C5a 受體與腎臟疾病關(guān)系的研究進(jìn)展

張澤英，劉東旭（1.湖北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，湖北武漢430062；2.武漢生物工程學(xué)院食品工程系，湖北武漢430015）

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C5a 受體與腎臟疾病關(guān)系的研究進(jìn)展

張澤英1，2，劉東旭1＊
（1.湖北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，湖北武漢430062；2.武漢生物工程學(xué)院食品工程系，湖北武漢430015）

摘 要：補(bǔ)體活化產(chǎn)物C5a是炎癥反應(yīng)趨化因子，具有過敏毒素樣作用和強(qiáng)趨化作用，在炎癥反應(yīng)過程中起著重要的作用。C5a的作用主要通過與C5a受體的結(jié)合來實(shí)現(xiàn)。研究表明在多種腎臟疾病中均可引腎臟細(xì)胞中C5a受體的表達(dá)增加，從不同層面阻斷C5a與C5a受體的相互作用可降低腎臟損傷。隨著C5a受體功能、信號(hào)傳遞途徑及與腎臟疾病關(guān)系的不斷深入研究，C5a受體有望成為一個(gè)有效的治療靶點(diǎn)，在炎癥性疾病治療過程中發(fā)揮作用。論文綜述了C5a受體的結(jié)構(gòu)、信號(hào)傳導(dǎo)途徑及與腎臟炎癥性疾病的關(guān)系，有助于為腎臟炎癥性疾病的治療提供參考。

關(guān)鍵詞：C5a；C5a受體；信號(hào)傳導(dǎo)；腎臟疾病

C5a是補(bǔ)體經(jīng)典途徑和旁路途徑的活化產(chǎn)物，與C3a、C4a一起共稱為過敏毒素，與相應(yīng)的C5a受體結(jié)合被激活后，參與了多種疾病的病理過程，如器官缺血再灌注損傷、急性肺損傷、膿毒血癥、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、腎小球腎炎等疾?。?］。目前已知有兩種C5a受體，即C5aR（C5areceptor）和C5L2（C5alike receptor 2），兩者對(duì)C5a均有較高的結(jié)合率，廣泛分布于免疫細(xì)胞和機(jī)體組織中。

1　C5a受體的種類

1.1C5aR的結(jié)構(gòu)

C5aR又稱CD88，是目前研究較為清楚的一種受體，在急性炎癥反應(yīng)中起著重要的作用［2］。C5aR是表達(dá)于多種細(xì)胞膜上的一種糖蛋白，是G蛋白偶聯(lián)受體大家族的成員，由350個(gè)氨基酸殘基和一寡糖側(cè)鏈構(gòu)成?，F(xiàn)在認(rèn)為C5aR通過兩個(gè)結(jié)合位點(diǎn)與配體C5a結(jié)合。一個(gè)識(shí)別位點(diǎn)位于細(xì)胞外受體的N端，與C5a的N末端及二硫鍵核心結(jié)合；一個(gè)活化位點(diǎn)是由跨膜區(qū)域G蛋白偶聯(lián)受體和C5a的C末端結(jié)合后組成，致使特殊的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。

1.2C5L2的結(jié)構(gòu)

C5L2稱為C5a樣受體或G蛋白偶聯(lián)受體77 （G protein-coupled receptor 77，GPR77），屬于C5a受體亞家族成員，在氨基酸序列上與CD88有35%的同源性，廣泛分布于全身各組織細(xì)胞，分布特點(diǎn)與CD88有高度一致性，與CD88不同的是由于C5L2 第3跨膜片段末端的DRY序列上精氨酸被亮氨酸替代，細(xì)胞內(nèi)第3環(huán)比CD88短，且缺乏絲氨酸/蘇氨酸殘基，所以不能強(qiáng)有力的與G蛋白偶聯(lián)。C5L2可以與配體C5a及去精氨酸C5a結(jié)合，與配體C5a結(jié)合后僅誘導(dǎo)轉(zhuǎn)染細(xì)胞發(fā)生微弱的磷酸化，不引起轉(zhuǎn)染的細(xì)胞脫顆粒及細(xì)胞內(nèi)鈣離子的流動(dòng)［3］。C5L2在多種疾病中發(fā)揮作用［4］。C5L2的功能在不同種屬、不同細(xì)胞、不同疾病模型中的作用不盡相同，仍需進(jìn)一步探索［5］。

2　C5a受體介導(dǎo)的信號(hào)傳導(dǎo)通路

C5aR介導(dǎo)的各種生物學(xué)效應(yīng)是通過多種細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳遞途徑來實(shí)現(xiàn)。C5a作為信號(hào)蛋白分子與相應(yīng)靶細(xì)胞上的C5aR作用，激活C5aR的信號(hào)傳導(dǎo)途徑，引發(fā)級(jí)聯(lián)反應(yīng)，產(chǎn)生相應(yīng)的功能應(yīng)答，不同的靶細(xì)胞決定不同的應(yīng)答途徑，產(chǎn)生不同的C5aR生物學(xué)活性。目前關(guān)于C5aR信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路有一定的研究，認(rèn)為C5aR與C5a結(jié)合后主要通過3種信號(hào)通路傳遞信號(hào)：①具有調(diào)節(jié)絲裂素激活的蛋白激酶（mitogen-activated protein kinage，MAPK）信號(hào)通路；②肌醇磷脂-磷脂酶C（phosphatidylinositol-specific phospholipase C，PI-PLC）信號(hào)通路；③環(huán)磷腺苷（cyclic adenosine monophosphate，cAMP）信號(hào)通路。

活化的C5aR可激活MAPK通路。MAPK通路主要包括胞外信號(hào)調(diào)控激酶（ERK）、p38MAPK和氨基末端蛋白激酶（JNK）3條途徑［6］。C5aR能與Gαi和Gα16偶聯(lián)，激活Ras-Raf-MEK-ERK信號(hào)途徑。用C5aR抗體封閉C5aR，阻斷了C5aR相聯(lián)系的MAP激酶信號(hào)PKC-δ、MEK-1和p44/p42 MAPK等級(jí)聯(lián)反應(yīng)，表明C5aR通過PKC相聯(lián)系的MAPK信號(hào)通路起作用［7］。在系統(tǒng)性紅斑狼瘡小鼠（MRL-lpr小鼠）中C5aR及JNK表達(dá)增加，C5aR抑制劑能有效的抑制JNK信號(hào)通路［8］。MRL-lpr小鼠中C5aR通過JNK和STAT1信號(hào)通路介導(dǎo)神經(jīng)元凋亡。

C5aR與C5a結(jié)合后，可抑制cAMP/PKA信號(hào)，進(jìn)而使NF-kB信號(hào)通路活性增強(qiáng)，誘導(dǎo)包括TNF-在內(nèi)的眾多細(xì)胞因子和趨化因子的表達(dá)，繼發(fā)相應(yīng)的病理損傷［9］。

C5aR的活化可能與TLRs信號(hào)通路相交。TLRs即Toll樣受體被認(rèn)為是固有免疫系統(tǒng)中的主要炎癥受體之一，TLR信號(hào)通路的過度激活是導(dǎo)致炎癥反應(yīng)失控的重要機(jī)制［10］。LPS活化補(bǔ)體系統(tǒng)產(chǎn)生C5a，C5a與C5aR結(jié)合，通過ERKl/2介導(dǎo)的信號(hào)通路和P13K依賴的信號(hào)通路抑制TLR4誘導(dǎo)IL-12家族細(xì)胞因子亞基IL-12/IL-23p40、IL-12p35、IL-23p19和IL-27p28的mRNA的合成。通過使用C5aR拮抗劑和C5aR-/-小鼠試驗(yàn)，論證了對(duì)TLR信號(hào)通路的補(bǔ)體調(diào)控是被C5a介導(dǎo)。通過補(bǔ)體實(shí)現(xiàn)TLR4信號(hào)的作用主要是由C5aR介導(dǎo)［11］。

3　C5a受體在腎臟中的表達(dá)及與腎臟疾病的關(guān)系

研究發(fā)現(xiàn)C5aR可在腎小球內(nèi)皮細(xì)胞、腎近曲小管及遠(yuǎn)曲小管、輸尿管、膀胱的移行上皮細(xì)胞中表達(dá)。

C5L2的分布與CD88相似，在免疫細(xì)胞中與CD88共表達(dá)，能減少CD88的初始響應(yīng)，也能在非免疫細(xì)胞和組織中表達(dá)。van Werkhoven M B等［12］首次報(bào)道了C5L2在腎組織中的表達(dá)。采用免疫組化研究了腎臟捐贈(zèng)者和伴隨有急性腎小管壞死、急性細(xì)胞性和血管排斥或腎間質(zhì)慢性纖維化及腎小管上皮細(xì)胞萎縮的腎移植患者腎組織中CD88 和C5L2的表達(dá)和定位。在炎癥反應(yīng)中，C5aR在近曲小管中表達(dá)，C5L2主要在遠(yuǎn)曲小管的第1段、第2段及連接小管中表達(dá)。

4　C5a受體與腎臟相關(guān)疾病的關(guān)系

4.1膿毒癥引起的腎損傷

在動(dòng)物（小鼠、大鼠）盲腸結(jié)扎穿孔膿毒癥模型中，動(dòng)物腎臟、肺臟、肝臟及心臟中C5aR的表達(dá)顯著增加。采用抗IL-6的抗體處理動(dòng)物模型，小鼠腎臟、肺臟、肝臟及心臟中C5aR的表達(dá)降低，說明在膿毒血癥中各組織的損傷與C5aR的表達(dá)增加有關(guān)，而C5aR的表達(dá)增加與IL-6有關(guān)，封閉IL-6能使C5aR的表達(dá)降低，從而提高存活率［13］。

4.2移植腎排斥反應(yīng)及缺血再灌注損傷

許多的臨床和基礎(chǔ)研究顯示，C5aR在腎移植后的排斥反應(yīng)中起重要作用［14］。C5a可通過與C5aR結(jié)合，直接作用于HK2細(xì)胞誘導(dǎo)IL-17的產(chǎn)生，促進(jìn)排斥反應(yīng)［15］。在腎移植供體和受體中缺乏C5aR可減少同種特異性T細(xì)胞響應(yīng)，提高存活率。同時(shí)，可修復(fù)腎移植供體和受體抗原提呈細(xì)胞的功能，抑制受體T細(xì)胞對(duì)異種刺激的響應(yīng)，能減少供體和受體血管中的細(xì)胞浸潤，減少間質(zhì)周圍的F4/80陽性細(xì)胞，從而減輕早期的炎癥。C5aR能引起移植排斥的特異性T細(xì)胞的響應(yīng)，介導(dǎo)了腎移植排斥［16］。

腎臟缺血再灌注損傷是移植腎急性排斥的一個(gè)重要始動(dòng)因素。補(bǔ)體系統(tǒng)在腎臟缺血再灌注損傷中起著關(guān)鍵作用，腎臟缺血再灌注損傷能激活過敏毒素C3a和C5a及膜攻擊復(fù)合物的形成，在小鼠腎臟缺血再灌注損傷模型中，C3aR或/和C5aR基因缺失能降低腎臟中細(xì)胞的滲透，降低腎損傷分子、促炎介質(zhì)、黏附分子的表達(dá)，有效的保護(hù)腎臟，說明C3aR和C5aR與腎臟缺血再灌注損傷的發(fā)病機(jī)理有關(guān)［17-19］。通過C5aR抑制劑，如C5aR拮抗劑，C5aR干擾RNA、抗C5aR抗體能減輕腎臟缺血再灌注損傷。

4.3免疫復(fù)合物腎炎

原發(fā)性IgA腎病是一種免疫復(fù)合物介導(dǎo)的腎小球腎炎，C3a、C5a參與IgA腎病的發(fā)生與發(fā)展，在IgA腎病病理損傷過程中起重要作用［20］。Liu L等［21］研究了補(bǔ)體C3a、C5a及其受體與IgA腎病臨床特征和組織病理學(xué)間的關(guān)系。IgA腎病病理分級(jí)越高，C3aR和C5aR的表達(dá)越多，即腎組織中C3aR 和C5aR的表達(dá)與腎臟損傷程度密切相關(guān)。在補(bǔ)體因子H缺乏的免疫復(fù)合物腎炎小鼠模型中，C5aR基因敲除小鼠能有效保護(hù)腎功能，改善組織病理學(xué)特征［22］。

4.4狼瘡性腎炎

C5aR能調(diào)節(jié)系統(tǒng)性紅斑狼瘡模型小鼠（MRL-lpr小鼠）中的T細(xì)胞響應(yīng)和腎損傷。缺乏C5aR的20周齡MRL-lpr小鼠新月體完全消失，小球細(xì)胞增生顯著減少。與對(duì)照組相比，C5aR缺乏的MRL-lpr小鼠中腎小球C3沉積物無差別，但I(xiàn)gG沉積物減少，腎CD4+T細(xì)胞浸潤減少了4倍，腎損傷減輕［23］。

4.5腎間質(zhì)纖維化

腎小管間質(zhì)纖維化是進(jìn)行性腎臟疾病的共同的病理變化，而腎小管上皮-肌成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)分化在腎小管間質(zhì)纖維化過程中發(fā)揮了主要作用。過敏毒素C3a和C5a是腎臟疾病中新型的促纖維化因子，是腎小管間質(zhì)纖維化新的治療靶點(diǎn)。Liu F等［24］研究發(fā)現(xiàn)，在C3a和C5a小鼠處理組中α-SMA、E-cadherin、Col-I、C3aR、C5aR、TGF-β1和CTGF的表達(dá)明顯高于對(duì)照組，C3aR和C5aR拮抗劑抑制了α-SMA、Col-I、C3aR、C5aR的表達(dá)，增強(qiáng)了E-鈣黏蛋白的表達(dá)。即C3a和C5a通過上調(diào)C3aR和C5aR mRNA的表達(dá)及激活TGF-β1/CTGF信號(hào)途徑介導(dǎo)腎小管上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)分化為肌成纖維細(xì)胞。實(shí)驗(yàn)大鼠梗阻側(cè)腎組織中C5aR的表達(dá)在早期隨著梗阻時(shí)間延長而上調(diào)，晚期則增多緩慢，其基因水平表達(dá)情況同蛋白基本一致，提示C5aR可能在腎臟局部通過與循環(huán)系統(tǒng)中的C5a結(jié)合在腎間質(zhì)纖維化早期起作用［25］。

5　展望

綜上所述，C5a受體的結(jié)構(gòu)、功能及其在腎臟疾病中的作用已取得較多的研究成果，C5a受體與腎臟膿毒血癥、移植腎排斥反應(yīng)、缺血再灌注損傷、腎小球腎炎等腎臟疾病的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。通過對(duì)C5a受體的深入研究，能夠?yàn)槲覀冞M(jìn)一步研究相關(guān)腎臟疾病的發(fā)病機(jī)制提供一個(gè)新的角度；同時(shí)也為腎臟疾病的預(yù)防和治療等方面提供新的研究思路和干預(yù)靶點(diǎn)。目前，以C5a受體為靶點(diǎn)的藥物研究日益受到重視，通過干預(yù)、調(diào)節(jié)、抑制C5a受體的表達(dá)可望成為一種腎臟疾病防治的新手段。

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Progress on Relationship between C5a Receptor and Nephropathy

ZHANG Ze-ying1，2，LIU Dong-xu1
（1.School of Life Sciences，Hubei University，Wuhan，Hubei，430062，China；2.Department of Food
Engineering，Wuhan Bioengineering Institue，Wuhan，Hubei，430015，China）

Abstract：Complement activation product C5a，which is one of inflammatory chemokines，has anaphylatoxin function and chemotaxis.C5aplays an important role in inflammatory response，which is realized by its combination with C5areceptor.Research showed that expression of C5areceptor in nephrocyte is increased in various nephropathy.Blocking the interaction of C5aand C5areceptor can relieve kidney injury.With the deeply research of C5areceptor function，signaling pathway and its relationship to nephropathy，C5a receptor is expected to become a good therapeutic target.The review focused on the structure，signaling pathway of C5areceptor and its relationship with nephropathy，which will be helpful to provide a scientific basisi for the treatment of nephropathy.

Key words：C5a；C5areceptor；signaling pathway；nephropathy

作者簡介：張澤英（1980-），女，四川瀘州人，副教授，博士，主要從事分子免疫學(xué)研究。＊通訊作者

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（31070776）

收稿日期：2014-12-30

中圖分類號(hào)：S852.4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1007-5038（2015）07-0078-04