促红细胞生成素与肾损伤的研究进展

姜 丹，许春花

(延边大学附属医院儿科，吉林 延吉 133000)

肾损伤是一种由诸多因素引起的肾功能快速下降而出现的一系列临床综合征，其病因复杂，发病率高，是肾脏病的一种常见急危重症。肾脏损伤，尤其是急性肾损伤(acutekidneyinjury，AKI)其病发机制多样，病死率高。当前对肾脏疾病的诊断及治疗取得了一定的研究进展，但对肾损伤仍缺乏有效的特异性治疗。相关文献[1]显示促红细胞生成素(erythropotin，EPO)对肾脏具有保护作用，可以抑制肾小管损伤，缓解肾脏组织和结构的功能损失。本研究经过本院医学伦理委员会同意，就EPO在肾损伤的临床治疗可行性及相关研究进展展开综述。

1 肾损伤发病机制

肾损伤以肾功能丧失为最大特点，肾脏功能持续丧失可引起血液循环异常、脑细胞供氧不足、动脉粥样硬化等全身各个系统的相关性疾病。肾脏缺血及肾毒性物质均可导致肾脏结构和功能的损害，当肾脏血流灌注不足、血压过低超过自我调节能力时肾小球滤过率(GFR)即会下降，而肾脏发生缺血/再灌注(I/R)损伤时可损伤肾小管上皮细胞，刺激血管收缩，导致管内压增高，损害肾自主调节功能。受损的上皮细胞产生炎症介质(IL-6、IL-8、TNFα、MCP-1、RANTES等)使内皮细胞产生炎症反应，炎症反应又使肾组织进一步损伤，GFR持续下降，肾功能逐渐衰竭，如此恶性循环导致肾脏无法代偿，形成无法逆转的损耗。

2 EPO和促红细胞生成素受体(EPO-R)的表达

EPO是一种由肾皮质近曲小管管周细胞分泌的由165个氨基酸组成的糖蛋白[2],分子量为34kda。其首要生理功能便是增进红细胞的生成及释放。然而，相关研究[3]表明EPO还具有抑制凋亡细胞死亡、刺激细胞再生、抑制有害途径和促进恢复等额外的非造血作用，其功能的发挥主要依赖于EPO-EPOR的基因表达。经典的EPO-EPOR信号转导理论[4]认为：EPO和EPOR联合会激活JAK2产生磷酸化，然后磷酸化的JAK2经由信号传导子及转录激活子(STAT)通路、磷脂酰肌醇-3激酶(PI3K)-AKT通路、丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路、核因子κB(NF-κB)等途径完成EPOR的激活，激活的EPO-EPOR具备抗凋亡、抗炎症作用。

2.1EPO抑制细胞凋亡：细胞凋亡是多基因严格监控下进行的病理生理反应，其凋亡程序与BCL家族、抑癌基因P53等有着密不可分的关系。Ruscher等通过使用(PI3K)抑制剂LY294002降低了EPO诱导的细胞保护作用并促进凋亡BCL家族成员Bad的磷酸化，当肾小管细胞释放促红细胞生成素，激活EPO受体，继而激活JAK-2，从而激活PI3K，PI3K-AKT通路介导的磷酸化可抑制细胞凋亡[5]。EPO介导的细胞内信号转导在STAT转录因子中，STAT5是JAK2磷酸化最显著的底物，而磷酸化STAT3和STAT1仅见于某些细胞中。Han-Tan等[6]研究证实EPO降低了凋亡指数的表达水平，激活了JAK2-STAT通路，活化的STAT进入细胞核后会产生大量的抗凋亡蛋白，抑制线粒体释放细胞色素C，发挥EPO的抗凋亡作用。EPO的抗凋亡作用是多通路多途径的，最新研究[7]提出EPOR基因的敲减可能早于EPO发挥作用，EPO及EPOR基因下调使斑马鱼胚胎的肾脏凋亡细胞及坏死细胞增多，所以阻止EPO基因下调有可能会成为医治肾脏疾病的新方向。

2.2EPO的炎症调节作用：肾脏发生损伤实际上是一种炎症反应，当肾脏血液灌注不足，损伤血管内皮，机体就会释放补体、细胞因子、活性氧等炎症因子，致使肾脏发生炎症及血管损伤。EPO是细胞保护性多功能激素[8]，可以通过下调血管内皮生长因子(VEGF)，激活诱导型一氧化氮合酶(iNOS)的表达，从而刺激肾小管细胞再生。StoyanoffTania等通过免疫组织化学和Western印迹法，评估EPO-R、血管内皮生长因子系统(VEGF/VEGFR-2)、诱导型一氧化氮合酶和磷酸化的核因子-κB(NF-κB)与肾损伤的实验[9]中，证实了EPO可通过VEGF过度表达、上调fvegf/VEGFR2、抑制iNOS的活性和NF-κB表达的减少，从而改善肾脏微血管损伤，发挥肾保护作用。

肾脏发生缺血性损害，再重新得到血液灌注，有可能会加重肾组织结构功能障碍，甚至发生不可逆性损伤，当发生缺血/再灌注损伤时，EPO可在一定程度上减少这种损伤。目前已经明确EPO可以减少心肌I/R损伤，降低脑细胞I/R炎症[10]，通过EPO预处理对再灌注损伤的保护作用研究[11]。我们知道EPO可以提高循环内皮祖细胞的水平，有助于EPO在I/R动物模型中的有益作用，目前尚不清楚这种机制是保护肾脏免受I/R损伤，还是促进急性缺血事件后肾功能的恢复，但结果支持EPO可保护肾脏，减轻缺血/再灌注损伤。对EPO减轻肾I/R损伤的作用机理开展深入探讨，进一步明确相关机制，可对肾脏缺血/再灌注损伤的治疗提供重要帮助。

3 EPO在慢性肾衰竭的作用

除了急性肾损伤，慢性肾衰竭(chronic renal failure，CRF)也是肾脏疾病中不可忽视的危重症，慢性肾脏病(CKD)是囊括了水、电解质代谢紊乱及蛋白质、脂类代谢紊乱和全身各系统症状的综合征。CRF患者由于肾组织分泌EPO降低，导致不同程度的肾性贫血(Renal anemia，RA)，如不及时治疗会导致心血管疾病、认知障碍等一系列并发症的出现。EPO最主要的作用就是刺激红细胞生成,对骨髓中的红系祖细胞(EPCs)起主要作用，而通过外源性EPO的使用可保护肾脏，极大程度上纠正贫血。而重组人促红细胞生成素(rhEPO)技术的发展，使肾性贫血获得了有效的治疗，过去30多年rhEPO作为一种有效的抗贫血药物的连续使用[12]，现在rhEPO仍然是治疗CKD相关贫血的最佳治疗方案。但EPO细胞内促进内源性促红细胞生成素表达的靶点将更加具有吸引力。

4 EPO在肾脏纤维化(renal fibrosis)的作用

对于一些CKD[13]而言，随着病情发展，会出现肾脏间质纤维化及肾小球硬化，大量的细胞外基质(ECM)异常沉积，导致肾小球滤过率下降，造成肾实质逐渐硬化，进展为终末期肾病(ESRD)，直至肾脏完全失去生理功能。而促红细胞生成素产生细胞(REPs)[14-15]在逆转肾脏纤维化过程中发挥着重要作用，肾组织纤维化、功能衰竭让静息状态下的REPs转换为活化状态，促进肾脏分泌EPO，但活化的REPs会促进肌成纤维细胞的REPs(MF-REPs)合成更多的ECM，加速肾脏纤维化。EPO治疗肾损伤可以影响细胞因子表达、减少炎症反应，但是否可以抑制REPs活化，较少细胞外胶原的积聚，从而减轻肾间质纤维化，发挥肾保护作用，目前仍缺乏相关研究结果。

综上所诉，EPO与肾损伤的病理生理过程息息相关，EPO-EPOR通路产生的抗凋亡作用及抗炎作用可在一定程度上阻止肾损伤的发生与发展，外源性予以EPO可能会较少REPs的活化，进而抑制肾纤维化。EPO在治疗肾损伤上有其独特的机理，但确切的作用机制目前尚未得到有效证实。进一步研究EPO与肾损伤的关系，可以为临床疾病的诊断及治疗提供有价值的帮助，解决目前肾损伤缺乏特异性治疗的困扰，促红细胞生成素有望成为治疗肾脏疾病的新靶点。