T淋巴细胞CD69抗原表达水平和S1P、TGF-β1等细胞因子在糖尿病肾病中的研究进展

2020-01-09

中西医结合心脑血管病杂志 2020年4期

近年来研究揭示免疫系统紊乱与2型糖尿病及并发症的发生密切相关，多种炎性细胞及因子在疾病发生发展过程中起着重要作用。糖尿病肾病作为糖尿病常见的并发症之一，已成为终末期肾病的主要病因[1]，其病理学特点是早期系膜细胞肥大、系膜基质如纤维粘连蛋白(fibronectin，FN)等过度沉积，后期发展为肾小球硬化、肾小管间质纤维化及肾小球基底膜增厚，临床上出现肾小球高滤过及微量白蛋白尿。目前认为糖脂代谢紊乱、微循环障碍、细胞因子、炎症反应等多种病因均介导糖尿病肾病的肾脏损害。有研究表明，糖尿病肾病病人肾脏组织存在巨噬细胞浸润、T细胞异常激活及肾脏内多种炎性因子聚集[2]。现就T淋巴细胞CD69抗原表达水平和1-磷酸鞘氨醇(S1P)、转化生长因子-β1(TGF-β1)等细胞因子对糖尿病肾病肾脏组织损害机制的研究和进展综述如下。

1 T淋巴细胞亚群与糖尿病肾病

T淋巴细胞通过在肾组织异常浸润及分泌多种促炎性细胞因子等途径参与糖尿病肾病发病。有研究显示，在糖尿病小鼠模型和2型糖尿病病人肾间质存在大量CD4+、CD8+T细胞浸润，且CD4+T、CD20+T细胞水平与2型糖尿病肾病病人尿蛋白水平相关[3]。另一项研究表明糖尿病肾病病人体内淋巴细胞总数下降，且淋巴细胞亚群比例严重失调[4]。在炎症反应中，不同细胞亚群发挥不同作用。CD8+T细胞通过细胞毒性作用介导肾小球肥大、系膜细胞增生及足细胞凋亡[5]。一项横断面研究显示，2型糖尿病肾病尿蛋白阳性组外周血CD8+T细胞水平显著高于尿蛋白阴性组，且CD8+T细胞水平与病人尿蛋白含量呈正相关[6]。CD4+T细胞作用机制较复杂，其中Th1细胞属促炎性T细胞，在高糖状态下，肾脏组织中Th1细胞基因表达上调，促进白介素(IL)-2、干扰素γ(IFN-γ)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)等多种细胞因子分泌，介导肾脏慢性炎症反应及肾间质纤维化，引起糖尿病早期肾损伤[7]。Th2细胞具有双重作用，可直接或通过分泌IL-4、IL-13间接参与肾脏纤维化[8]，也可通过抑制Th1细胞活性降低炎症反应，延缓糖尿病肾病发展[9]。Th17细胞及分泌的IL-17可诱导足细胞凋亡[10]，参与肾小球和肾小管损伤及肾间质纤维化进程[11]，造成肾损伤。调节性T细胞(regulatory cell，Treg)在糖尿病肾病发病中起保护作用，通过抑制免疫效应细胞对胰岛β细胞的免疫应答改善胰岛素抵抗，并抑制Th1、Th2、Th17活化及CD8+T细胞在肾组织浸润，延缓糖尿病肾病发展[12]。T淋巴细胞亚群之间相互协调共同维持免疫稳态，糖尿病病人在长期高糖状态下出现各亚群比例失调，产生一系列炎症反应，介导包括糖尿病肾病在内的多种并发症发生发展。

2 CD69与糖尿病肾病

CD69属C-型凝集素受体家族，是T淋巴细胞活化后最早表达的表面抗原。除淋巴细胞外，CD69存在于除红细胞外的多种血细胞中，受到各种刺激原诱导后表达，介导多种重要细胞生物学功能，如引发细胞外钙离子内流、激活胞外信号调控激酶1/2(ERK1/2)，参与细胞聚集和毒性反应，并作为共刺激信号进一步增强T细胞增殖，促进TNF-α、IFN-γ、IL-2、IL-10等细胞因子和炎性介质合成、分泌及表达。现已证实CD69参与体内多种免疫相关疾病的发生发展。Lei等[13]发现2型糖尿病肾病病人中，蛋白尿组循环CD8+T细胞上CD25及CD69表达量显著高于无蛋白尿组，提示糖尿病肾病病人存在CD8+T细胞异常激活。目前关于CD69在糖尿病肾病中的具体机制未明确，有研究发现CD69可通过Janus激酶3/信号转导与转录激活因子5(JAK 3/STAT 5)信号蛋白通路阻断IL-17合成及灭活孤独核受体(RORgt)转录因子，从而抑制Th17细胞分化，削弱其介导的促炎应答，使机体表现出不同炎性疾病的低易感性，参与炎性反应的负向调节[14]。现已证实CD69这一负向调节作用可控制多种疾病病原学发生机制，如心肌炎和扩张型心肌病[15]、过敏性哮喘[16]、胶原性关节炎[17]及肿瘤[18]等。因此，推测CD69可能在糖尿病肾病中负向调节肾脏特异性Th17介导的应答，抑制滤过膜损伤、肾间质纤维化进展，从而起到保护性作用，但目前缺乏相关研究证实。有研究表明，CD69与S1P受体1(S1P1R)交联形成免疫复合物，下调S1P1表达，诱导其结构退化[19]，S1P1R激活可抑制肾小管上皮细胞凋亡，减轻肾损伤[20]，提示CD69通过S1P/S1P1通路延缓糖尿病肾病进程，但二者相互作用的具体机制及对糖尿病肾病肾脏血管病变的影响仍需进一步研究明确。CD69参与转化生长因子-β(TGF-β)生成与释放[21]，TGF-β参与糖尿病肾病发病的各个环节[22]。目前有关CD69在糖尿病肾病中的具体作用机制研究较少，但可以确定的是，CD69通过多种途径参与糖尿病肾病的病理进程。

3 TGF-β1与糖尿病肾病

TGF-β是一类具有调节细胞生长及分化功能的细胞因子，通过自分泌、旁分泌等多种方式参与调控细胞增殖和分化。机体中TGF-β存在3种异构体，即TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3[23]。在肾脏中主要起作用的是TGF-β1，属于促炎性细胞因子，分布于肾小球和肾小管上皮细胞，参与糖尿病肾病的病理进程。几乎所有介导糖尿病肾损伤的分子介质及细胞内信号通路均可激活肾脏中TGF-β1，如高糖、糖基化终末产物(advanced glycation end products，AGE)、氧化应激、肾素-血管紧张素系统活性增高、血流动力学改变、血栓素及内皮素等[21]。以往研究显示TGF-β1可能通过以下途径参与糖尿病肾病进程：①诱导肾小球系膜细胞合成和分泌系膜基质(extra cellular matrix，ECM)，同时抑制ECM降解，加速其在肾小球系膜区聚积，促使肾小球硬化[24]。②TGF-β1作为细胞生长、分化的重要调控因子，抑制肾小球上皮细胞、内皮细胞、系膜细胞及近曲小管细胞的增殖、分化，增大细胞直径造成肾小球肥大[25-26]。③TGF-β1通过其细胞内信号转导通路即Smad蛋白促进肾间质纤维原细胞转化为肌成纤维细胞，引起肾脏间质纤维化，加速糖尿病肾病进程[27]；④TGF-β1介导高糖引起的血流动力学改变。糖尿病早期，血管管腔TGF-β1通过干扰细胞内正常的钙调节引起平滑肌细胞收缩，导致血管细胞功能和血流动力学改变[28]。TGF-β1可诱导内皮细胞一氧化氮(NO)合成酶(eNOS)mRNA表达，促进NO合成，进而导致肾小球血管扩张，血流量增加[29]。⑤TGF-β1通过Smad7蛋白诱导足细胞凋亡，促进肾小球硬化[30]。TGF-β1可有效抑制T细胞早期活化因子CD69表达[31]，但目前尚无研究表明这一效应是否在糖尿病肾病中发挥作用。动物实验表明，抑制2型糖尿病小鼠肾脏TGF-β1水平，可部分逆转肾小球基底膜(GBM)增厚及系膜基质扩张[32]。由此可见，TGF-β1参与糖尿病肾病发病机制的各个环节，降低肾脏TGF-β1水平，可作为延缓糖尿病肾病肾损害的关键因素。血管紧张素转化酶抑制剂(ACEI)类药物通过抑制血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)生成，减少由AngⅡ介导的TGF-β1合成，并部分拮抗致纤维化作用[33]。因此，联合使用抗TGF-β1抗体、ACEI类药物可延缓肾小球硬化及肾间质纤维化进程，为糖尿病肾病的早期预防及治疗带来新的希望。

4 S1P与糖尿病肾病

S1P是由神经酰胺在神经酰胺酶和鞘氨醇激酶(sphingosine kinase，SphK)作用下产生的神经鞘脂信号分子，在细胞信号传递和调控细胞增殖、分化和凋亡中起重要作用[34]。循环中S1P主要来源于造血细胞及血管内皮细胞[35]，经SphK催化而成后与5种相关的G蛋白受体偶联，即S1PR1～5[36]。SphK/S1P信号通路参与调控细胞增殖、凋亡、诱导迁移及细胞骨架重排，并在炎症调节、肿瘤代谢、血管形成等过程中发挥作用[37]。有研究表明，S1P参与糖尿病的生理病理进程，包括增加胰岛素分泌、增强胰岛素敏感性、减少胰岛β细胞凋亡等[38]。循环中S1P主要由高密度脂蛋白上的载脂蛋白M(ApoM)携带，并作为高密度脂蛋白(HDL)某些保护作用的关键介质，如血管舒张和促屏障作用[39]。ApoM是血浆HDL中的一种脂钙蛋白，作为体内HDL相关S1P的生理载体，参与HDL对血管内皮的保护作用。一项临床研究显示，糖尿病病人中，产生大量蛋白尿的病人血浆S1P水平较肾功能正常病人显著降低，且血浆S1P水平与尿白蛋白排泄率呈负相关[40]，提示S1P信号通路有助于维持肾小管上皮细胞功能完整性，血浆S1P水平降低可能增加糖尿病肾病风险。一项动物实验表明，在链脲佐菌素(STZ)糖尿病小鼠血浆及肾脏S1P、ApoM水平均较对照组升高，给予STZ组及对照组小鼠胰岛素治疗后S1P、ApoM水平均降低。推测STZ小鼠肾脏S1P、ApoM水平升高可能是保护肾脏免受糖尿病损伤的代偿途径之一，且与胰岛素缺乏有关[41]。有学者认为，S1P参与糖尿病肾病肾脏损伤，加速肾间质纤维化进程。有证据显示，SphK/S1P信号通路参与肾小球系膜细胞(glomerular mesangial cells，GMC)增殖、迁移及EMC累积，促进肾脏纤维化。在长期高血糖条件下，晚期糖基化终末产物(AGEs)、氧化应激等均可激活SphK1，促进S1P生成，促进GMC增殖。SphK1信号通路激活可提高转录因子活化蛋白-1(activator protein1，AP-1)水平，AP-1与FN启动子区域结合可上调FN表达[42]。Klawitter等[43]研究证实SphK1的激活及S1P的生成介导高糖环境下GMC中FN表达上调，同时外源性S1P刺激细胞可诱导GMC迁移，且在8 h内出现最大迁移效应。有研究显示，低密度脂蛋白(LDL)通过结合LDL受体促进SphK1从胞质到质膜的活化和易位，激活S1P受体并通过G蛋白信号通路激活细胞外信号调节激酶1/2(ERK1/2)及C-Jun氨基末端激酶(JNK)，最终引起系膜细胞内结缔组织生长因子(connective tissue growth factor，CTGF)升高，引起系膜增殖，参与糖尿病肾病的发生发展[44]。有研究者发现，外源性S1P与受体结合后，可模拟TGF-β生物学效应，交叉激活GMC中Smads信号级联反应，引起CTGF升高[45]。由此可见，S1P在糖尿病肾病中介导不同的反应可延缓或促进糖尿病肾病的病理进程，造成这一差异的原因可能是血管内皮细胞表达两种不同受体，即S1P1和S1P2。S1P1受体介导血管保护作用，S1P2受体引起血管损伤，二者之间平衡维持血管稳态。血管内皮屏障破坏、血管通透性增加是糖尿病肾病病理进程的重要环节。有研究发现，糖尿病小鼠肾小球S1P2染色强度高于S1P1，提示在糖尿病肾病S1P信号通路优先通过S1P2受体转导，而不是S1P1[46]。另一项动物研究证实这一推测，给予糖尿病肾病小鼠S1P1激动剂可保护肾小管上皮细胞的屏障功能和舒张功能，同时逆转已受损的上皮细胞功能，改善肾脏微循环，减少尿蛋白生成[47]。最初研究认为，S1P这一保护作用是由S1P1R的激活诱导淋巴细胞减少、减轻肾脏缺血再灌注损伤(ischemia-reperfusion injury，IRI)引起的[48]。有研究证明，S1P1R激动剂对肾脏IRI的保护作用与其诱导淋巴细胞隔离及减少外周淋巴细胞效应无关，而是通过参与Akt/ERK通路机制抑制肾近端小管上皮细胞凋亡，减轻肾脏IRI[20]。因此，选择性S1P1R激动剂可能对糖尿病肾病的预防及治疗带来新希望。