【关键词】 肾小球系膜细胞 表型转化 中医药疗法 糖尿病肾病
对于糖尿病肾病(DN)的发生与发展机制，虽然现代医学迄今的研究已涉及许多方面，如蛋白质非酶糖基化、肾小球血液动力学的改变、多种生长因子/细胞因子的作用等，但每一种单一的机制都不能解释DN发生发展的全貌。在中医中药方面，虽然临床和实验研究显示出一些中药方剂或有效成分具有潜在防治DN的作用，但因对中药防治DN的机制缺乏深入的研究，使中医药在防治DN方面难以得到推广应用。由于中药、特别是中药复方成分复杂，其药效是多靶点共同作用的结果，而目前的研究多试图从单一的作用途径来阐述中药的作用机制，这种研究思路既不符合中药的作用特点，也难以突出中医药的优势。因而，对于中医药防治DN作用机制的研究，如何选择切入点便成为关键。现代医学研究发现，DN存在肾小球系膜细胞(MC)的表型转化，表现为肾小球系膜细胞肥大、胚胎期标志α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)的异常表达、细胞外基质(ECM)大量分泌等。MC的表型转化可能是肾小球ECM逐渐堆积，最终造成肾小球硬化的细胞学基础。MC表型转化的调控是诸多致病因素共同作用的结果。因此，研究中药对MC表型转化的作用及其机制可能是阐明中药防治DN的切入点之一。
1 关于糖尿病肾病中的肾小球系膜细胞表型转化
DN最关键的病理改变是肾小球ECM的逐渐堆积，最终造成肾小球硬化。虽然近年来已发现许多细胞因子/生长因子参与了MC合成和分泌ECM的调控，特别是转移生长因子-β1(TGF-β1)在DN时大量分泌，刺激MC对ECM的分泌。由于MC功能调控的复杂性，没有任何一种细胞因子/生长因子能完全解释MC对ECM的异常分泌，因而也没有任何阻断细胞因子/生长因子能够纠正MC对ECM异常分泌的方法。
MC发生表型转化，从正常的静止表型转化为增殖/分泌表型可能是MC异常合成和分泌ECM增加的细胞学基础。表型转化的MC可异常增殖，导致表达细胞骨架蛋白或胚胎期蛋白、自分泌炎症介质、合成分泌ECM增加等，α-SMA是激活型MC的标志物，也是血管平滑肌细胞内骨架结构微丝的构成基础。肾小球MC与血管平滑肌细胞起源相同，在胚胎时期，肾小球MC有α-SMA的表达，但正常体内成熟的MC见不到，或仅可见极为微弱的α-SMA表达，而在某些状态下，体内MC可以重新表达α-SMA，MC α-SMA表达的从无到有体现了MC表型特征的转化。自从1991年Johnson RJ等[1]在系膜增殖性肾小球肾炎大鼠模型中观察到肾小球MC可以重新表达α-SMA以来，已有大量的实验和临床研究证实MC的表型转化在慢性肾小球疾病的进展中起重要作用[2-4]。在增殖性肾小球肾炎中，MC α-SMA的表达主要反映MC从静止型向增殖型的转化，MC增殖活性增强，细胞数量明显增加。但MC的表型转化并不一定伴随增殖活性的增强和细胞数量的增加。
2 关于肾小球系膜细胞表型转化调控机制
许多生长因子/细胞因子参与MC表型转化的调控，包括血小板源生长因子(PDGF)、神经生长因子(NGF)、内皮素-1(ET-1)、白细胞介素-1β(IL-1β)、TGF-β1以及糖基化终产物(AGE)、细胞外基质组分的改变等。MC的表型转化可能是多种生长因子/细胞因子以及MC周围环境共同作用的结果。
有人从丝裂素原活化蛋白激酶(MAPK)家族细胞内信号传导通路对MC表型转化的细胞内信号调控机制进行了研究，观察到在MAPK的3条细胞内信号通路中，阻断MAPK-ERK通路对PDGF和IL-1β诱导的MC表型转化无影响，而阻断MAPK-JNK和MAPK-p38通路则可显著抑制IL-1β诱导的MC表型转化，提示JNK和p38细胞内信号传导通路的激活参与介导MC的表型转化。另外，研究结果还显示，PDGF和IL-1β对体外培养的MC持续刺激72 h后，其上调α-SMA表达的作用消失或转而抑制α-SMA的表达，虽然阻断ERK通路对PDGF 和IL-1β诱导的MC表型转化无影响，但通过ERK上游信号Raf-1基因转染使ERK高度激活，又可显著抑制MC的表型转化，提示MC表型转化的细胞内信号调控机制复杂，除了MAPK信号通路以外，还存在调控MC表型转化的其他机制[5-7]，因此还需要进一步研究。
磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)-Akt信号通路是最为重要的调控细胞分化的细胞内信号通路。PI3K-Akt通路由受体酪氨酸激酶(RTK)、整合素、T和B细胞受体、细胞因子受体、G蛋白耦联受体等激活，引发在PI3K作用下的三磷酸磷脂酰肌醇的堆积，3种Akt异构体(Akt1、Akt2和Akt3)在PI3K的调控下介导许多下游事件。例如，Akt是胰岛素信号传递和葡萄糖代谢的主要调控者、Akt下游通路控制细胞的生长、细胞周期调控、细胞的存活及细胞凋亡等。这些发现使得Akt/PKB成为肿瘤、糖尿病等疾病治疗的重要靶点。最近有研究观察到，链脲佐菌素诱导的糖尿病大鼠肾小球内PI3K/Akt的抑制物类脂磷酸酶PTEN(phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome ten)表达显著减少、Akt异常激活；高糖环境培养的MC PTEN表达显著减少、Akt活性升高、细胞肥大；重组PTEN腺病毒转染MC使其过度表达PTEN，则可抑制高糖诱导的MC肥大。DN时，高糖所致的MC肥大被认为与TGF-β1的关系最为密切，TGF-β1可以降低MC PTEN的表达，Akt的活化增加；重组PTEN腺病毒转染的MC产生大量的PTEN以及植入Akt显性负突变基因使Akt水平下降，则显著减轻TGF-β1诱导的MC肥大[8]。以上研究结果提示，DN时MC表型转化可能与PI3K-Akt信号通路的异常(PTEN表达的降低、PI3K和Akt异常激活)有关。
3 研究中药对系膜细胞表型转化的干预作用可能是中药防治糖尿病肾病机制研究的切入点之一
尽管许多生长因子/细胞因子都可能与DN的发生发展有关，但迄今尚未发现通过直接使用某种细胞因子或其特异性阻断剂能够改善DN患者的预后。如前所述，MC的表型转化可能是DN肾小球硬化细胞学基础，而MC的表型转化也是在糖尿病众多致病因素共同作用下通过共同的细胞内信号调控机制所介导的结果。中药可能通过多靶点的共同作用干预DN的病理生理变化，因而，对中药抑制DN的MC表型转化作用及其机制进行研究可能是对中药防治糖尿病机制研究的切入点之一。
DN属中医“消渴”并发症之一。古代医家早已发现消渴日久可出现水肿并发症，如巢元方《诸病源候论》曰：“消渴其久病变，或发痈疽，或成水疾。”《圣济总录》云：“消渴病久，肾气受伤，肾主水，肾气虚衰，气化失常，开阖不利，能为水肿。”随着现代医学的发展，DN可以得到早期诊断，目前所指的DN并不局限于消渴出现水肿并发症之时，而更为强调中医中药对早期DN的防治研究。已有许多研究报道提示，某些中药具有防治DN的作用。如对DN可能具有防治作用的单味中药或中药提取物有大黄、黄芪、槲皮素、黄芩苷、黄芪苷、川芎嗪、葛根素、冬虫夏草制剂等；成方有“六味地黄丸”、“济生肾气丸”、“止消通脉宁”、“糖微康胶囊”、“益气养阴口服液”等。但对这些中药防治DN机制缺乏深入的研究，目前临床还难以推广应用。
在我们既往的研究中，观察到中药复方菟箭合剂(由菟丝子、鬼箭羽和汉防己组成)可以显著减少糖尿病大鼠24 h尿蛋白排泄量，肾组织病理可见肾小球系膜区增宽程度较未治疗的糖尿病大鼠减轻，以及肾小球内α-SMA表达明显减少，提示菟箭合剂可能通过某些机制干预了肾小球MC的异常表型转化，从而使MC的功能趋于正常[4]。MC的表型转化是在多种因素共同作用下发生的病理改变，然而，引起这种病理生理改变的细胞内信号调控机制可能相同。例如，PI3K-Akt信号通路的异常激活就可能是多种因素共同作用的结果。菟箭合剂对DN系膜细胞PI3K-Akt信号通路的影响方面的研究工作尚在进行之中，以期从这一方面进一步探索其防治DN的可能机制。
4 结语
DN的发生与发展是多种致病因素共同作用的结果，目前对其发病机制的研究也涉及多个方面，但单一的机制均不能解释发生发展全貌。许多研究提示，一些中药可能具有防治DN的作用，但对其作用机制缺乏深入研究，难以在临床推广应用。DN最为关键的病理变化是肾小球ECM的增多、肾小球逐渐硬化，而DN中肾小球MC表型转化可能是其细胞学基础，MC表型转化是由多种致病因素共同作用的结果，中药的药效也是多靶点综合作用的结果，研究中药抑制DN系膜细胞表型转化的作用及其机制可能是中药防治糖尿病机制研究的切入点之一。
【参考文献
】
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