中醫(yī)藥調(diào)控中心粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)脂質(zhì)運(yùn)載蛋白在腎臟病中作用的研究進(jìn)展*

劉凡　孔薇

（1．南京中醫(yī)藥大學(xué)，江蘇南京210029；2．南京中醫(yī)藥大學(xué)第三附屬醫(yī)院，南京市中醫(yī)院，江蘇南京210001）

中醫(yī)藥調(diào)控中心粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)脂質(zhì)運(yùn)載蛋白在腎臟病中作用的研究進(jìn)展*

劉凡1孔薇2

（1．南京中醫(yī)藥大學(xué)，江蘇南京210029；2．南京中醫(yī)藥大學(xué)第三附屬醫(yī)院，南京市中醫(yī)院，江蘇南京210001）

中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)脂質(zhì)運(yùn)載蛋白腎臟疾病中醫(yī)藥生物學(xué)標(biāo)記物腎臟保護(hù)

中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)脂質(zhì)運(yùn)載蛋白（NGAL）是一種新型脂籠蛋白。研究表明其具有多樣的生理功能，參與多種生化反應(yīng)過程，包括胚胎發(fā)育、細(xì)胞凋亡、脂質(zhì)代謝、細(xì)胞分化、組織重構(gòu)、炎癥免疫應(yīng)答以及腫瘤的發(fā)生發(fā)展等［1］。近年來(lái)發(fā)現(xiàn)NGAL與腎臟疾病關(guān)系密切，以下對(duì)近年來(lái)NGAL與腎臟病的聯(lián)系及中醫(yī)藥對(duì)其調(diào)控的作用進(jìn)展作一總結(jié)。

1　NGAL生物特性及生理功能

1.1生物特性NGAL的結(jié)構(gòu)是一條具有疏水性杯狀結(jié)構(gòu)的多肽鏈，可提供與親脂性配體結(jié)合位點(diǎn)［2］。因此其可運(yùn)輸疏水親脂性因子。同時(shí)NGAL的花萼狀結(jié)構(gòu)，能夠結(jié)合低分子量鐵載體。正常情況下，NGAL在不成熟的中性粒細(xì)胞中合成，以極低水平在腎臟、肝臟、胃、結(jié)腸、胰腺、前列腺等組織中表達(dá)，而在腦和心臟等組織中不表達(dá)［3］。但在炎癥反應(yīng)、上皮細(xì)胞受損、外界有害因素刺激及惡性腫瘤環(huán)境中，NGAL可大量表達(dá)。

1.2生理功能研究提示，NGAL具有抑菌作用。Gwira等［4］研究表明，NGAL可與鐵載體形成復(fù)合物，阻斷了細(xì)菌獲取鐵元素的途徑而達(dá)到抑菌目的。同時(shí)NGAL可誘導(dǎo)白細(xì)胞內(nèi)顆粒的釋放，消滅病原微生物［5］。另外，NGAL可在淋巴結(jié)部分濾泡中心細(xì)胞中表達(dá)，提示其可能還與B細(xì)胞的發(fā)育相關(guān)［6］。因此，NGAL可通過以上途徑參與對(duì)細(xì)菌的免疫。Yang J等［7］研究提示，NGAL還可參與腎臟的發(fā)育，腎臟的發(fā)育受輸尿管芽分泌因子的調(diào)控，而NGAL為誘導(dǎo)上皮細(xì)胞形成輸尿管芽分泌因子的因素之一；同時(shí)其具有鐵轉(zhuǎn)運(yùn)功能，被早期的原始腎上皮細(xì)胞攝取，通過轉(zhuǎn)鐵過程作用于基質(zhì)細(xì)胞及早期原始上皮，促進(jìn)細(xì)胞增殖、分化，產(chǎn)生腎單位樣結(jié)構(gòu)。并且NGAL可介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的發(fā)生、發(fā)展以及浸潤(rùn)和轉(zhuǎn)移，Tong等［8］研究發(fā)現(xiàn)，它可使腫瘤細(xì)胞免受凋亡誘導(dǎo)因子導(dǎo)致的細(xì)胞凋亡。同時(shí)NGAL可保護(hù)MMP-9酶活性，減少其自身降解。MMP-9可減少細(xì)胞間黏附分子的表達(dá)，增加細(xì)胞與基質(zhì)間的接觸，促使腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移、浸潤(rùn)，形成新生血管等［9］。

2　與腎臟疾病的關(guān)系

2.1對(duì)腎臟損傷的保護(hù)1）抗腎間質(zhì)纖維化。有實(shí)驗(yàn)證實(shí)NGAL能與調(diào)節(jié)基質(zhì)金屬蛋白酶-9（MMP-9）結(jié)合形成復(fù)合物，保護(hù)其不被降解，從而維持其對(duì)細(xì)胞外基質(zhì)降解的功能［10］。同時(shí)有研究［11］提示NGAL可能在腎間質(zhì)纖維化早期起負(fù)向調(diào)節(jié)作用。另外NGAL能夠增加鈣依賴性跨膜糖蛋白（E-cad）的表達(dá)，抑制腎間質(zhì)纖維化［12］。2）修復(fù)損傷的腎小管。NGAL在小管近端與鐵結(jié)合后可形成復(fù)合體，參與鐵的運(yùn)輸和清除，降低由鐵離子介導(dǎo)的氧化損傷，同時(shí)在細(xì)胞內(nèi)的鐵離子又可以參與調(diào)節(jié)多種細(xì)胞周期蛋白的表達(dá)，促進(jìn)腎小管上皮細(xì)胞的修復(fù)［13］。3）減少細(xì)胞凋亡。Cui LY等［14］通過補(bǔ)充外源性NGAL至體外培養(yǎng)經(jīng)缺氧/復(fù)氧損傷后的人腎近曲小管細(xì)胞（HK-2）細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)促調(diào)亡蛋白Bax和Bcl-2蛋白，以及含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶-3（caspase-3）表達(dá)顯著下降，HK-2細(xì)胞調(diào)亡減輕。實(shí)驗(yàn)表明NGAL可抑制缺氧/復(fù)氧引起細(xì)胞損傷及細(xì)胞調(diào)亡。

2.2早期腎損傷的生物標(biāo)記物1）急性腎損傷。Michael［15］發(fā)現(xiàn)，被誘導(dǎo)腎臟受損1 h后的小鼠尿液中，NGAL的水平顯著高于正常小鼠，即使是輕微的亞臨床腎缺血，也可檢測(cè)到其濃度變化。同樣有實(shí)驗(yàn)［16］指出，在腎臟急性缺血再灌注及順鉑誘導(dǎo)的小鼠腎損傷模型中，尿NGAL能在腎損傷發(fā)生后的3 h內(nèi)檢測(cè)到，明顯早于尿N-乙?；?D-氨基葡萄糖苷酶（NAG）及β-微球蛋白的變化，并且此時(shí)血肌酐水平亦沒有明顯的變化。因此，NGAL是早期急性腎損傷的一種敏感性和特異性都較高的生物學(xué)標(biāo)志物，對(duì)判斷腎臟的早期損害以及提高急性腎損傷的療效具有重要的臨床意義。2）慢性腎臟病。Mori等［17］發(fā)現(xiàn)尿NGAL可預(yù)測(cè)慢性腎臟病2～4期患者的血肌酐值，與腎小球?yàn)V過率呈明顯負(fù)相關(guān)，并且發(fā)現(xiàn)NGAL和半胱氨酸蛋白酶抑制劑C（CysC）相關(guān)性很高。同樣，對(duì)1型糖尿病患者的實(shí)驗(yàn)［18］指出，NGAL可以作為糖尿病腎病早期的一個(gè)有效的敏感的生物學(xué)指標(biāo)，并且在早期診斷方面比尿蛋白更靈敏而且操作簡(jiǎn)單。除了以上發(fā)現(xiàn)，在關(guān)于IgA腎病研究上，有實(shí)驗(yàn)［19］提示尿液NGAL可能是反映IgA腎病小管間質(zhì)早期損傷的敏感指標(biāo)，可為IgA腎病的早期診斷與治療提供參考。另外Brunner等［20］指出狼瘡性腎炎患者尿NGAL明顯增高，且與狼瘡性腎炎的活動(dòng)評(píng)分相關(guān)性很大。綜上，NGAL亦可作為慢性腎臟病早期診斷以及評(píng)估腎功能損害的敏感生物學(xué)標(biāo)志物，為慢性腎臟病的臨床治療提供重要幫助。

3　中醫(yī)藥對(duì)NGAL在腎臟病中調(diào)控作用的研究

3.1中藥提取物及中藥單藥有研究指出，從燈盞花中提取的燈盞花素對(duì)膿毒血癥急性腎損傷有保護(hù)作用，實(shí)驗(yàn)中膿毒血癥組大鼠血清及腎臟組織NGAL表達(dá)水平明顯升高，燈盞花素注射液可明顯降低血清NGAL及腎臟組織NGAL表達(dá)水平［21］。燈盞花素具抑制腎小球系膜增殖和腎小球局灶硬化［22］，減輕腎臟間質(zhì)纖維化［23］的作用。同樣，奚百順等［24］研究顯示在膿毒癥早期應(yīng)用黃芩苷對(duì)膿毒癥大鼠腎臟有保護(hù)作用，可使腎組織內(nèi)及血清NGAL濃度明顯減少，腎臟病理組織學(xué)損傷明顯好轉(zhuǎn)。其機(jī)制與黃芩苷能減少炎性因子，抗細(xì)胞凋亡，保護(hù)腎組織相關(guān)。研究顯示，冬蟲夏草可減輕缺血-再灌注引起的急性腎損傷大鼠的尿及腎組織NGAL水平，明顯緩解腎組織損傷。冬蟲夏草具有修復(fù)腎小管功能、直接或間接保護(hù)腎小球?yàn)V過膜屏障、抗腎小球纖維化等作用［25］。同樣，有研究中指出，人參提取物人參皂苷Rb1對(duì)腸缺血再灌注所致腎臟損傷具有保護(hù)作用，可顯著降低血NGAL水平［26］。人參皂苷Rb1可通過抑制氧化應(yīng)激反應(yīng)，保護(hù)線粒體功能，對(duì)腎小管上皮細(xì)胞凋亡具有保護(hù)作用。從以上研究可以看出，部分中藥提取物及中藥單藥在腎臟損傷方面可顯著降低血或尿或腎組織中NGAL水平，有效緩解腎損傷，保護(hù)腎臟。

3.2中藥復(fù)方制劑王騫等［27］研究發(fā)現(xiàn)，川黃方聯(lián)合凱時(shí)可有效降低脾腎氣虛、毒瘀互結(jié)型慢性腎臟病合并急性腎損傷患者尿NGAL水平，保護(hù)腎功能。川黃方中含制大黃、川芎、黃連、黨參等。方中大黃及其相關(guān)制劑能下調(diào)炎性因子，抑制炎性反應(yīng)，提高NO含量，減輕腎小管壞死［28］；同時(shí)川芎及其相關(guān)制劑能抑制血小板聚集，改善微循環(huán)及腎組織缺血缺氧，起到保護(hù)腎臟的作用。同樣，有實(shí)驗(yàn)指出腎康注射液對(duì)膿毒癥急性腎損傷大鼠尿NGAL水平有降低作用，且腎臟病理學(xué)改變減輕。腎康注射液由大黃、黃芪、紅花、丹參、川芎等中藥制成的復(fù)方制劑，研究發(fā)現(xiàn)其能夠抑制炎癥反應(yīng)，減輕氧化應(yīng)激，保護(hù)腎功能［29］。關(guān)于防己茯苓湯有研究［30］發(fā)現(xiàn)，其具有抑制急性腎損傷大鼠的腎功能進(jìn)展，保護(hù)腎功能的作用。實(shí)驗(yàn)提示這可能與抑制腎組織NGAL mRNA和NGAL蛋白表達(dá)水平有關(guān)。另外，許筠等［31］研究指出，復(fù)方萆薢湯可降低尿酸性腎病大鼠的血尿酸水平，抑制NGAL表達(dá)，實(shí)驗(yàn)推測(cè)復(fù)方萆薢湯的作用機(jī)制可能為減少尿酸鹽在腎小管的沉積和NGAL的分泌，抑制腎間質(zhì)纖維化有關(guān)。復(fù)方萆薢湯中萆薢為君藥，是治療腎間質(zhì)纖維化和腎衰竭的有效藥物［32］。因此，部分中藥復(fù)方制劑具有降低NGAL水平，減少腎臟損害等作用。

以上可以看出，中醫(yī)藥可有效改善腎損傷中腎組織或尿或血NGAL水平，減少腎臟損傷。已有實(shí)驗(yàn)提示［33］，腎小管間質(zhì)損傷程度與尿NGAL水平具有良好相關(guān)性，在腎小管損傷時(shí)尿NGAL可明顯升高。其原因可能為NGAL反饋性升高以減少腎小管上皮細(xì)胞凋亡，促進(jìn)其再生，保護(hù)損傷腎小管。研究發(fā)現(xiàn)中醫(yī)藥可通抑制炎癥反應(yīng)，減輕氧化應(yīng)激，抗腎小管細(xì)胞凋亡，抗腎間質(zhì)纖維化等方式減輕腎小管損傷，因此，NGAL的下降可能與腎小管被修復(fù)相關(guān)。另外，NF-KB的活化可調(diào)控NGAL的表達(dá)［34］，許多中藥或復(fù)方可抑制NF-KB的活化表達(dá)［35］，這可能為調(diào)控NGAL的機(jī)制之一。同樣，有研究［36］證實(shí)，NGAL可促進(jìn)腎小球硬化的發(fā)生，中醫(yī)藥可有效抑制腎小球系膜細(xì)胞的增殖，減少相關(guān)細(xì)胞因子表達(dá)，這可能與降低NGAL水平，保護(hù)受損腎組織有關(guān)。

4　總結(jié)

NGAL作為新型的生物學(xué)敏感標(biāo)記物，有助于預(yù)測(cè)、評(píng)估急性或慢性腎損傷，有助于早期治療，提高臨床療效。并且NGAL可參與腎臟的發(fā)育修復(fù)，與腎臟病的發(fā)生發(fā)展關(guān)系密切，可以此作為治療腎臟疾病的研究靶點(diǎn)。同時(shí)，我國(guó)中醫(yī)藥歷史悠久，有其獨(dú)特的療效，現(xiàn)代藥理研究發(fā)現(xiàn)部分中醫(yī)藥能有效降低NGAL水平，保護(hù)腎功能，可成為治療相關(guān)疾病的新途徑，但對(duì)于中醫(yī)藥調(diào)控NGAL在受損腎臟中表達(dá)的具體機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。

［1］Yan L，Borregaard N，K jeldsen L，et al.The high molecular

weight urinary matrix metalloproteinase MMP activity is a complex of gelatinase B/MMP9 and neutrophil gelatinase-as-sociated lipocalin NGAL modulation of MMP9 activity by NGAL［J］.Biochem Biophys，2001，276（40）：37258-37265.

［2］Coles M，Diercks T，Muehlenweg B，et al．The solution structure and dynamics of human neutrophil gela-tinase-associated lipocalin［J］．Mol Biol，1999，289（1）：139-157．

［3］Molitoris BA.Transitioning to therapy in ischemic acuterenal failure［J］.Am Soc Nephrol，2003，14（2）：265-267.

［4］Gwira JA，Wei F，Ishibe S，et al．Expression of neutrophil gelatinase－associated lipocalin regulates epithelial morphogenesis invitro［J］.Biol Chem，2005，280（9）：7875-7882．

［5］Jones DE，Bevins CL．Paneth cells of the human small intestine express anantimicrobial peptide gene［J］．J Biol Chem，1992，267（32）：23216-23225．

［6］龔淑文，沈水娟，何劍零.NGAL的結(jié)構(gòu)功能及其在慢性腎臟病的作用［J］.中國(guó)中西醫(yī)結(jié)合腎病雜志，2013，14（3）：354-356.

［7］Yang J，Goetz D，Li JY，et al．An iron delivery pathway mediated by a lipocalin［J］．Mol Cell，2002，10（5）：1045-1056．

［8］Tong Z，Wu X，Ovcharenko D，et al.Neutrophil gelatinaseassociated lipocalin as a survival factor［J］.BiochemJ，2005，391（Pt 2）：441-448.

［9］Nuntagowat C，Leelawat K，Tohtong R.NGAL knockdown by siRNA in human cholangiocarcinoma cells suppressed invasion by reducing NGAL/MMP-9 complex fomation［J］.Clin Exp Metastasis，2010，27（5）：295-305.

［10］Malla N，Sjoli S，Winberg JO，et al.Biological and pathobiological functions of gelatinase dimers and complexes［J］.Connect Tissue Res，2008，49：180-184.

［11］劉剛，于永剛，梁毅文，等．NGAL在腎間質(zhì)纖維化不同階段的表達(dá)及意義［J］．浙江臨床醫(yī)學(xué)，2010，12（5）：458-461．

［12］Yang J，Mori K，Li JY，et al．Iron，lipocalin，and kidney epithelia［J］．Am J PhysiolRenalPhysiol，2003，285（1）：F9-F18．

［13］Bao GH，Clifton M，Hoette TM，et al.Iron Traffics in circulation bound to a siderocalin（Ngal）-catechol complex［J］.Nat Chem Biol，2010，6（8）：602-609.

［14］Cui LY，Yang S，Zhang J.Protective effects of neutrophil gelatinase-associated lipocalin on hypoxia/reoxygenation injury of HK-2 cells［J］.Transplant Proc.2011，43（10）：3622-3627.

［15］Michael Z，Kimberly K，Ayse A，et al.Urine neutrophil gelatinase-assoiated lipocalin is an early marker of acute kidney injury in critically ill children：a prospective cohort study［J］. Critical Care，2007，11（4）：84-94.

［16］Mishra J，Dent C，Tarabishi R，et al．Neutrophil gelatinaseassociated lipocalin（NGAL）as a biomarker for acute renal injury after cardiacsurgery［J］．Lancet，2005，365（9466）：1231-1238.

［17］Mori K，Lee HT，Rapoport D et al.Endoeytic delivery of lipocalin-siderophore-iron complex reseues the kidney from ischemiareperfusioninjury［J］.JClinInvest，2005，115：610-621.

［18］Lacquaniti A，Donato V，Pintaudi B，et al．"Normoalbuminuric"diabetic nephropathy：tubular damage and NGAL［J］．Acta Diabetol，2013，50（6）：935-942．

［19］Ding H，He Y，Li K，et al．Urinary neutrophil gelatinase-associated lipocalin（NGAL）is an early biomarker for renal tubulointerstital injury in IgA nephropathy［J］．Clin Immunol，2007，123（2）：227-234．

［20］Pitashny M，Schwartz N，Qing X，et al.Urinary lipocalin-2 is associated with renal disease activity in human lupus nephritis［J］.Arthritis Rheum，2007，56（6）：1894-1903.

［21］楊梅，張艷杰.燈盞花素對(duì)膿毒血癥模型大鼠急性腎損傷保護(hù)作用的實(shí)驗(yàn)研究［J］.浙江中西醫(yī)結(jié)合雜志，2014，24（12）：1060-1063.

［22］史冀華，王海溥，唐哲.燈盞花素對(duì)腦死亡巴馬小型豬腎臟的保護(hù)作用［J］.中華器官移植雜志，2006，12（27）：755-758.

［23］楊梅，張巖，陳必成，等.燈盞花素對(duì)單側(cè)輸尿管梗阻大鼠腎間質(zhì)纖維化的保護(hù)作用［J］.解放軍醫(yī)學(xué)雜志，2009，34（10）：1206-1210.

［24］奚百順，黃培志.黃芩苷對(duì)膿毒癥大鼠早期腎功能損傷的保護(hù)作用［J］.中國(guó)臨床醫(yī)學(xué)，2011，18（5）：714-717.

［25］余洪磊.冬蟲夏草對(duì)大鼠腎缺血再灌注模型腎組織HIF-1α及NGAL表達(dá)的影響［D］.長(zhǎng)沙：中南大學(xué)，2010：26-30.

［26］孫倩.人參皂苷Rb1對(duì)小鼠腸缺血再灌注致急性腎損傷保護(hù)作用中的分子機(jī)制研究［D］.武漢：武漢大學(xué)，2014：40-50.

［27］王騫.川黃方聯(lián)合凱時(shí)對(duì)脾腎氣虛、毒瘀互結(jié)型2～4期CKD合并AKI患者急性腎損傷標(biāo)志物的影響［D］.上海：上海中醫(yī)藥大學(xué)，2014：36-45.

［28］胡乃珂．重用大黃芒硝治療流行性出血熱急性腎衰竭臨床觀察［J］．山東中醫(yī)雜志，2003，22（10）：607-608.

［29］張敏，彭翔.腎康注射液對(duì)膿毒癥大鼠急性腎損傷的保護(hù)作用［J］.武漢大學(xué)學(xué)報(bào)，2015，36（1）：110-113.

［30］蘇中昊，葉進(jìn).防己茯苓湯對(duì)急性腎損傷大鼠腎組織KIM-1和NGAL表達(dá)的影響［J］.中醫(yī)雜志，2014，55（6）：500-503.

［31］許筠，李建華.復(fù)方萆薢湯對(duì)尿酸性腎病大鼠尿NGAL和KIM-1的影響［J］.中國(guó)中西醫(yī)結(jié)合腎病雜志，2014，15（3）：201-204.

［32］周珂，曠惠桃，龍華君，等．痛風(fēng)克湯對(duì)痛風(fēng)性腎病的臨床療效觀察［J］．中國(guó)中西醫(yī)結(jié)合腎病雜志，2008，9（1）：75-76．

［33］張科，劉彧崟.尿NGAL與CKD腎小管間質(zhì)損傷的相關(guān)性研究［J］.檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)，2015，30（4）：327-329.

［34］Bu DX，Hemdahl AL，Gabrielsen A，et al.Induefon of neutmphil gelatinase-associated lipocelin in vascular injutry via activation of nuclera factor-kappa B［J］．Am J Pat hol，2006.169（6）：2245-2253.

［35］楊珍.NF-κB與腎臟病的關(guān)系［J］.河南中醫(yī)，2014，34（4）：772-773.

［36］毛山山.NGAL-NGALR在腎小球腎炎中的表達(dá)及其機(jī)制的實(shí)臉研究［D］.上海：復(fù)旦大學(xué)，2011：56-57.

R256.5

A

1004-745X（2015）11-1983-03

10.3969/j.issn.1004-745X.2015.11.034

2015-06-20）

江蘇省南京市衛(wèi)生局項(xiàng)目基金（YKK12149）