基于足细胞损伤的中药治疗糖尿病肾病分子机制研究进展

宫彩霞 王志强

摘要：糖尿病肾病是导致终末期肾病的主要原因之一。作为肾小球滤过屏障的组成部分，足细胞在糖尿病肾病发生发展过程中起着重要作用，是糖尿病肾病病理机制及相关药物药理研究的重要靶点之一。本文从抗脱落、抗凋亡、抗氧化应激、抗转分化及调节信号通路等方面探讨中药及其有效成分对糖尿病肾病足细胞损伤保护的分子机制，为中药治疗糖尿病肾病研究提供思路和借鉴。

关键词：中药;糖尿病肾病;足细胞;凋亡;氧化应激;转分化;信号通路

中图分类号：R285.5    文献标识码：A    文章编号：1005-5304（2019）12-0136-05

DOI：10.3969/j.issn.1005-5304.2019.12.031   开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Research Progress in Molecular Mechanism of Diabetic Nephropathy Treated by TCM Based on Podocyte Injury

GONG Caixia¹， WANG Zhiqiang²

1. Shijiazhuang Ping'an Hospital， Shijiazhuang 050012， China; 2. The 980th Hospital of the Joint Logistics Support Force of Chinese People's Liberation Army，Shijiazhuang 050082， China

Abstract： Diabetic nephropathy is one of the main causes of end-stage renal diseases. As an integral part of glomerular filtration barrier， podocyte plays an important role in the development of diabetic nephropathy. Podocyte is one of the important targets of pathological mechanism and pharmacological research on the therapeutic drugs of diabetic nephropathy. This article discussed the molecular mechanism of the protective effects of TCM and its active components on podocyte injury in diabetic nephropathy from the aspects of anti-deletion， anti-apoptosis， anti-oxidative stress， anti-epithelial-mesenchymal transition and regulating signal pathway， and provided ideas and references for research on treatment of diabetic nephropathy with TCM.

Keywords： TCM; diabetic nephropathy; podocyte; apoptosis; oxidative stress; epithelial-mesenchymal transition; signal pathway

糖尿病腎病（diabetic nephropathy，DN）是糖尿病最常见的严重微血管并发症之一，也是导致终末期肾病的主要原因^[1]。研究表明，足细胞损伤在DN的发生发展过程中起重要作用^[2]。近年来，中医药治疗DN尤其是中药有效成分在防治DN方面取得了良好疗效。了解足细胞损伤的分子机制有助于探寻中药干预足细胞损伤的靶点，为中药防治DN提供新的思路和依据。本文就近年来中药及其有效成分对DN足细胞损伤保护的分子机制做一综述。

1  抗足细胞脱落

足细胞与肾小球基底膜（GBM）的紧密结合是维持肾小球滤过屏障结构完整性并防止尿蛋白排泄的病理学基础。研究显示，肾病患者尿沉渣中不但存在死亡足细胞，也存在正常足细胞^[3]。此外，正常人尿液中也可培养出足细胞，整联蛋白α3、β1参与足细胞的黏附功能，是足细胞与GBM紧密结合的关键受体^[4]，高糖可下调足细胞整联蛋白α3、β1表达，同时激活整联蛋白结合激酶（ILK）。Jim等^[5]研究认为，糖尿病患者的足细胞标志性蛋白如synaptopodin、podocin和nephrin表达显著降低，可引起足细胞细胞骨架异常、黏附功能损伤，进而导致足细胞与GBM分离。Chen等^[6]研究发现，黄芪甲苷可上调链脲佐菌素诱导DN大鼠足细胞整联蛋白α3、β1表达，抑制ILK表达，来保护足细胞。Gui等^[7]的在体和体外实验显示，三七皂苷能通过上调足细胞整联蛋白α3、β1表达来改善糖尿病足细胞黏附功能异常。王旭焘等^[8]研究显示，阿魏酸可显著上调糖尿病大鼠肾脏足细胞nephrin、podocin蛋白表达，减轻肾脏损伤。

2  抗足细胞凋亡

足细胞凋亡是DN足细胞数减少的重要原因，研究表明其与蛋白尿发生直接相关^[9]。高糖可诱导足细胞凋亡增加^[10]，其可能机制包括诱导足细胞产生活性氧（ROS）增加，诱导转化生长因子（TGF）-β蛋白表达增加^[11]。郭维文等^[12]观察小檗碱对高糖诱导小鼠足细胞凋亡的影响，结果显示，小檗碱可明显提高高糖环境下足细胞活力，对高糖诱导足细胞凋亡有明显的抑制作用，增加凋亡分子podocin和nephrin mRNA表达。Sun等^[13]观察，姜黄素对体外高糖诱导和在体糖尿病大鼠足细胞凋亡的影响，发现姜黄素能显著减轻足细胞凋亡。李艳等^[14]研究显示，高糖、高同型半胱氨酸（hHcy）体外能诱导足细胞凋亡，hHcy和高糖共同环境下对足细胞损伤及致凋亡作用更明显，白藜芦醇能抵抗高糖和hHcy诱导的足细胞凋亡，认为阻断内质网应激CHOP通路为其机制之一。Guo等^[15]通过在体和体外实验研究显示，黄芪甲苷可呈剂量依赖性恢复糖尿病内质网Ca²⁺-ATP酶（SERCA）活性和增强SERCA2表达来抑制内质网应激所致的足细胞凋亡，进而减轻糖尿病肾损伤。

3  抗氧化应激

近年来，越来越多的研究表明氧化应激反应在DN发生发展过程中发挥重要的作用^[16]。高血糖所致氧化应激是DN足细胞损伤的关键事件^[17]。陈宇宁等^[18]研究发现，糖尿病大鼠给予积雪草酸干预后，肾皮质丙二醛（MDA）含量明显下降、超氧化物歧化酶（SOD）活性显著升高，并能上调足细胞nephrin蛋白表达、下调结蛋白表达，对糖尿病大鼠肾脏具有保护作用。李雪玲等^[19]用葛根素干预高糖培养小鼠足细胞，研究结果显示，葛根素能减少高糖环境足细胞中产生的过多ROS，通过保护SIRT1来抑制细胞质膜NOX4表达，发挥其抗氧化作用。肖文珍等^[20]用类似方法研究显示，高剂量黄芪甲苷对高糖诱导的足细胞损伤具有一定保护作用，能明显降低足细胞内MDA含量，升高SOD、过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶活性，并能下调整联蛋白结合激酶ILK系统。Sun等^[13]研究认为，姜黄素减轻足细胞凋亡的机制可能与调节小凹蛋白1磷酸化及抑制ROS产生有关。

4  对足细胞转分化的影响

有研究表明，基因突变、免疫因素、血流动力学异常、高糖、高脂及尿蛋白负荷过重等多种因素刺激诱导足细胞可发生一系列适应性改变，依次为细胞肥大、转分化（EMT）、脱落及凋亡^[21]。EMT可能是导致足细胞形态和功能失调、蛋白尿出现和肾小球硬化共同的始发途径。陈廷芳等^[22]通过体外培养条件性永生小鼠足细胞实验研究发现，不同剂量黄芪甲苷能不同程度抑制高糖诱导的足细胞EMT，增加desmin表达，减少nephrin表达。赵小丽等^[23]研究显示，雷公藤甲素可抑制高糖刺激引起的足细胞EMT，其机制可能为在转录水平和蛋白水平调节足细胞Smad3、Smad7表达异常。赵敬等^[24]研究显示，中药复方糖肾平能降低足细胞TGF-β1、ILK蛋白及mRNA表达，降低P-Smad2/3蛋白及Smad2/3mRNA表達，升高足细胞标志物CD2AP蛋白及mRNA表达，降低间充质细胞标志物α-SMA蛋白及mRNA表达，通过抑制TGF-β1-Smad2/3-ILK信号通路的激活减轻足细胞EMT，保护足细胞。

5  对足细胞相关信号通路的影响

5.1  Wnt/β-catenin信号通路

Wnt/β-catenin通路又称经典Wnt通路，由信号蛋白（Wnts）、Frizzled（Fzd）受体、共受体LRP5/6以及相关胞浆蛋白组成，将信号由细胞膜表面传至细胞核内的靶基因而发挥作用。Wnt蛋白在调节肾小球足细胞的运动、黏附和凋亡中起着重要的作用。此外，β-catenin在调节足细胞从肾小泡分化和足细胞分化标记如nevalin中起着关键作用。在糖尿病患者和链脲佐菌素诱导的糖尿病小鼠足细胞中Wnt/β-catenin信号通路上调^[25]。Wnt蛋白如Wnt1、Wnt2B、Wnt4、Wnt6和Wnt16在实验性DN中表达上调，在DN动物模型足细胞中Wnt1和β-catenin的表达增加。Wnt/-catenin激活导致足细胞功能障碍，Dkk1抑制Wnt信号转导可恢复足细胞功能，减少蛋白尿，提示Wnt/β-catenin在DN足细胞损伤中起重要作用;β-catenin在足细胞中的缺失和Dkk1的过度表达也会导致DN的严重程度增加，提示Wnt信号通路的低激活和高激活都会促进DN的肾损害^[26]。Liu等^[27]发现，姜黄素可通过抑制肥胖相关肾小球疾病模型中活化的Wnt家族成员和β-catenin下游效应分子预防肾小球足细胞损伤。石格等^[28]研究发现，低剂量雷公藤甲素可明显抑制体外培养足细胞的Wnt3α/β-catenin信号通路活性而改善足细胞EMT。吴影懿^[29]研究发现，大黄酸可下调db/db小鼠肾皮质和体外高糖培养小鼠永生代足细胞Wnt/β-catenin通路蛋白Wnt1、磷酸化GSK-3β和磷酸化β-catenin的表达，认为抑制高糖环境Wnt/β-catenin通路高表达，可能是大黄酸防治DN的作用机制之一。孙胜君^[30]研究显示，榛花消肾胶囊可抑制糖尿病大鼠肾组织足细胞Wnt/β-catenin通路中Wnt1、β-catenin、sail1蛋白及mRNA的表达，榛花消肾胶囊通过干预足细胞Wnt/β-catenin通路而发挥减少尿蛋白、改善肾功能的作用。

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（收稿日期：2018-11-08）

（修回日期：2018-11-22;编辑：华强）