Synaptopodin与肾脏疾病的研究进展

欧阳招萍 李亚妤*

作者单位：310007 浙江中医药大学附属广兴医院

Synaptopodin（SP）又名突触极蛋白，是足细胞裂隙膜（SD）的重要分子结构。被认为是足细胞分化成熟的特异性标志物，其损伤缺失会导致裂孔隔膜的疏松、消失，滤过屏障的破坏进而出现蛋白尿。目前研究证实SP与肌动蛋白紧密相连，可影响足突内的细胞骨架成分，肌动蛋白纤维的聚集和解聚，从而调节足细胞的可塑性，在稳定足细胞应力纤维、维持足突细胞结构及功能、调节和维持肾小球滤过功能等方面均具有重要作用。

1 Synaptopodin的结构与分布

SP是一种与肌动蛋白微丝紧密相连的富含脯氨酸的线状蛋白质，存在3中异构体，即神经元Synpo-short、肾Synpo-long和Synpo-T，Synpo-long的C末端与和Synpo-T的C末端相同。这3种同型特异性的与α-actinin-4相互作用并延长α-actinin-4诱导的肌动蛋白丝［1］。SP与除myopodin以外的任何已知蛋白均无显著同源性，是myopodin基因家族的第二个成员，也是肾小球足细胞分化成熟的标志［2］。SP在人类的分子量为73.7KD，等电点是9.38；而在小鼠的分子量为74.0KD，等电点是9.27。人和大鼠的SP有84%的同源性。SP多肽链富含脯氨酸，占总量的20%左右，且均匀分布于多肽链中，这使SP不可能组成任何的球状结构域。SP含有两个PPXY结构域或几个潜在的磷酸激酶的作用位点，可通过其PPXY结构域和其他蛋白的WW结构域相连接。人类SP的cDNA源于一个2071bp的阅读框和1.5kb的3端非编码区序列，其编码SP多肽链含有690个氨基酸［3］。

SP在海马、大脑皮质、纹状体、嗅觉的远端神经元和分化的足细胞中高度表达［4］。SP存在于树突棘中，其中棘器是必须装置，棘器由光滑内质网组成。SP缺陷小鼠的脊髓中含有光滑内质网但不含棘器，表明SP对于棘器是必须的［5］。Matus用免疫组化的方法发现SP分布于脑端的突触后致密区和树突棘，且观察到其分布与肌动蛋白的分布完全吻合。在神经系统，SP可以作为急性脑损伤的生物标记物［6］，同时患路易体痴呆及帕金森的患者中，SP的表达显著下降，表明其突触传递存在缺陷［7］。在肾脏发育过程中，SP首先出现于毛细血管袢阶段的肾小球，也表达于成熟的足细胞足突中，因此SP被认为是成熟足细胞表型的一个重要标志物［8］。

2 Synaptopodin与足细胞

足细胞即肾小球脏层上皮细胞，其与足突之间的裂孔膜与肾小球基底膜及肾小球毛细血管内皮细胞共同组成肾小球的滤过屏障。足细胞位于肾小球基底膜的最外层，是阻止蛋白尿丢失的最后屏障。足细胞损伤与其骨架蛋白的异常表达密切相关［9］。α-actinin-4是SP的张力敏感性上游调节因子，SP可使细胞收缩粘附强化，而在缺乏SP时，收缩可以解除细胞间粘附，导致细胞连接溶解。敲减SP和α-actinin-4可降低细胞粘附性，降低单层渗透屏障，并损害细胞收缩性［10］。SP的突变或缺失可以导致足细胞结构的改变，从而影响滤过屏障的通透性引起蛋白尿，进而引起肾小球硬化的发生。

3 Synaptopodin与肾脏信号传导通路

3.1 Synaptopodin与RhoA信号转导通路 Rho家族GTP酶，包括RohA、Rac1和Cdc42，定位于人染色体，控制影响着细胞行为的较多方面，包括细胞骨架动力学转导途径［11］，在成纤维细胞中可诱导粘着斑和应力纤维的形成。Rac1和Cdc42分别通过形成板状伪足和丝状伪足促进细胞运动，SP是RhoA的上游调控器，RhoA的稳定性依赖于SP，其可通过竞争性阻断由Smurf-1介导的RhoA泛素化，而抑制RhoA被蛋白酶体降解［12］。肾上腺素可以调节体内外的Rho GTP酶，改善由嘌呤霉素氨基核苷（PAN）诱导大鼠足细胞损伤［13］。人们普遍认为RhoA在肾小球的发育及维持其完整性的滤过功能方面均可促进足细胞运动。Zhu等［14］研究发现，Rho活化形式的减少导致足突消失和蛋白尿，病理改变与微小病变相似。而当RhoA活化形式表达增加时，出现大量蛋白尿，同时伴有细胞外基质基因的表达上调，病理变化类似于局灶节段性肾小球硬化（FSGS）。这表明，尽管基础水平的RhoA可能对维持足突正常结构、功能是必须的，但RhoA活动形式的减少或过度激活对足细胞是有害的。

3.2 Synaptopodin与瞬时受体电位阳离子通道蛋白6（TRPC6） TRPC6是一种非选择性钙可渗透性阳离子通道，在哺乳动物中主要表达于足细胞，定位于足细胞初级突起和足突接近裂孔隔膜处。是介导足细胞钙离子内流的主要通道［15］。TRPC6过度表达或基因突变足以引起FSGS，足细胞病理性高钙内流，最终足细胞凋亡，脱落［16］。有研究发现TRPC6高表达使足细胞内钙离子浓度增加，SP表达降低及RhoA的活化增加，引起足细胞骨架重构及细胞足突回缩，应用TRPC6通道阻滞剂及钙离子螯合剂可抑制RhoA活化及SP的表达下调［17］。最新研究发现敲减大鼠足细胞SP使TRPC6表达增加，证明疾病状态下SP水平的改变可能改变细胞内TRPC6通道的定位和活性，进一步促使足细胞功能障碍，而减少足细胞表面TRPC6水平将是恢复足细胞功能的新方法［18］。

4 Synaptopodin与肾脏疾病

4.1 Synaptopodin与IgA肾病 IgAN临床表现多样，自无症状性血尿到急进性肾小球肾炎均可出现。病理上可表现有新月体肾炎和硬化性肾炎。目前研究发现蛋白尿水平与IgAN患者组织病理分级呈正相关，赵洁等［19］对IgA肾病Lee分级的危险因素分析结果提示蛋白尿水平与IgAN病理分级存在一定关系，但不是IgAN的独立危险因素。陈道军等［20］观察不同病理等级的IgAN患者肾组织中SP的表达，发现各组织病理等级中SP的表达从IgA肾病I～V级逐渐减少，表明SP的表达与Lee分级一样可以反映病情的严重程度，同时也表明足细胞损伤与Lee分级存在一定关系。Zhang等［21］研究发现PAN刺激后的足细胞中F-肌动蛋白被破坏，而钙调神经磷酸酶增加且SP减少，应用他克莫司联合泼尼松治疗难治性IgAN至少6个月，患者肌酐水平降低，蛋白尿快速缓解，肾组织中钙调神经磷酸酶降低SP部分恢复，表明他克莫司缓解蛋白尿的机制可能是通过抑制钙调神经磷酸酶的表达稳定足细胞骨架。

4.2 Synaptopodin与萎缩性肾小球肾炎 萎缩性肾小球肾炎包括原发性萎缩性肾小球肾炎（ICG）和HIV相关性肾病，主要表现为严重的肾病综合征，病理表现为肾小球的萎陷、硬化，足细胞和肾小管的广泛损伤。Yang［22］采用免疫组化法，研究足细胞分化成熟及增生的改变，以SP及Vimention作为足细胞分化的标志。增殖细胞核抗原做为增殖的标志，发现ICG和HIV相关性肾病中SP及Vimention表达明显减少，甚至完全消失而足细胞增生活跃。这表明ICG和HIV相关肾病有共同的发病途径。Sakurai等［23］通过大鼠肾部分切除加强力霉素给药建立HIVAN大鼠模型，应用氟伐他丁进行干预发现，SP上调，足细胞表型变化减弱，表明其对足细胞具有保护作用。

4.3 Synaptopodin与糖尿病肾病 糖尿病的主要危害为慢性并发症，其中糖尿病肾病是糖尿病最常见的并发症，也是导致终末期肾病的主要原因。引起糖尿病蛋白尿的因素较多，近年来有研究报道，血浆脂联素水平与蛋白尿有关。在糖尿病的进展过程中，肾小球SP的表达减少提示存在足细胞损伤，而足细胞的损伤可以加速糖尿病的进程。崔梦洁［24］用realtime PCR方法发现高糖抑制SP的表达。而不同浓度的脂联素作用于足细胞后，可以促进SP基因mRNA的表达，同一浓度脂联素作用不同时间，SP mRNA表达随刺激时间的延长而增加。AMPK（Adenosine 5'-monophosphate（AMP）-activated protein kinase）即AMP依赖的蛋白激酶，是生物能量代谢调节的关键分子，包含一个保守的苏氨酸（Thr-172）位点，该位点的磷酸化是其激酶活性所必须的，而AMPK是保持机体葡萄糖平衡所必须的，脂联素的信号转导机制是通过激活AMPK起作用，AMPK的激动剂可以促进SP的表达［25］。Wang等［26］发现高糖条件下的Gremlin过度表达，Gremlin通过转化生长因子-β信号通路，抑制了SP的表达，加重足细胞病变，为糖尿病肾病的治疗提供靶点。

5 synaptopodin与肾脏疾病的药物治疗

相关研究发现，异常分布和表达减少的SP可能对MCD和FSGS的类固醇治疗反应不佳有关。李亚妤等［27］研究发现雷公藤甲素能减少FSGS肾病大鼠尿蛋白，改善肾小球硬化，球囊粘连及系膜基质增生的情况，上调血清及肾组织中SP的表达，延缓肾脏病变程度。白芍中提取的有效成分芍药苷与雷公藤甲素有相似的作用［28］。在西医治疗上，肾上腺髓质素可以缓解PAN诱导的足细胞损伤，通过直接调节足细胞骨架蛋白和Rho GTP酶上调SP及相关蛋白的表达，从而减少蛋白尿［13］。柳宛璐等［29］发现低分子肝素也能上调SP，使受损的基底膜负电荷屏障重建，防止系膜基质扩张，基底膜增殖，因而能有效改善子痫前期大鼠蛋白尿、降低血压。

6 展望

SP作为肾小球足细胞分化成熟的标志物，在肾脏疾病中越来越受重视。因其特异的分布和调节足细胞骨架蛋白的作用，因此其在肾脏和中枢神经系统中发挥重要作用。临床上，导致SP表达减少的原因较多，可以从相关因素入手，预防甚至阻止SP表达减少，从而减少蛋白尿，保护残余肾功能，另一方面SP表达减少的具体机制尚未明确，需进一步研究。