纤维蛋白原与肾脏疾病

王宏天 综述 郑春霞 审校

·肾脏病基础·

纤维蛋白原与肾脏疾病

王宏天1,2综述 郑春霞2审校

研究表明，纤维蛋白原与凝血、炎症、动脉粥样硬化、心脑血管疾病密切相关。在肾脏疾病中，纤维蛋白原参与了肾小球病变、足细胞损伤及肾小管间质纤维化等。尿纤维蛋白原还可作为早期诊断急性肾损伤的标志物。体外研究发现纤维蛋白原可通过Toll样受体(TLRs)通路介导足细胞释放某些趋化因子和细胞因子。本文主要就纤维蛋白原在肾脏疾病中的作用进展作一总结，为其临床和基础研究奠定基础。

纤维蛋白原 足细胞 纤维化 炎症 急性肾损伤

纤维蛋白原(Fg)是一种主要由肝脏合成的糖蛋白(α2β2γ2)，部分由肺上皮细胞合成。纤维蛋白原参与肾脏疾病、炎症、心脑血管疾病等多种疾病，可与巨噬细胞、成纤维细胞、肾脏足细胞表达的Toll样受体 (TLRs)等不同的受体结合，介导系列的病理生理作用。本文总结纤维蛋白原与肾小球病变、急性肾损伤(AKI)、足细胞损伤、肾小管间质纤维化等疾病的最新研究成果，阐述纤维蛋白原参与肾脏疾病的机制，为进一步研究提供理论依据。

Fg的结构及病理生理作用

结构 Fg包括Aα、Bβ、γ多肽链，每条肽链分别由610、461及411个氨基酸残基构成。Fg的分子量是340 kD，血浆浓度为2～4 g/L，半衰期近4天[1]。Fg的中心结构域称为“E结构域”，末端形成膨大球状结构域称为“D结构域”[2](图1)。

图1 纤维蛋白原的模式图[3]

Fg由三个独立基因编码。编码Aα、Bβ链、γ多肽链的基因分别位于4号染色体的长臂端(4q23-4q32)，长度约为50kb；其中Aα基因有5个外显子，Bβ基因和γ基因均有8个外显子[1]。

生理作用 其重要的生理功能是参与止血。此外，在组织修复、促进伤口愈合、抗感染中亦发挥重要作用[4]。

病理作用

参与炎症 巨噬细胞等炎症细胞和免疫细胞表达TLR4。Fg可结合TLR4等受体调节炎症过程。Fg可以活化核因子κB(NFκB)，介导局部细胞因子的释放。Fg及其降解的E片段等可以促进白细胞溢出血管，到达炎症区域。Fg还可促进巨噬细胞分泌巨噬细胞炎性蛋白1α/1β、单核细胞趋化蛋白1(MCP-1)、白细胞介素6(IL-6)、IL-8、肿瘤坏死因子α(TNF-α)、基质金属蛋白酶1和9[5-8]。在多发性硬化、阿尔茨海默病、类风湿性关节炎、杜氏肌营养不良、结肠炎、癌症中，Fg通过结合整合素受体或细胞间黏附分子1(ICAM-1)等发挥促炎作用[8]。

促细胞增殖 Fg可结合成纤维细胞生长因2和血管内皮细胞生长因子促进内皮细胞增生。Fg及其降解片段X、D可与ICAM-1结合，促进成纤维细胞、T/B淋巴细胞等增殖[9-10]。

调节血管舒缩活动，参与血管疾病 Fg与血管内皮细胞相互作用引起血管舒缩：通过α5β1或αvβ3整合素受体可引起血管的舒张；而通过细胞外调节激酶1或2和释放增多的内皮素1则可引起血管的收缩。不仅如此，Fg还可通过ICAM-1和整合素信号途径影响内皮层的完整性和增强血管壁的通透性。

Fg除与内皮细胞间的作用，其亦与平滑肌细胞、血小板、白细胞协同作用，促进血管动脉粥样硬化的发生发展。Fg可结合血小板表面整合素受体，桥接血小板，促其聚集。循环中的Fg与动脉粥样硬化、心肌梗死和中风具有强相关性。因此Fg是外周动脉疾病、缺血性心、脑血管事件的高危因素[11-16]。另外，Fg的C末端序列可与分布于血管组织的肥大细胞结合，引起脱颗粒反应，释放组胺，导致系统性血压的降低[17]。

此外，在杜氏肌营养不良疾病中，骨骼肌积聚的Fg刺激局部的巨噬细胞释放转化生长因子β(TGF-β),促进成纤维细胞合成细胞外基质,导致纤维化。Ryu等[18]发现，Fg可结合β3整合素或ICAM-1，调控神经元、肺上皮细胞的修复过程。在慢性呼吸道疾病中Fg结合ICAM-1，促进上皮细胞过多分泌黏液。

Fg在足细胞损伤和肾小球疾病中的作用

文献报道Fg参与膜增生性肾小球肾炎(MPGN)、新月体肾炎、糖尿病肾病(DN)、狼疮性肾炎的进展。Fg可通过结合足细胞上的TLRs参与肾脏损害。TLRs最初被发现是机体先天免疫系统的感应器。TLRs的内源性配体大分子物质除了Fg，还有热休克蛋白、透明质酸低聚糖等。

Banas等[19]发现，在体外实验中Fg可通过结合TLR4刺激小鼠足细胞分泌CCL2、CCL7、CXCL1、CXCL5增多；而转染TLR4-siRNA可以抑制这些趋化因子的表达水平。并且在MPGN动物模型发现Fg在肾小球沉积增加。该研究认为Fg可通过内源性配体TLR4参与MPGN进展。

Motojima等[20]亦报道Fg可以通过足细胞TLRs信号通路介导损伤。在CD25转基因NEP小鼠(人CD25分子选择性表达在小鼠的部分足细胞上)模型中，包囊腔中出现Fg等大分子物质，实验表明Fg可结合在病变的CD25+或CD25-的足细胞上。体外实验证实，Fg可刺激小鼠足细胞表达MCP-1、TNF-α、TLR2增多。而利用TLR2 siRNA和(或)TLR4 siRNA或MyD88 siRNA转染后发现，Fg刺激引起的MCP-1mRNA表达上调受到抑制，TLR2mRNA、TLR4mRNA和MyD88mRNA的表达亦被其相应的siRNA抑制。该研究认为Fg可通过TLR4/2-MyD88途径介导足细胞释放细胞因子参与病变进展。

另有研究在新月体肾炎小鼠模型观察到：纤维蛋白(原)通过诱导巨噬细胞的聚集和浸润加重疾病，而通过降低Fg可减小新月体体积、减轻巨噬细胞的浸润和维持肾功能[21]。在2型糖尿病(T2DM)患者，高水平Fg可能是发生DN的危险因素和尿蛋白进展的预测指标[22]。在系统性红斑狼疮患者，Fg在肾小球形成透明血栓，或沉积在基底膜和在“洋葱皮样”病变的小动脉，进而促进肾小球损伤[2]。另有报道，利用安克洛酶特异性降解Fg后，可以减少Fg在小鼠肾脏的沉积和缓解小鼠狼疮性肾炎的进展，改善其生存率[23]。

这些研究的成果表明，Fg可能通过TLRs 信号通路或其他途径加重足细胞的损伤及肾小球病情的进展。这些研究加深了Fg参与肾脏疾病的机制认识。

Fg与AKI

多项研究表明Fg在AKI中的作用具有多样性。Hoffmann等[24]利用急性缺血再灌注模型、顺铂中毒小鼠实验及临床试验证实：尿Fg可以作为早期诊断AKI的敏感标志物,其价值可与N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酶、肾损伤分子1相媲美。在另一项研究中发现，Fg降解产生的生物活性肽段Bβ15-42(28个氨基酸组成)可促进肾小管上皮细胞再生，抑制其凋亡，保护小鼠急性缺血性肾损伤[25]。Bβ15-42肽段亦有保护心肌细胞的作用[26]。

Sörensen等[27]研究发现，在缺血再灌注小鼠模型中循环的Fg在肾脏沉积增多；同时，肾小管上皮细胞亦被诱导表达Fg。体外实验中IL-6可以诱导肾小管上皮细胞表达Fg；但是Fg可抑制肾小管上皮细胞的黏附和迁移。在该小鼠模型中，Fg杂合子小鼠(Fg+/-)的生存状况与野生小鼠相似，但是Fg+/-小鼠早期的肾功能保持得更好。Fg完全缺失(Fg-/-)小鼠的肾功能和生存状况劣于Fg+/-小鼠。Fg完全缺失不利于小鼠肾脏的恢复，而部分减低可以改善肾功能和总体预后。

Fg与肾小管间质纤维化

肾脏纤维化与巨噬细胞等浸润、固有细胞 (肾小管上皮细胞、足细胞、系膜细胞)、效应细胞(成纤维细胞、肌成纤维细胞等)均相关；而且JAK/STAT通路可介导巨噬细胞、肌成纤维细胞和肾小管上皮细胞的病理性活化[28-32]。血浆Fg水平较高与肾功能快速降低有关。血浆Fg水平是CKD 3～4期、终末期肾病(ESRD)患者全因病死率的危险因素[33-35]。

以下两项研究证实Fg参与肾纤维化的进展。Sörensen等[36]研究认为肾间质区Fg的沉积减少可以保护间质和小管；Fg呈剂量依赖性方式直接刺激肾成纤维细胞增殖，这种效应至少由受体TLR2 、TLR4和ICAM-1介导。但是Fg不能诱导成纤维细胞转分化为肌成纤维细胞。该研究证实，间质区沉积的Fg通过与TLR2 、TLR4和ICAM-1结合导致肾间质成纤维细胞增殖、1型胶原蛋白增多、肾小管萎缩和间质区增宽，促进肾纤维化进展。

Craciun等[37]研究发现在肾脏纤维化中产生的IL-6能调控信号传导与转录激活因子3(STAT3)的活化，磷酸化的STAT3结合肾脏的Fgα、β、γ的启动子，从而调控Fgα、β、γ转录。Fg可协同TGF-β1介导成纤维细胞增殖，并能活化TGF-β1/pSMAD2信号通路(图2)，从而导致慢性肾脏病不断进展。而应用安克洛酶降解Fg后可减轻间质纤维化3倍以上。该研究加深了Fg与TGF-β1间相互作用导致肾纤维化的理解。同时安克洛酶特异性降解Fg为肾纤维化的防治开辟了新思路。

图2 纤维蛋白原参与肾纤维化的可能机制[37]IL-6：白细胞介素6；TGF-β1:转化生长因子β1；STAT3：转化激活因子3

小结:Fg通过TLRs和JAK/STAT等信号通路，在肾小球疾病、足细胞损伤和肾小管间质纤维化中发挥了重要作用。尿Fg不仅是肾脏病变的表型之一，而且其进一步加重了肾脏损害。同时有学者证实Fg有助于早期诊断AKI。实验研究发现，安克洛酶降低Fg可减轻肾纤维化病变和改善狼疮性肾炎小鼠生存率，但是尚需临床研究证实。

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(本文编辑 逸 沐)

Fibrinogen and kidney diseases

WANGHongtian1,2,ZHENGChunxia2

1SouthernMedicalUniversity,Guangzhou510515,China

2NationalClinicalResearchCenterofKidneyDiseases,JinlingHospital,NanjingUniversitySchoolofMedicine,Nanjing210016,China

T The fibrinogen is closely related with blood coagulation, inflammation, atherosclerosis, and cardiovascular disease. In the study field of kidney diseases, the increased fibrinogen in kidney tissues participates in the glomerular lesions and tubulointerstitial fibrosis. Urinary fibrinogen could be used as an early diagnostic marker for acute kidney injury (AKI). In vitro, fibrinogen may induce podocyte through TLRs pathway to secrete some chemokines and cytokines. This paper will summarize the latest research progresses, in order to expand the understanding about pathomechanism of the fibrinogen in nephropathy, and provide theoretical basis for deeper study in kidney diseases.

fibrinogen podocyte fibrosis inflammation acute kidney injury

10.3969/cndt.j.issn.1006-298X.2016.05.014

1南方医科大学(广州，510515)；2南京军区南京总医院肾脏科 国家肾脏疾病临床医学研究中心 全军肾脏病研究所

2016-08-18