从“肾藏精”理论探讨外泌体与糖尿病肾病的相关性*

林莉，李小会，李金蓉，谷浩荣，屈杰

陕西中医药大学，陕西 咸阳 712046

糖尿病肾病(diabetic nephropathy，DN)是一种糖尿病微血管并发症，其以肾小球硬化为主要病理特征，是导致终末期肾脏病(end stage renal disease，ESRD)的重要原因。DN发病机制尚未完全明确，目前已知与糖代谢异常、氧化应激、细胞炎性反应、自噬等密切相关[1]。DN的临床表现为不同程度的尿蛋白，并伴随肾功能进行性减退。早期诊断以检测蛋白尿为主，肾穿刺活检术为其诊断的金标准，但由于早期症状不典型，且肾穿刺活检术为有创检查，难以广泛开展，给临床早期确诊带来了困难，往往延误病情，以致DN发展成ESRD。目前治疗手段也只能有限延缓DN病情发展。因此，寻找新的、有效的诊断和治疗靶点，对延缓DN的发生发展具有重要意义。近年来，外泌体(exosome，Exo)凭借其独特的生物学特性，引起国内外学者的广泛关注，尤其是在肾脏病学领域。研究发现，外泌体在探究DN的发病机制、诊断和治疗上具有重要意义。DN在中医学中无特定病名，根据其临床表现，多归属为“肾消”“水肿”“尿浊”等范畴。该病病位在肾，与脾有关，病性属本虚标实，本虚责之肾虚，标实有水湿、瘀血、浊毒、湿热等不同。将“肾藏精”理论应用于DN的治疗中，可起到较好的疗效[2]。此外，诸多学者将中医理论与分子生物学相结合，提出了外泌体与脏腑相关的理论。外泌体可作为该理论的物质基础。肾精与部分细胞源性外泌体具有相关性[3]。故本文基于中医学“肾藏精”理论，探讨DN与外泌体的关系，旨在为DN的发病机制、诊断和治疗提供新的思路，且丰富对“肾藏精”理论的认识。

1 “肾藏精”理论概述

《灵枢·本神》曰：“生之来，谓之精”。《素问·金匮真言论》曰：“夫精者，生之本”，说明精是构成人体生命的基本物质。精有先天、后天之分，先天之精来源于父母，是构成人体胚胎的本原，并为后天之精提供物质基础；后天之精来源于饮食水谷，是脾胃运化水谷而成的精微物质，输布到脏腑，发挥其滋润濡养的作用。《素问·六节藏象论》曰：“肾者，封藏之本，精之处也”。《素问·上古天真论》曰：“肾者主水，受五脏六腑之精而藏之”。《灵枢·本神》曰：“肾藏精”，即肾具有对精的贮存与闭藏作用。肾主封藏，人体先后天之精贮藏于肾，以供各脏腑的生理活动。肾中精气的充足与否，决定着人的生长发育与生殖的能力。李翰旻[4]提出，“肾藏精”理论主要指肾能调控精的贮藏、化生、动用等生理功能，且“贮藏”是为了身体机能正常的“动用”。肾中精气并非只藏不泄，还要供于其他脏腑以维持其生理功能。此外，《素问·上古天真论》曰：“二八肾气盛，天癸至，精气溢泻”，当肾精贮藏充盈时，精气在肾气的作用下推动正常耗泄，故可见天癸至。由此可见，肾藏精的生理功能对维持人体正常生命活动有着重要作用。

2 外泌体概述

外泌体是一种直径为30～120 nm的囊泡，内含大量的核酸和蛋白质等物质。1987年，Johnstone等[5]在绵羊网织红细胞的实验中首次提出“外泌体”一词。随着研究的深入，发现许多细胞都能释放外泌体，包括造血细胞、上皮细胞、神经元细胞等；且在血液、尿液、唾液、乳液等大多数生物液体也能发现外泌体。最初，外泌体被认为是细胞的清道夫，用来清除细胞中不需要的物质。后来的研究发现，由外泌体传递的信息能被受体细胞翻译，Skog等[6]研究表明，肿瘤来源的外泌体可作为mRNA、microRNAs(miRNAs)和蛋白质的传递载体，向其附近细胞传递遗传信息和信号蛋白，说明外泌体是向受体细胞传递信息的一种手段，也是细胞间信息交流和通讯的重要介质[7]。大量研究表明，外泌体的分子成分，尤其是蛋白和miRNAs可作为临床诊断的生物学标志物，相关研究多见于肿瘤、心血管和中枢神经系统等疾病中，如外泌体中的miRNAs在肺癌[8]、乳腺癌[9]、肝癌[10]可表现为特异性的预测靶标。Janse等[11]表明，miR-126和miR-199a在血浆外泌体中的表达，可预测心血管事件的发生。同时，因外泌体具有高度的稳定性和靶向性，其自身可参与治疗疾病，也可作为药物的载体治疗疾病，还可作为疾病的预后转归的生物标志物[10]。由此可见，外泌体在多种疾病的早期诊断和治疗上具有重要价值和意义。

3 外泌体与DN的关系

DN为糖尿病代谢异常引起的肾脏病变，其病理特征为肾纤维化，足细胞损伤是DN发生和进展的中心靶点。足细胞是肾小球滤过膜的最后一道屏障，长期高糖环境刺激，可导致足细胞损伤，出现蛋白尿。Wang等[12]研究发现，高糖环境下，巨噬细胞释放的外泌体通过上调足细胞生长因子β1(TGF-β1)水平，激活磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K-AKT)信号通路，降低足细胞黏附能力，诱导足细胞凋亡；Lyu等[13]研究发现，牛血清蛋白刺激下的巨噬细胞源外泌体可诱导肾小管间质炎症和肾纤维化；Wu等[14]研究表明，与正常葡萄糖处理的肾小球内皮细胞(GEC)相比较，高糖处理的GEC外泌体显著增多，并且可能通过上调TGF-β1水平诱导足细胞上皮间质分化，从而导致足细胞的损伤，证实了外泌体参与了DN的发生，并可能加快DN的病理变化。

目前，蛋白尿的检测仍作为诊断DN的首要手段，但异常的尿蛋白亦可出现在其他肾脏疾病中，尤其是当糖尿病患者可能合并原发性肾小球疾病时。蛋白尿作为诊断DN的生物标记物，缺乏足够的靶向性和敏感性；肾穿刺活检术为其诊断的金标准，但由于是创伤性操作，难以广泛实施。因此，寻找无创的、敏感的生物标记物对DN的诊断尤为重要。尿液检测基于其快捷性、安全性，在肾脏疾病的诊断中仍处于首位。现代学者针对尿外泌体作了大量研究，也为防治DN提供了思路。Kim等[15]发现，与人类乳头瘤病毒患者相比，DN患者的尿外泌体中确定了7种上调的miRNAs，而且，这些miRNAs表达水平与蛋白尿的程度显著相关。Xie等[16]研究发现，早期DN患者尿外泌体miRNAs表达异常，其中miR-362-3p、miR-877-3p、miR-150-5p表达上调，miR-15a-5p表达下调。Barutta等[17]研究表明，在早期DN患者中，微量白蛋白尿组中的尿外泌体miR-145表达上调，miR-155和miR-424表达下调，说明这些尿外泌体中表达异常的miRNAs可作为早期DN诊断新的生物标记物。Tsai等[18]研究表明，在2型糖尿病患者的尿外泌体中，高水平表达的miR-15b-5p可增强肾小球系膜细胞(MCs)凋亡。实验证实，在高糖环境下，miR-15b-5p通过降低B淋巴瘤-2(BCL-2)基因表达诱导MCs凋亡，提示miR-15b-5p可预测DN肾脏损伤，阻断其基因表达可能作为预防DN患者MCs凋亡的一种潜在治疗手段。Jiang等[19]研究表明，在糖尿病大鼠实验中，静脉注射人尿源性干细胞外泌体(USCs-Exo)能减少尿白蛋白的排泄，并通过促进血管再生、抑制足细胞凋亡及增加肾小管内皮细胞增殖等机制来预防糖尿病肾损伤；Jin等[20]研究表明，源于脂肪间充质干细胞的外泌体(ADSCs-Exo)可通过抑制MPC5和自发性糖尿病小鼠mTOR信号的激活，增强自噬流量，从而减轻DN的足细胞损伤，说明ADSCs-Exo有望成为DN的主要治疗策略。综上所述，许多研究表明，外泌体与DN密切相关，它为DN的发生发展和诊断提供新的思路，有望成为DN新的治疗靶点。但由于目前对外泌体的认识有限，且外泌体中的miRNAs数量众多，还需要更多的研究来丰富外泌体对DN的作用。

4 “肾藏精”理论与DN的关系

现代中医根据中医理论和自身临床经验，对DN的病机提出了不同的看法。林兰[21]认为，DN病机以气阴两虚为主，后期可发展为阴阳俱虚。仝小林院士[22]认为，虚、浊、瘀为该病主要病机。李小会[22]提出，肾亏阴阳两虚为DN之本，毒瘀互结为其标。曹恩泽[24]认为，脾肾亏虚为DN病理基础，脾虚水湿失运，水液潴留，肾虚封藏失职，浊毒内停，导致水湿瘀毒等标实蓄于体内。王耀光[25]提出，DN病机为本虚标实，本虚又可分为肺肾阴虚、脾肾阳虚、气阴两虚等。由此可见，虽医家对DN的中医病机各有看法，但大多数都认为肾虚为DN的重要病机。“肾藏精”理论指肾脏正常的生理功能可保证肾贮藏精气，以供机体进行正常的生命活动，而肾虚所致的肾失封藏、肾不固精，精微物质流失，不能满足肾脏的正常生理活动，导致肾虚更甚，如此恶性循环发展。说明“肾藏精”理论与DN的发生发展密切相关。

中医学把蛋白归属于人体的精微物质，禀受脾胃运化的水谷精微而生，属后天之精，其主要贮存于脏腑之中，藏而不泄，以维持人体正常生命活动。DN主要病位主要在肾，肾脏虚损致肾失封藏，肾不固精致精微外泄，临床上表现为尿中蛋白排泄增加。蛋白尿作为早期DN患者的主要表现，大量蛋白的流失导致肾脏虚损，加重DN进展。因此，补肾益精可作为DN的中医基本治则。史扬等[2]运用补益肾精法治疗DN，主要包括填补肾精、补气生精和固涩敛精三个方面，以此来降低DN患者的尿蛋白，改善肾功能。中药益智仁温肾固精，现代研究证实，益智仁可有效缓解DN患者的蛋白尿，可能通过降低一氧化氮合成酶(iNOS)表达来改善其氧化应激反应[26]；金樱子、芡实因其酸敛收涩之性，而有固精缩尿之用，可用于治疗肾不固精所致的蛋白尿；两者组成的水陆二仙丹用于治疗DN也有很好疗效[27]。现代实验研究表明，淫羊藿[28]对DN大鼠肾功能具有保护作用，其可能通过抑制炎症反应水平来减轻肾组织损伤。在糖尿病大鼠肾脏模型中，金樱子可通过降低核转录因子NF-κB表达来抑制氧化应激，从而起到保护肾脏的作用[29]。芡实通过上调MMP-9表达、下调TIMP-1的表达，减轻细胞外基质积聚[30]，及其抗氧化能力[31]，可缓解蛋白尿症状，保护肾功能。上述研究表明，运用补益肾精的中药及方剂可有效缓解DN的症状，减缓精微的流失，保护肾功能。由此可见，“肾藏精”理论在DN的发生发展和延缓DN病情上起重要作用。

5 “肾藏精”理论与外泌体

《素问·阴阳应象大论》曰：“肾生骨髓”，说明肾之精气具有滋养骨骼和化生骨髓的作用。干细胞是在一定条件下可以无限制自我更新与增殖分化的一类细胞，具有促进机体生长发育和组织再生修复的作用。现代医学研究证实了肾精与干细胞的相关性，其中，“肾生骨髓”的功能与骨髓间充质干细胞(BMSCs)密切相关。有研究提出，中医学中的“精”与干细胞基本属性相似[32]，BMSCs可作为中医“肾藏精”理论的物质基础[33]，证明了干细胞为“肾藏精”理论的物质基础。Wang等[34]研究表明，在大鼠缺血再灌注肾脏损伤模型中，源于BMSCs的外泌体可减少肾小管上皮细胞凋亡数量，降低炎性因子表达，改善肾脏病理损伤。Cui等[35]研究发现，成骨细胞分泌的外泌体可通过改变其miRNAs表达来增强BMSCs成骨分化。Wu等[36]研究表明，淫羊藿能促进BMSCs成骨分化、抑制破骨细胞形成，是通过促进BMSCs外泌体而发挥作用的，说明BMSCs源性外泌体与肾精功能相似。此外，有研究指出，在早期DN患者中，与正常尿组对比，微量白蛋白尿组的尿外泌体miRNAs表达异常[17]。在中医学中，蛋白归属于肾精，肾失封藏可致精微外泄，肾中精微随尿液排出，并在尿液中表现为外泌体miRNAs表达异常。由此可见，尿外泌体与“肾藏精”理论密切相关。然而，外泌体具有源细胞性和器官靶向性，每种细胞的外泌体带有其源细胞的特性，能准确定位靶向细胞，行使特定的生物功能[3]。如高糖环境下，巨噬细胞源外泌体对肾脏固有细胞有损害作用[12]。因此，不能以偏概全地说明外泌体与“肾藏精”理论的相关性，还需大量研究讨论两者的关系。

6 讨论

综上所述，本文基于“肾藏精”理论，重点论述了“肾藏精”理论与DN和BMSCs源外泌体、尿外泌体的相关性，以及外泌体与DN的关系。现代实验证实，在“肾藏精”理论的指导下，运用补肾益精中药和方剂对于治疗DN有显著作用。且多项研究表明，外泌体基于其特异的生物学特性，有望成为诊治DN新的生物标记物和潜在靶点。此外，将现代分子生物学与中医学理论相结合，通过BMSCs源外泌体、尿外泌体，加深了对“肾藏精”理论的认识。目前研究对于外泌体与DN之间的作用机制尚未完全阐明，且外泌体miRNAs数量众多，需要进一步深入研究，从而为防治DN提供新的思路方法。