达，诱导TGF-β1和p27(Kip1)的产生。AngⅡ还可促进巨噬细胞、血管平滑肌细胞、肾系膜细胞表达分泌TNF-α、IL-6等细胞因子，这些细胞因子均可刺激Nampt分泌增加。王学智等[26]研究发现，DN患者血清Nampt水平和血浆血管紧张素水平呈明显正相关，且与尿清蛋白排泄率(UAER)成正比。给予血管紧张素转换酶抑制剂奎那普利治疗2周后，患者Nampt水平较治疗前明显降低。另外，AngⅡ是血管收缩剂，AngⅡ水平升高通过减少肌肉组织等胰岛素靶器官的血流量，抑制胰岛素与受体的结合，降低胰岛素的生物活性，促进机体胰岛素抵抗,从而增加Nampt的分泌[27]。在脂肪组织，AngⅡ收缩血管使其血流减少，脂肪组织缺血、缺氧也促进Nampt合成分泌增多[28]。Nampt与RASS可以通过上述多种相互作用途径共同促进DN炎症-纤维化。

Nampt的生物学活性具有复杂的多样性，到目前为止,Nampt可作用于底物尼克酞胺，并将其转变为尼克酰胺腺嘌呤单核苷酸(nicotinamide mononucleotide,NMN)，然后NMN在尼克酰胺腺嘌呤单核苷酸腺苷酰基转移酶的作用下生成NAD[29]，NAD是机体氧化还原反应中的一个重要的辅酶，参与多种代谢反应，具有广泛的生物学意义；Nampt作为内脏脂肪素，具有类胰岛素作用，通过多种途径调节机体内糖脂代谢，同时还可以调节多种细胞因子的生长、增殖和分化；Nampt作为细胞因子前B细胞克隆增强因子(PBEF)还可以刺激多种炎症因子的释放，参与机体炎性反应和代谢紊乱，在一定程度上与胰岛素抵抗有关。基于以上多种生物学效应，多数学者认为，Nampt对2型糖尿病及肾脏疾病的发生发展起很大作用。至于是损伤起主导作用还是保护起主导作用，以及明确的作用机制，目前尚未得出一致结果。因此深入研究Nampt介导的细胞信号通路，探讨其与2型糖尿病肾病的关系，为DN的预防和治疗提供理论依据，从而有望寻找到一种新的治疗方法，为未来2型糖尿病肾脏病变的治疗提供新的方向。

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王平(1987-)，硕士研究生，主要从事糖尿病及其并发症方面的研究。

:10.3969/j.issn.1671-8348.2015.15.046

R587.2

A

1671-8348(2015)15-2136-04

2014-09-28

2015-02-17)