血管紧张素Ⅱ在肾间质纤维化中的作用机制

程欢++陈星华+丁国华

[摘要] 慢性肾脏病进展是多因素的，与肾小球损伤相比，以细胞外基质（ECM）积聚为特征的肾脏间质纤维化更能够反映肾脏疾病的进展。肾素-血管紧张素系统（RAS）的激活是肾间质纤维化的一个关键因素，其中，血管紧张素Ⅱ（AngⅡ）是其主要的促纤维化因子。AngⅡ介导肾间质纤维化依赖于多种机制。通过了解AngⅡ在肾间质纤维化中的作用机制，将为慢性肾脏病提供新的治疗策略。

[关键词] 血管紧张素Ⅱ；肾间质纤维化；转化生长因子β1

[中图分类号] R692.33 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2017）01（b）-0029-04

The mechanism of action for AngiotensinⅡ in renal interstitial fibrosis

CHENG Huan CHEN Xinghua DING Guohua▲

Department of Nephrology， Renmin Hospital of Wuhan University， Hubei Province， Wuhan 430060， China

[Abstract] The cause of progression for chronic kidney disease （CKD） is multifactorial. Renal interstitial fibrosis characterized by the accumulation of extracellular matrix （ECM）， is a better reveal of progression for CKD， compared to glomeruli damage. The activation of the renin-angiotensin system （RAS） is a key factor for renal interstitial fibrosis. Angiotensin Ⅱ （AngⅡ）， the main effector of RAS， is a critical promoter of fibrogenesis， the mechanisms underlying its profibrogenic effects are complex. A better understanding of the effects of AngⅡ for renal interstitial fibrosis， will contribute to developing better strategies for the CKD.

[Key words] Angiotensin Ⅱ； Renal interstitial fibrosis； Transforming growth factor-β1

肾素-血管紧张素系统（RAS）慢性激活参与了肾间质纤维化发生，加剧了慢性肾脏病的进展[1]。肾间质纤维化是慢性肾脏病的特征，主要表现为肾小管的缺失和萎缩，由肌成纤维细胞产生的细胞外基质（ECM）的积聚。RAS阻滞剂也能够通过多种机制发挥抗肾脏纖维化效应。AngⅡ作为RAS的核心成分，是肾脏纤维化发生的关键环节。AngⅡ不仅能够影响肾脏血流动力学，而且通过多种机制调节肾脏细胞生长、炎症和细胞因子产生、细胞外基质积聚与降解，从而加速肾间质纤维化[2]。本文就此做一综述。

1 AngⅡ与AngⅡ受体（ATR）

ATR包括血管紧张素Ⅱ1型受体（AT1R）、血管紧张素Ⅱ2型受体（AT2R）。AngⅡ介导纤维化的功能主要与AT1R有关，AngⅡ诱导的ATIR激活，介导了转化生长因子β1（TGF-β1）、结缔组织生长因子（CTGF）和缺氧诱导因子（HIF-1α）等促纤维化通路。AT2R在胚胎时期的各组织中表达丰富，出生后大多数组织器官AT2R减少或消失。而AT2R发挥的生物学活性多与AT1R相拮抗，且通常后者起主导作用[3]。大量体内外研究证实，ATR拮抗剂能够抑制肾间质纤维化进展[4-5]。也有研究发现，在单侧输尿管梗阻（UUO）模型中，巨噬细胞表面的AT1R通过增强巨噬细胞吞噬能力，或者通过抑制白细胞介素-1（IL-1）活性发挥保护肾脏纤维化作用。给予ATR拮抗剂后，肾间质浸润巨噬细胞减少、巨噬细胞吞噬能力减弱。巨噬细胞表面AT1R缺失后，肾间质纤维化加重[6-7]。因此，AT1R在巨噬细胞表面的抗肾纤维化作用，有望被运用于克服ATR受体拮抗剂类药物副作用和对造血细胞损害的缺陷。

2 AngⅡ与TGF-β1

TGF-β1是一种具有多生物学活性的细胞因子，在调节细胞外基质代谢、参与间质纤维化等方面发挥重要作用。AngⅡ和TGF-β1之间的交互作用多重复杂，是肾间质纤维化的重要环节。AngⅡ可以通过直接调控特异性转录序列激活TGF-β1基因转录[8]，还可以间接通过单核细胞趋化因子蛋白1（MCP1）表达增强，或者通过p38丝裂原活化蛋白激酶（p38MAPK）信号通路激活血小板反应蛋白1（TSP-1）[9]，最终导致TGF-β1表达增多。TGF-β1信号通路的激活是细胞外基质沉积的主要通路。在糖尿病肾病大鼠模型中抗TGF-β1受体与血管经张素转化酶抑制剂（ACEI）联合运用能够缓解间质炎症和Ⅱ型胶原蛋白（COL-Ⅱ）积聚。在肾间质纤维化中，肾小管上皮间质转化（EMT）是肌成纤维细胞来源之一，后者是产生细胞外基质的主要来源[10]。Fan等[11]发现，以TGF-β1刺激大鼠肾小管上皮细胞（NRK52E）后，表现出了细胞肥大、微绒毛消失、细胞伸长等形态学改变，并伴随上皮细胞标志物E-钙黏蛋白（E-cadherin）减少、肌成纤维细胞激活的标志物α平滑肌肌动蛋白（α-SMA）增多等表型改变。TGF-β1是EMT的重要介质，AngⅡ介导EMT也是通过这一介质。TGF-β1/smad信号通路发挥促纤维化作用主要是通过调节下游介质smad2和smad3。smad7在体内外实验中被证实是一种TGF-β的负性调节蛋白。转染或者过表达smad7导致CTGF、纤连蛋白、Ⅰ型胶原蛋白（COL-Ⅰ）表达下调，从而抑制肾纤维化[12]。Yang等[13]发现，AngⅡ刺激NRK52E后，可以通过AT1R激活smad2/3，并且诱导EMT。TGF-β1也能够通过激活smad2/3，诱导smad7的表达，后者通过负反馈调节机制抑制smad2/3磷酸化，从而抑制TGF-β1介导的纤维化。因此，下调smad7能够激活smad2/3，并促进肾脏纤维化，即smad2/3和smad7之间的负平衡是肾纤维化的关键机制[14]。而Yang等[13]研究发现，smad7降解主要是通过AT1R-Smurf2依赖的泛素降解机制，通过AT1R阻滞剂或者下调Smurf2减少smad7的降解，能够抑制smad2/3的激活和EMT。在AngⅡ介导的肾纤维化中，除了TGF-β1依赖的smad信号通路，AngⅡ介导血管纤维化可以通过ERK/p38MAPK-smad交互作用，而不依赖于TGF-β1。AngⅡ刺激人肾小管上皮细胞（HK-2）后，独立于TGF-β1的smad信号通路可以迅速被激活，而TGF-β1介导的smad转录发生于24 h之后。因此，在AngⅡ诱导的肾间质纤维化，阻断smad信号通路可以成为抗纤维化的重要靶点。

3 AngⅡ与结缔组织生长因子（CTGF）

CTGF是一种富含半胱氨酸的多肽，属于CCN家族成员之一，具有多种生物活性，包括调节细胞凋亡和增殖、趋化细胞、促纤维化等。在生理情况下，机体组织细胞可有少量CTGF基础分泌，但是肾小球硬化、糖尿病肾病等肾脏疾病中表达升高，并且它的表达水平与肾纤维化的进展和严重程度呈正相关。在AngⅡ灌注的大鼠肾小球、小管、肾动脉，CTGF表达量升高，并伴随纤连蛋白的沉积。予AT1R拮抗剂处理后，CTGF、纤连蛋白表达减少[15]。在培养的肾脏细胞（系膜、小管上皮细胞），AngⅡ通过ATIR增加CTGF mRNA和蛋白表达。CTGF反义寡核苷酸（CTGF-AS）能够抑制AngⅡ刺激后HK-2向肌成纤维细胞的转分化，从而减轻诱导的肾间质纤维化[16]。TGF-β1因其具有抑制细胞生长、免疫抑制等生物学活性，单纯被抑制后，不可避免地带来免疫失调等副作用。CTGF是TGF-β1下游介导纤维化的蛋白，成为新的抗纤维化治疗靶点。在TGF-β1基因缺陷的肾小管上皮细胞，AngⅡ也能够诱导CTGF、COL-Ⅰ的快速激活。在培养的大鼠系膜细胞，IL-1β通过下调CTGF抑制AngⅡ诱导的Ⅳ型胶原蛋白（COL-Ⅳ）的生成从而改善肾间质纤维化[17]。因此，不仅作为TGF-β1下游信号，CTGF的上述作用为在临床上找到安全、有效延缓肾脏纤维化途径提供新的思路。

4 AngⅡ与表皮生长因子受体（ECGR）

EGFR是ErbB家族成员的酪氨酸激酶受体。EGFR具有N端细胞外配体结合区域，一个保守的α螺旋跨膜区域，和一个C端细胞质区域，拥有酪氨酸激酶活性和磷酸化位点。磷酸化后，EGFR能够刺激细胞生长，抑制细胞凋亡，调节血管生成。在急性肾脏损伤后EGFR是小管上皮细胞再生修复的重要保护因子，然而EGFR持续激活在梗阻性肾病等慢性肾脏病中是有危害的。EGFR在AngⅡ诱导的纤维化中扮演重要角色。Grimminger等[18]发现，AngⅡ本身不能刺激细胞有丝分裂，但是可以放大EGR介导的促增殖效应。Chen等[19]发现，肝素结合性表皮生长因子（HB-EGF）通过EGFR自身磷酸化生成，并伴随TGF-β信号通路的激活，从而介导AngⅡ诱导的肾小管上皮细胞肥大。Lautrette等[20]研究发现，表达EGFR阴性的转基因小鼠，AngⅡ灌注2个月后，不能激活EGFR或者下游的激酶。AngⅡ灌注基因突变小鼠与野生型小鼠相比，表现出明显少量的蛋白尿，但是测得的血压却无差异[20]。另外发现，在小鼠系膜细胞，AT1R激活能够诱导EGFR活化，及下游PI3K和MAPK信号通路激活，从而调控TGF-β mRNA水平[20]。Qian等[21]研究发现，AngⅡ通过c-scr反式激活EGFR，从而进一步激活细胞外调节蛋白激酶（ERK）和Akt信号通路和诱导TGF-β/smad通路和纤维化基因的表达。在Ang2刺激的体内外实验中，EGFR阻滞剂能够显著抑制ERK和Akt活性。因此，以EGFR为靶点的药理途径有望成为治疗慢性肾脏病新的方式。

5 AngⅡ與低氧诱导因子-1α（HIF-1α）

HIF-1α是一种低氧条件下被激活的转录因子。脯氨酸羟化酶（PHD）是HIF降解反应的限速酶，可羟基化HIF的脯氨酸残基。在常氧条件下，HIF-1α在PHD作用下羟基化，迅速降解；在低氧条件下，氧敏感的PHD催化活性被抑制，HIF-1α表达增多。在许多急性肾损伤模型中HIF-1α的表达上调具有肾脏保护作用，然而在慢性肾脏病中，在低氧条件下，HIF-1α能够转录激活一系列低氧相关的基因，使细胞和组织适应低氧应激环境。HIF-1α长期激活对肾脏是有害的。体内外实验证实，HIF-1α基因的激活在AngⅡ介导的肾间质纤维化中发挥关键作用。在肾髓间质细胞，AngⅡ通过刺激H2O2生成，抑制了PHD2活性，激活HIF-1α，介导纤维化的发生[22]。Sánchez-López等[23]研究发现，AngⅡ诱导的体内外肾脏损伤实验中，AngⅡ通过HIF-1α的激活诱导内皮细胞生长因子（VEGF）表达上调，从而参与慢性肾脏疾病进展，活性氧（ROS）作为第二信号介导HIF-α生成。AngⅡ灌注导致肾脏HIF-1α激活和氧化应激，并且这种效应能够被抗氧化剂阻断。AngⅡ激活参与了糖尿病肾病发病机制，AT1R能够延缓疾病进展。在链脲菌素诱导的糖尿病肾病大鼠模型，AT1R受体拮抗剂缬沙坦通过抑制金属蛋白酶组织抑制剂（TIMP）、内皮素1（ET1）抑制HIF-1α活性，从而减轻肾脏的损伤[24]。基质金属蛋白酶（MMP）是降解细胞外基质的主要酶，ET1参与肾间质纤维化主要与间质成纤维细胞增殖有关。在体外肾脏髓间质细胞，AngⅡ刺激后HIF-1α的表达显著升高，并且伴随着显著的COL-Ⅰ/Ⅱ、促纤维化因子TIMP-1的上调，HIF-α siRNA也能够阻断AngⅡ诱导的增殖细胞核抗原（PCNA）和波形蛋白的上调，前者是细胞增殖的标志，后者是转分化EMT的标志。基因沉默HIF-1α能够抑制AngⅡ诱导的促纤维化因子TIMP-1、COL-Ⅰ/Ⅱ、PNAC、波形蛋白等的转录[22]。HIF-1α也能够通过AngⅡ介导的血流动力学改变参与肾脏纤维化。AngⅡ通过毛细血管内皮细胞结构和功能的改变，导致管周毛细血管网减少，肾间质缺氧，诱导了HIF-1α的生成，促进肾间质纤维化。

6 AngⅡ与MicroRNA（ miRNA）

miRNA是一类由21～25个核苷酸组成非编码单链小分子RNA，其通过碱基配对与mRNA分子的3'非翻译区相结合，来降解mRNA或者抑制靶基因翻译，从而在转录后水平调控基因表达，参与了细胞生长、增殖、发育、肿瘤发生等多种疾病的发生发展过程。最近许多学者提出肾小管间质纤维化与这些miRNAs的丢失或者激活相关。miR-200家族包括miR-200a、miR-200b、miR-200c、miR-141和miR-429。在Xiong等[25]构建的UUO模型中观察到，miRNA-200家族的下调，锌指E-盒结合同源异形盒-1（ZEB1）和锌指E-盒结合同源异形盒-1（ZEB2）作为E钙黏蛋白转录抑制子的抑制作用被解除，启动了EMT及纤维化过程，从而为慢性肾脏病提供了新的治疗靶点。在用MWF大鼠构建的终末期肾脏病模型，ACEI能够通过调控miR-324-3p/Prep通路发挥保护肾间质纤维化的作用。脯氨酰肽内切酶（Prep）是miR-324-3p下游的目的蛋白，参与到Ang-Ⅰ/AngⅡ到Ang-（1～7）的代谢转化[26]。转录因子Ets-1在纤维化的肾脏中，表达上调。在AngⅡ刺激的大鼠肾成纤维细胞（NRK-49F），miRNA221表达下调，予miRNA221抑制剂处理后，Ets-1表达增多，NRK-49F活化[27]。Pan等[28]研究发现，AngⅡ刺激NRK-52E后，miRNA29b表达减少，转染miRNA29b抑制剂后TGF-β1、α-SMA、COL-Ⅰ表达增多，说明miRNA29b参与AngⅡ介导的EMT。

最终AngⅡ通过ATIR调控肾小管上皮细胞、周细胞、间质成纤维细胞、循环中骨髓来源的成纤维细胞的激活并转分化成为肌成纤维细胞[29]，后者产生ECM，在小管间质积聚，纤维化发生。现在针对于AngⅡ作用的ACEI、血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂（ARB）已用于临床慢性肾脏病的治疗，然而却不能完全阻断肾间质纤维化进展。因此，smad信号通路、CTGF、miRNAs、EGFR、PHD/HIF-1α等有望成为拮抗AngⅡ的新的藥物治疗靶点，从而运用于慢性肾脏病的防治。

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（收稿日期：2016-10-11 本文編辑：程 铭）