p38MAPK與腎臟疾病關(guān)系的研究進展

陳子搖，黃勝華，連希艷

(昆明醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院腎臟內(nèi)科，云南 昆明650101)

p38MAPK與腎臟疾病關(guān)系的研究進展

陳子搖，黃勝華，連希艷

(昆明醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院腎臟內(nèi)科，云南 昆明650101)

p38MAPK信號通路是細胞內(nèi)外主要的信息傳遞途徑之一，可通過調(diào)節(jié)細胞增殖、分化、凋亡等生理病理過程，影響多種細胞內(nèi)應(yīng)答。近年研究發(fā)現(xiàn)，通過三級酶促級聯(lián)反應(yīng)激活p38MAPK信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，磷酸化下作用于下游轉(zhuǎn)錄因子NF-κB、AP-1等調(diào)節(jié)特定的基因表達，可影響細胞的存活狀態(tài)，導(dǎo)致炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生，引起一系列生物學(xué)效應(yīng)，從而促進腎臟的纖維化，在多種腎臟疾病的發(fā)生發(fā)展中起著很重要的作用。本文主要將p38MAPK與急性腎損傷、糖尿病腎臟病、狼瘡性腎炎、多囊腎、終末期腎臟病等疾病的病情發(fā)生發(fā)展情況做一綜述，闡明其與相關(guān)腎臟疾病關(guān)系的作用機制，以及對該通路的干涉在臨床治療上的應(yīng)用，可能存在的問題及其未來發(fā)展趨勢。

p38MAPK；信號轉(zhuǎn)導(dǎo)；腎臟疾病；治療

絲裂原活化蛋白激酶(Mitogen-activated protein kinase，MAPK)是一組絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，廣泛存在于哺乳動物細胞內(nèi)，可將真核細胞外的刺激信號傳遞入細胞核，參與細胞生長、發(fā)育、分化及凋亡等生理病理過程[1]。p38MAPK是MAPKs家族中的成員之一，研究發(fā)現(xiàn)其可被多種應(yīng)激原(如H2O2、缺氧、熱休克、紫外線等)，炎性因子(TNF-α，IL-1，F(xiàn)GF)及脂多糖(Lipopolysaccharide，LPS)和G+細菌的細胞壁成分刺激激活，引起一系列的生物學(xué)效應(yīng)，從而影響細胞的存活狀態(tài)，進而參與疾病的發(fā)生發(fā)展[2]。本文旨在探討p38MAPK的生物學(xué)功能與腎臟疾病的關(guān)系及作用。

1 p38MAPK信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路

1.1 p38MAPK信號通路及組成 目前發(fā)現(xiàn)絲裂原活化蛋白激酶MAPK信號通路，主要包括三大類：應(yīng)激活化蛋白激酶(Stress-activatedproteinkinase，SAPK)/c-Jun氨基末激酶(c-jun N-terminal kinase，JNK)信號通路、ERK細胞外信號調(diào)節(jié)蛋白激酶(Extracellular signal-regulated protein kinase，ERK)通路以及p38MAPK信號通路。而p38MAPK是MAPKs重要的家族成員，是由360個氨基酸組成的38 kDa的蛋白，共有4種亞型，p38α、p38β、p38γ和p38δ；有研究顯示其序列同源性僅為60%左右，這說明它們之間具有不同的功能，在各組織細胞中的分布也存在一定的差異性。p38α、β廣泛存在于各組織中，而p38γ則在肌肉中高表達，p38δ則高表達于肺、胰腺、睪丸、小腸、腎臟和內(nèi)分泌腺中[3-4]。

1.2 p38MAPK的活性調(diào)節(jié) p38MAPK的激活主要是蘇氨酸和酪氨酸殘基的特定位置發(fā)生雙重磷酸化的過程。這個磷酸化的過程可主要概括為三級酶促級聯(lián)反應(yīng)：MAPK激酶激酶(MAPKKK)—MAPK激酶(MAPKK)—MAPK。細胞外信號與受體特異性結(jié)合后，磷酸化上游MAPKK激酶(包括MEKK1、MEKK2、MEKK3、MEKK4、MLK2/3，DLK、ASK1、TP12和TaK1)，進而促進MAPKK(MKK3/MKK4/ MKK6)基因表達，最后激活p38MAPK基因蛋白，磷酸化下作用于下游轉(zhuǎn)錄因子NF-κB、AP-1等，調(diào)節(jié)特定的基因表達來影響細胞的增殖、分化和細胞因子的合成[5]。

2 p38MAPK與腎臟疾病的關(guān)系

2.1 p38MAPK與急性腎衰竭 急性腎衰(Acute kidney injury，AKI)是一種高發(fā)病率及高死亡率的臨床并發(fā)癥[6]，其病理生理過程較為復(fù)雜，主要累及腎臟管狀細胞和血管細胞的損害且伴有明顯的炎癥反應(yīng)[7]。大量實驗證明p38MAPK信號通路與很多細胞反應(yīng)密不可分，包括炎癥、細胞分化、細胞生長和細胞凋亡[8]，有研究顯示腎小管細胞的凋亡與p38蛋白有著密切的聯(lián)系[9]。Gui等[10]在黃氏甲苷(AS-IV)可通過抑制氧化應(yīng)激及細胞凋亡途徑防止齲齒類動物急性腎損傷模型的研究中，證實通過對AKI動物模型進行黃氏甲苷(AS-IV)預(yù)處理可有效抑制p38MAPK磷酸化，顯著減少腎小管細胞的凋亡，提示p38MAPK參與急性腎衰的發(fā)病過程。

Ma及其研究小組[11]在對急性缺血性腎損傷引起的大鼠肺損傷中的p38MAPK-HSP27信號通路的功能研究中將大鼠隨機分為A、B、C三組，A組為對照組，B組為急性腎損傷組，C組為急性腎損傷+ SB203580(p38MAPK磷酸化抑制劑)組，通過檢測三組不同時間段肺損傷標(biāo)志物，且用免疫蛋白質(zhì)印跡法(Western blot)分析檢測p38 MAPK及HSP27蛋白的表達，結(jié)果顯示A組在每個時間點上都未有任何顯著性差異；而B組于2 h后蛋白表達增加，提示p38MAPK及HSP27蛋白的表達逐漸升高且相對于A組來說維持著逐漸增長的趨勢。而與B組比較，加了抑制劑的C組的p38MAPK蛋白表達量在各時間段均減少。兩兩相比均有顯著性差異，且具有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)。這說明AKI與p38MAPK磷酸化息息相關(guān)，通過抑制p38MAPK磷酸化，可降低肺損傷的風(fēng)險，減輕急性腎損傷的發(fā)病過程。

此外，Qi等[12]在研究骨髓間充質(zhì)干細胞可通過抑制細胞凋亡保護順鉑引起的大鼠急性腎損傷的研究中發(fā)現(xiàn)，可通過抑制p38MAPK及ERK的活化、下調(diào)促凋亡基因Bax的表達、caspase-3的裂解及上調(diào)抗凋亡基因Bcl-2的表達，從而抑制腎小管上皮細胞的凋亡，緩解急性腎功能不全的進展。然而引起AKI的發(fā)病機制較為復(fù)雜，在Kim等[13]研究中卻有不同的看法，他認(rèn)為p38MAPK途徑并未參與順鉑引起的急性腎損傷，只提示ERK及JNK信號通路會引起腎小管上皮細胞的損傷，參與急性腎衰竭的炎癥反應(yīng)；但這也只是單方面的個人研究，大多數(shù)結(jié)論還是偏向于有著一定的聯(lián)系，那么具體p38MAPK信號通路是否參與急性腎損傷的發(fā)病機制，也還需進一步大量實驗證實。

2.2 p38MAPK與糖尿病腎病 糖尿病腎病(Diabetic nephropathy，DN)是糖尿病最嚴(yán)重的慢性合并癥之一，是導(dǎo)致慢性腎衰的主要病因，僅次于腎小球腎炎。其病理特征主要是細胞外基質(zhì)(Extra cellular matrix，ECM)的腎小球和腎小管基底膜增厚，腎小球系膜基質(zhì)的增厚，最終發(fā)展為腎小球硬化和腎小管間質(zhì)纖維化[14]。近年來國內(nèi)外研究報道，在實驗性糖尿病腎病模型中通過高血糖、炎癥細胞因子、機械刺激、氧化應(yīng)激、血管緊張素II等可激活p38絲裂原活化蛋白激酶(p38MAPK)信號通路，導(dǎo)致腎臟的損害。在Fang等[15]研究中，早期強化胰島素治療糖尿病大鼠，可通過抑制DN大鼠腎皮質(zhì)p38蛋白激酶通路的激活，抑制腎小球肥大和細胞外基質(zhì)擴張，從而減輕病理異常的糖尿病腎病。Lee等[16]也證實在糖尿病腎病中TGF-β1與p38MAPK息息相關(guān)，可以通過抑制磷酸化激活的p38MAPK，降低腎小球系膜中纖維蛋白的產(chǎn)生，降低TGFβ1的表達，從而減少尿蛋白排泄率。也有研究發(fā)現(xiàn)通過抑制p38MAPK磷酸化，可顯著抑制促炎性介質(zhì)的釋放，進一步防止糖尿病腎病的進展[17]。Fang等[17]的研究結(jié)果從另一方面證實，PKC-MAPK通路中mRNAs的高表達在DN早期組織損傷的發(fā)展中扮演著不可或缺的作用。通過激活PKC--p38MAPK--TGF途徑，可促使糖尿病腎病中腎皮質(zhì)細胞外基質(zhì)(ECM)的產(chǎn)生。由此可見，p38絲裂原活化蛋白激酶作為信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的交匯點，通過其磷酸化進一步激活TGF等途徑，參與糖尿病腎病的發(fā)生與發(fā)展。

2.3 p38MAPK與狼瘡性腎炎 狼瘡性腎炎是具有嚴(yán)重潛在危害性的一組系統(tǒng)性紅斑狼瘡(Systemic lupus erythematosus，SLE)合并雙腎不同病理類型免疫性損害疾病[18]。在Liu等[19]研究報道中，狼瘡性腎炎的患者外周血單核細胞中腫瘤壞死因子低誘導(dǎo)物(Tumor Necrosis Factor-Like Weak Inducer of Apoptosis,TWEAK)明顯高于只患系統(tǒng)性紅斑狼瘡而未有腎臟損害的患者，實驗發(fā)現(xiàn)抗TWEAK抗體腫瘤壞死因子低誘導(dǎo)物(TWEAK)抗體抑制p38MAPK通路的激活，炎癥細胞因子IL-10、MCP-1會明顯減少，且與p38MAPK抑制劑SB203580所顯示的磷酸化p38(Phosphorylated-p38，p-p38)蛋白表達相比并無多大區(qū)別，提示p38MAPK信號通路在狼瘡性腎炎的發(fā)病進展中也起著一定的作用；p38絲裂原活化蛋白激酶既然作為一種信號通路參與細胞的凋亡、炎癥反應(yīng)等，那么我們或許可以通過抑制它的活化來延緩病情的進展。張芹等[20]在研究氟伐他汀對慢性移植物抗宿主病狼瘡性腎炎模型小鼠腎組織p38MAPK表達的影響實驗中發(fā)現(xiàn)氟伐他汀干預(yù)組相比于模型組p38MAPK，p-p38MAPK指標(biāo)明顯降低(均P＜0.05)，且高劑量組低于低劑量組(P＜0.05)，且也發(fā)現(xiàn)p-p38MAPK的活化程度與TGF-β1的表達明顯正相關(guān)(r=0.818，P＜0.05)，氟伐他汀或許是通過抑制p38MAPK上游信號TGF-β1，減弱p-p38MAPK的活化導(dǎo)致腎臟的纖維化。

2.4 p38MAPK與多囊腎 多囊性腎病是一種具有遺傳性特征且隨著腎囊腫的發(fā)展而產(chǎn)生的疾病，隨著時間的遷移，大約60歲后會漸漸破壞腎的實質(zhì)，而最終導(dǎo)致腎衰竭[21]。常染色體顯性遺傳型多囊腎(Autosomal dominant polycystic kidney，ADPKD)臨床上較為常見。Wilson等[22]研究發(fā)現(xiàn)正常胎兒中均有表皮生長因子受體EGFR(HER-1)和HER-2(neu/ ErbB2)，而在成年后就只有HER-2(neu/ErbB2)，在多囊性腎病(ADPKD)上皮細胞基底膜上，表皮生長因子受體HER-2(neu/ErbB2)卻分布較多，實驗中證實用HER-2(neu/ErbB2)抑制劑AG825可抑制HER-2 (neu/ErbB2)向EGFR(HER-1)的遷移轉(zhuǎn)化，而這轉(zhuǎn)化的機制卻與P38MAPK息息相關(guān)。利用熒光細胞活性檢測技術(shù)更深層次的抑制分析顯示：ADPKD表型治療是經(jīng)p38MAPK通路介導(dǎo)，結(jié)果顯示ADPKD遷移缺陷是由其抑制劑SB203580治療改善的，而并非是MEK1/2的抑制劑UO126，也不是PI3抑制劑渥曼青霉素所抑制；然而近年另一項羅格列酮通過抑制ADPKD上皮細胞的TGF-β1來延緩腎臟纖維化的發(fā)生研究中，發(fā)現(xiàn)通過調(diào)節(jié)Smad2信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，抑制TGFβ1的激活，影響膠原蛋白I及纖維蛋白的合成，而卻未通過p38MAPK途徑，也無交叉聯(lián)系關(guān)系[23]。這也說明，在多囊性腎病(ADPKD)的病理生理及治療中，有著許多的信號通路介導(dǎo)，而不可否認(rèn)的是，p38MAPK信號通路占據(jù)著一個重要的位置。

2.5 p38MAPK與終末期腎病 尿毒癥期是慢性腎衰竭的終末期(End-stage chronic renal failure, ESRD)，會產(chǎn)生很多大中小分子溶質(zhì)，進入慢性腎臟病(Chronic kidney disease，CKD)患者機體組織及血液中產(chǎn)生危害[24]。Dou等[25]最新研究顯示尿毒素溶質(zhì)吲哚-3-乙酸(IAA)可通過AhR/p38MAPK/NF-κB途徑誘導(dǎo)細胞氧化應(yīng)激、炎癥及內(nèi)皮細胞功能紊亂，加重CKD患者并發(fā)癥心血管的風(fēng)險。而另一項研究[26]顯示尿毒素溶質(zhì)苯乙酸通過抑制一氧化氮合成酶(iNOS)的合成而對機體產(chǎn)生傷害，但激活它的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑是ERK1/2和JNK途徑，并非是p38MAPK、NF-κB途徑。由此可說明存在著部分尿毒素溶質(zhì)通過p38MAPK信號通路加劇CKD患者的生命風(fēng)險，而也提示在終末期腎臟疾病的病理生理機制中，p38MAPK發(fā)揮著一定與之相關(guān)的作用。

3 展 望

p38MAPK作為絲裂原酶家族(MAPK)最重要的成員之一，通過調(diào)節(jié)細胞內(nèi)外信號轉(zhuǎn)導(dǎo)傳遞，參與細胞生長、發(fā)育、分化及凋亡等生理病理過程；還可與JNK、ERK、Smad家族、NF-κB、TGF-β1等途徑交叉聯(lián)系，共同調(diào)節(jié)腎臟纖維化的進程[27]。進一步研究p38MAPK通路在除急性腎衰竭、糖尿病腎病、尿毒癥、狼瘡性腎炎、多囊腎等之外腎臟疾病中的作用機制，全面剖析其亞型的結(jié)構(gòu)與功能，探索抑制或阻斷其途徑的新型藥物，將會為腎臟疾病的治療提供新的契機，開拓全新的領(lǐng)域。

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連希艷。E-mail：xiyanlian@126.com