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誰是推手?——探討腎臟纖維化的發(fā)生機(jī)制

 caimin133 2023-05-15 發(fā)布于福建

·編者按·

慢性腎臟?。–KD)估計(jì)影響了全球10%~14%的人口,而腎臟纖維化是CKD的常見病理特征和最終表現(xiàn),其形態(tài)特征包括腎小球硬化、小管萎縮、間質(zhì)慢性炎癥、纖維化以及血管稀疏。腎臟纖維化具有沉重的疾病負(fù)擔(dān)。經(jīng)過幾十年的不懈努力,人們已經(jīng)揭示腎臟纖維化機(jī)制的關(guān)鍵步驟。本文將介紹腎臟纖維化的細(xì)胞機(jī)制研究進(jìn)展。

慢性腎臟?。–KD)定義為存在腎臟結(jié)構(gòu)或功能異常超過3個(gè)月,并影響到健康狀況。臨床上最常用的診斷標(biāo)準(zhǔn)是估計(jì)腎小球?yàn)V過率(eGFR)<60 ml/(min·1.73 m2)或尿白蛋白與肌酐的比率(ACR)≥30 mg/g。慢性腎臟?。–KD)估計(jì)影響了全球10%~14%的人口[1]。腎臟纖維化是CKD的常見病理特征和最終表現(xiàn),特點(diǎn)是細(xì)胞外基質(zhì)過度沉積導(dǎo)致瘢痕形成,目前尚沒有針對(duì)CKD的抗纖維化療法[2]。


經(jīng)過幾十年不懈地努力,人們已經(jīng)揭示腎臟纖維化機(jī)制的關(guān)鍵步驟: 


第一,腎臟損傷引發(fā)的炎癥激活和免疫細(xì)胞浸潤(rùn);


第二,生長(zhǎng)因子、趨化因子和細(xì)胞因子等促纖維化介質(zhì)的釋放;


第三,由于細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)合成/降解的不平衡,肌成纖維細(xì)胞的激活和ECM在腎小管間質(zhì)的過度積聚;


第四,表型的改變和實(shí)質(zhì)細(xì)胞的不可逆轉(zhuǎn)的損失;


第五,腎臟微血管的減少。


雖然腎臟纖維化的機(jī)制由于涉及的細(xì)胞種類繁多而變得復(fù)雜,但在單細(xì)胞技術(shù)的幫助下,許多關(guān)鍵問題已經(jīng)得到了探索,如什么樣的腎小管會(huì)出現(xiàn)高纖維化,肌成纖維細(xì)胞起源于何處,哪些免疫細(xì)胞參與其中,以及細(xì)胞之間如何相互溝通。下面將介紹腎臟纖維化的細(xì)胞層面的機(jī)制研究進(jìn)展[3]。



腎臟纖維化始于“纖維化龕”




越來越多的證據(jù)支持這樣的觀點(diǎn):器官纖維化始于 “纖維化龕(fibrotic niche)”——受傷的實(shí)質(zhì)——和位于瘢痕區(qū)域內(nèi)的多個(gè)非血細(xì)胞系之間復(fù)雜的相互作用[4-6]。腎臟空間轉(zhuǎn)錄組分析表明,間質(zhì)細(xì)胞、免疫細(xì)胞和特定類型的腎小管上皮細(xì)胞是人類腎臟內(nèi)纖維化龕的細(xì)胞成分[7]。雖然纖維化龕的主要細(xì)胞類型已經(jīng)得到確定,但其功能異質(zhì)性和細(xì)胞系的相互作用需要進(jìn)一步澄清。圖1顯示的是肌成纖維細(xì)胞的起源和激活,在腎小管間質(zhì)中,損傷導(dǎo)致上皮細(xì)胞去分化,其特點(diǎn)是Notch、Wnt、Hedgehog(Hh)和SOX9途徑的上調(diào)。持續(xù)的損傷導(dǎo)致腎小管上皮細(xì)胞的周期停滯和衰老,伴隨著proibrotic因子的分泌和衰老相關(guān)的分泌表型(SASP)。受傷的VCAM-1+小管分泌旁分泌介質(zhì),如TGF-β、Hh和Wnt配體,影響間質(zhì)細(xì)胞和成纖維細(xì)胞,激活肌成纖維細(xì)胞的分化、增殖和ECM積累。值得注意的是,人們發(fā)現(xiàn)間質(zhì)空間存在不同的免疫細(xì)胞群包括巨噬細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和嗜堿性細(xì)胞,而這些表達(dá)特定標(biāo)記的細(xì)胞在腎臟纖維化中起著重要作用(圖1)。

圖片

圖1. 肌成纖維細(xì)胞的起源和激活



激活的肌成纖維細(xì)胞:腎臟纖維化的主要貢獻(xiàn)者




肌成纖維細(xì)胞的激活和隨后的ECM堆積是腎臟纖維化的主要事件。激活的肌成纖維細(xì)胞是腎臟纖維化的主要貢獻(xiàn)者,因?yàn)樗軌虍a(chǎn)生最多的基質(zhì)[8]。α-平滑肌肌動(dòng)蛋白(α-SMA)是激活成纖維細(xì)胞為肌成纖維細(xì)胞的特殊標(biāo)記。同樣地,其他間質(zhì)細(xì)胞,如周細(xì)胞和血管平滑肌細(xì)胞也表達(dá)α-SMA。肌成纖維細(xì)胞的來源仍有爭(zhēng)議。常駐成纖維細(xì)胞、周細(xì)胞、間質(zhì)干細(xì)胞(MSC)樣細(xì)胞、上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和循環(huán)骨髓來源細(xì)胞都是可能的前體候選者。Christoph等人對(duì)13例高血壓腎硬化導(dǎo)致的CKD患者的87 362個(gè)腎皮質(zhì)細(xì)胞進(jìn)行了全面分析[9]。在定義了表達(dá)大量ECM基因的肌成纖維細(xì)胞后,他們報(bào)告了腎臟中肌成纖維細(xì)胞的三個(gè)主要來源:PDGFRα+PDGFRβ+MEG3+成纖維細(xì)胞、PDGFRβ+COLEC11+CXCL12+成纖維細(xì)胞,以及PDGFRα-PDGFRβ+RGS5+NOTCH3+周細(xì)胞[10]。

肌成纖維細(xì)胞的激活機(jī)制是腎臟纖維化的核心問題。如上所述,腎臟損傷后形成一個(gè)纖維化的生態(tài)環(huán)境,受傷的腎小管細(xì)胞和浸潤(rùn)的免疫炎癥細(xì)胞可以分泌各種促纖維化的介質(zhì),這些介質(zhì)通過自分泌或旁分泌途徑靶向肌成纖維細(xì)胞前體,導(dǎo)致肌成纖維細(xì)胞的激活[11]。

腎臟纖維化可通過腎小管萎縮、間質(zhì)慢性炎癥和纖維化、腎小球硬化和血管稀疏來確定。除了細(xì)胞層面的進(jìn)展外,遺傳學(xué)和表觀遺傳學(xué)是調(diào)節(jié)腎臟纖維化的深層機(jī)制。而表觀遺傳學(xué)變化的可逆性,包括DNA甲基化、RNA干擾和染色質(zhì)重塑,為通過治療策略阻止或逆轉(zhuǎn)腎臟纖維化提供了機(jī)會(huì)。目前雖然還沒有針對(duì)CKD的抗纖維化療法,但令人欣慰的是,近些年,人們發(fā)現(xiàn)越來越多的現(xiàn)有藥物,如RAS阻斷劑、SGLT2抑制劑、血管加壓素受體V2拮抗劑和非甾體抗礦物皮質(zhì)激素可以延緩CKD的進(jìn)展。同樣,許多中草藥配方、單一草藥和中草藥化合物已被證明可以減少腎臟纖維化的發(fā)生[12-15]。


結(jié)語  



腎臟纖維化可通過腎小管萎縮、間質(zhì)慢性炎癥和纖維化、腎小球硬化和血管稀疏來確定,細(xì)胞層面的研究進(jìn)展顯示,肌成纖維細(xì)胞的激活和隨后的ECM堆積是腎臟纖維化的主要事件。同時(shí)器官纖維化始于纖維化龕(也就是受傷的實(shí)質(zhì))和位于瘢痕區(qū)域內(nèi)的多個(gè)非血細(xì)胞系之間復(fù)雜的相互作用。研究分析表明,間質(zhì)細(xì)胞、免疫細(xì)胞和特定類型的腎小管上皮細(xì)胞是人類腎臟內(nèi)纖維化龕的細(xì)胞成分,在腎臟的纖維化中起到重要作用。目前雖然還沒有針對(duì)CKD的抗纖維化療法,但是人們發(fā)現(xiàn)越來越多的現(xiàn)有藥物,如RAS阻斷劑、SGLT2抑制劑、血管加壓素受體V2拮抗劑和非甾體抗礦物皮質(zhì)激素可以延緩CKD的進(jìn)展。同樣,許多中草藥配方、單一草藥和中草藥化合物已被證明可以減少腎臟纖維化的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

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(來源:《腎醫(yī)線》編輯部)

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