從“腎藏精”理論探討外泌體與糖尿病腎病的相關(guān)性*

林莉，李小會，李金蓉，谷浩榮，屈杰

陜西中醫(yī)藥大學(xué)，陜西 咸陽 712046

糖尿病腎病(diabetic nephropathy，DN)是一種糖尿病微血管并發(fā)癥，其以腎小球硬化為主要病理特征，是導(dǎo)致終末期腎臟病(end stage renal disease，ESRD)的重要原因。DN發(fā)病機(jī)制尚未完全明確，目前已知與糖代謝異常、氧化應(yīng)激、細(xì)胞炎性反應(yīng)、自噬等密切相關(guān)[1]。DN的臨床表現(xiàn)為不同程度的尿蛋白，并伴隨腎功能進(jìn)行性減退。早期診斷以檢測蛋白尿為主，腎穿刺活檢術(shù)為其診斷的金標(biāo)準(zhǔn)，但由于早期癥狀不典型，且腎穿刺活檢術(shù)為有創(chuàng)檢查，難以廣泛開展，給臨床早期確診帶來了困難，往往延誤病情，以致DN發(fā)展成ESRD。目前治療手段也只能有限延緩DN病情發(fā)展。因此，尋找新的、有效的診斷和治療靶點，對延緩DN的發(fā)生發(fā)展具有重要意義。近年來，外泌體(exosome，Exo)憑借其獨特的生物學(xué)特性，引起國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注，尤其是在腎臟病學(xué)領(lǐng)域。研究發(fā)現(xiàn)，外泌體在探究DN的發(fā)病機(jī)制、診斷和治療上具有重要意義。DN在中醫(yī)學(xué)中無特定病名，根據(jù)其臨床表現(xiàn)，多歸屬為“腎消”“水腫”“尿濁”等范疇。該病病位在腎，與脾有關(guān)，病性屬本虛標(biāo)實，本虛責(zé)之腎虛，標(biāo)實有水濕、瘀血、濁毒、濕熱等不同。將“腎藏精”理論應(yīng)用于DN的治療中，可起到較好的療效[2]。此外，諸多學(xué)者將中醫(yī)理論與分子生物學(xué)相結(jié)合，提出了外泌體與臟腑相關(guān)的理論。外泌體可作為該理論的物質(zhì)基礎(chǔ)。腎精與部分細(xì)胞源性外泌體具有相關(guān)性[3]。故本文基于中醫(yī)學(xué)“腎藏精”理論，探討DN與外泌體的關(guān)系，旨在為DN的發(fā)病機(jī)制、診斷和治療提供新的思路，且豐富對“腎藏精”理論的認(rèn)識。

1 “腎藏精”理論概述

《靈樞·本神》曰：“生之來，謂之精”?！端貑枴そ饏T真言論》曰：“夫精者，生之本”，說明精是構(gòu)成人體生命的基本物質(zhì)。精有先天、后天之分，先天之精來源于父母，是構(gòu)成人體胚胎的本原，并為后天之精提供物質(zhì)基礎(chǔ)；后天之精來源于飲食水谷，是脾胃運化水谷而成的精微物質(zhì)，輸布到臟腑，發(fā)揮其滋潤濡養(yǎng)的作用?！端貑枴ち?jié)藏象論》曰：“腎者，封藏之本，精之處也”。《素問·上古天真論》曰：“腎者主水，受五臟六腑之精而藏之”?！鹅`樞·本神》曰：“腎藏精”，即腎具有對精的貯存與閉藏作用。腎主封藏，人體先后天之精貯藏于腎，以供各臟腑的生理活動。腎中精氣的充足與否，決定著人的生長發(fā)育與生殖的能力。李翰旻[4]提出，“腎藏精”理論主要指腎能調(diào)控精的貯藏、化生、動用等生理功能，且“貯藏”是為了身體機(jī)能正常的“動用”。腎中精氣并非只藏不泄，還要供于其他臟腑以維持其生理功能。此外，《素問·上古天真論》曰：“二八腎氣盛，天癸至，精氣溢瀉”，當(dāng)腎精貯藏充盈時，精氣在腎氣的作用下推動正常耗泄，故可見天癸至。由此可見，腎藏精的生理功能對維持人體正常生命活動有著重要作用。

2 外泌體概述

外泌體是一種直徑為30～120 nm的囊泡，內(nèi)含大量的核酸和蛋白質(zhì)等物質(zhì)。1987年，Johnstone等[5]在綿羊網(wǎng)織紅細(xì)胞的實驗中首次提出“外泌體”一詞。隨著研究的深入，發(fā)現(xiàn)許多細(xì)胞都能釋放外泌體，包括造血細(xì)胞、上皮細(xì)胞、神經(jīng)元細(xì)胞等；且在血液、尿液、唾液、乳液等大多數(shù)生物液體也能發(fā)現(xiàn)外泌體。最初，外泌體被認(rèn)為是細(xì)胞的清道夫，用來清除細(xì)胞中不需要的物質(zhì)。后來的研究發(fā)現(xiàn)，由外泌體傳遞的信息能被受體細(xì)胞翻譯，Skog等[6]研究表明，腫瘤來源的外泌體可作為mRNA、microRNAs(miRNAs)和蛋白質(zhì)的傳遞載體，向其附近細(xì)胞傳遞遺傳信息和信號蛋白，說明外泌體是向受體細(xì)胞傳遞信息的一種手段，也是細(xì)胞間信息交流和通訊的重要介質(zhì)[7]。大量研究表明，外泌體的分子成分，尤其是蛋白和miRNAs可作為臨床診斷的生物學(xué)標(biāo)志物，相關(guān)研究多見于腫瘤、心血管和中樞神經(jīng)系統(tǒng)等疾病中，如外泌體中的miRNAs在肺癌[8]、乳腺癌[9]、肝癌[10]可表現(xiàn)為特異性的預(yù)測靶標(biāo)。Janse等[11]表明，miR-126和miR-199a在血漿外泌體中的表達(dá)，可預(yù)測心血管事件的發(fā)生。同時，因外泌體具有高度的穩(wěn)定性和靶向性，其自身可參與治療疾病，也可作為藥物的載體治療疾病，還可作為疾病的預(yù)后轉(zhuǎn)歸的生物標(biāo)志物[10]。由此可見，外泌體在多種疾病的早期診斷和治療上具有重要價值和意義。

3 外泌體與DN的關(guān)系

DN為糖尿病代謝異常引起的腎臟病變，其病理特征為腎纖維化，足細(xì)胞損傷是DN發(fā)生和進(jìn)展的中心靶點。足細(xì)胞是腎小球濾過膜的最后一道屏障，長期高糖環(huán)境刺激，可導(dǎo)致足細(xì)胞損傷，出現(xiàn)蛋白尿。Wang等[12]研究發(fā)現(xiàn)，高糖環(huán)境下，巨噬細(xì)胞釋放的外泌體通過上調(diào)足細(xì)胞生長因子β1(TGF-β1)水平，激活磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K-AKT)信號通路，降低足細(xì)胞黏附能力，誘導(dǎo)足細(xì)胞凋亡；Lyu等[13]研究發(fā)現(xiàn)，牛血清蛋白刺激下的巨噬細(xì)胞源外泌體可誘導(dǎo)腎小管間質(zhì)炎癥和腎纖維化；Wu等[14]研究表明，與正常葡萄糖處理的腎小球內(nèi)皮細(xì)胞(GEC)相比較，高糖處理的GEC外泌體顯著增多，并且可能通過上調(diào)TGF-β1水平誘導(dǎo)足細(xì)胞上皮間質(zhì)分化，從而導(dǎo)致足細(xì)胞的損傷，證實了外泌體參與了DN的發(fā)生，并可能加快DN的病理變化。

目前，蛋白尿的檢測仍作為診斷DN的首要手段，但異常的尿蛋白亦可出現(xiàn)在其他腎臟疾病中，尤其是當(dāng)糖尿病患者可能合并原發(fā)性腎小球疾病時。蛋白尿作為診斷DN的生物標(biāo)記物，缺乏足夠的靶向性和敏感性；腎穿刺活檢術(shù)為其診斷的金標(biāo)準(zhǔn)，但由于是創(chuàng)傷性操作，難以廣泛實施。因此，尋找無創(chuàng)的、敏感的生物標(biāo)記物對DN的診斷尤為重要。尿液檢測基于其快捷性、安全性，在腎臟疾病的診斷中仍處于首位?，F(xiàn)代學(xué)者針對尿外泌體作了大量研究，也為防治DN提供了思路。Kim等[15]發(fā)現(xiàn)，與人類乳頭瘤病毒患者相比，DN患者的尿外泌體中確定了7種上調(diào)的miRNAs，而且，這些miRNAs表達(dá)水平與蛋白尿的程度顯著相關(guān)。Xie等[16]研究發(fā)現(xiàn)，早期DN患者尿外泌體miRNAs表達(dá)異常，其中miR-362-3p、miR-877-3p、miR-150-5p表達(dá)上調(diào)，miR-15a-5p表達(dá)下調(diào)。Barutta等[17]研究表明，在早期DN患者中，微量白蛋白尿組中的尿外泌體miR-145表達(dá)上調(diào)，miR-155和miR-424表達(dá)下調(diào)，說明這些尿外泌體中表達(dá)異常的miRNAs可作為早期DN診斷新的生物標(biāo)記物。Tsai等[18]研究表明，在2型糖尿病患者的尿外泌體中，高水平表達(dá)的miR-15b-5p可增強(qiáng)腎小球系膜細(xì)胞(MCs)凋亡。實驗證實，在高糖環(huán)境下，miR-15b-5p通過降低B淋巴瘤-2(BCL-2)基因表達(dá)誘導(dǎo)MCs凋亡，提示miR-15b-5p可預(yù)測DN腎臟損傷，阻斷其基因表達(dá)可能作為預(yù)防DN患者M(jìn)Cs凋亡的一種潛在治療手段。Jiang等[19]研究表明，在糖尿病大鼠實驗中，靜脈注射人尿源性干細(xì)胞外泌體(USCs-Exo)能減少尿白蛋白的排泄，并通過促進(jìn)血管再生、抑制足細(xì)胞凋亡及增加腎小管內(nèi)皮細(xì)胞增殖等機(jī)制來預(yù)防糖尿病腎損傷；Jin等[20]研究表明，源于脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞的外泌體(ADSCs-Exo)可通過抑制MPC5和自發(fā)性糖尿病小鼠mTOR信號的激活，增強(qiáng)自噬流量，從而減輕DN的足細(xì)胞損傷，說明ADSCs-Exo有望成為DN的主要治療策略。綜上所述，許多研究表明，外泌體與DN密切相關(guān)，它為DN的發(fā)生發(fā)展和診斷提供新的思路，有望成為DN新的治療靶點。但由于目前對外泌體的認(rèn)識有限，且外泌體中的miRNAs數(shù)量眾多，還需要更多的研究來豐富外泌體對DN的作用。

4 “腎藏精”理論與DN的關(guān)系

現(xiàn)代中醫(yī)根據(jù)中醫(yī)理論和自身臨床經(jīng)驗，對DN的病機(jī)提出了不同的看法。林蘭[21]認(rèn)為，DN病機(jī)以氣陰兩虛為主，后期可發(fā)展為陰陽俱虛。仝小林院士[22]認(rèn)為，虛、濁、瘀為該病主要病機(jī)。李小會[22]提出，腎虧陰陽兩虛為DN之本，毒瘀互結(jié)為其標(biāo)。曹恩澤[24]認(rèn)為，脾腎虧虛為DN病理基礎(chǔ)，脾虛水濕失運，水液潴留，腎虛封藏失職，濁毒內(nèi)停，導(dǎo)致水濕瘀毒等標(biāo)實蓄于體內(nèi)。王耀光[25]提出，DN病機(jī)為本虛標(biāo)實，本虛又可分為肺腎陰虛、脾腎陽虛、氣陰兩虛等。由此可見，雖醫(yī)家對DN的中醫(yī)病機(jī)各有看法，但大多數(shù)都認(rèn)為腎虛為DN的重要病機(jī)。“腎藏精”理論指腎臟正常的生理功能可保證腎貯藏精氣，以供機(jī)體進(jìn)行正常的生命活動，而腎虛所致的腎失封藏、腎不固精，精微物質(zhì)流失，不能滿足腎臟的正常生理活動，導(dǎo)致腎虛更甚，如此惡性循環(huán)發(fā)展。說明“腎藏精”理論與DN的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。

中醫(yī)學(xué)把蛋白歸屬于人體的精微物質(zhì)，稟受脾胃運化的水谷精微而生，屬后天之精，其主要貯存于臟腑之中，藏而不泄，以維持人體正常生命活動。DN主要病位主要在腎，腎臟虛損致腎失封藏，腎不固精致精微外泄，臨床上表現(xiàn)為尿中蛋白排泄增加。蛋白尿作為早期DN患者的主要表現(xiàn)，大量蛋白的流失導(dǎo)致腎臟虛損，加重DN進(jìn)展。因此，補(bǔ)腎益精可作為DN的中醫(yī)基本治則。史揚(yáng)等[2]運用補(bǔ)益腎精法治療DN，主要包括填補(bǔ)腎精、補(bǔ)氣生精和固澀斂精三個方面，以此來降低DN患者的尿蛋白，改善腎功能。中藥益智仁溫腎固精，現(xiàn)代研究證實，益智仁可有效緩解DN患者的蛋白尿，可能通過降低一氧化氮合成酶(iNOS)表達(dá)來改善其氧化應(yīng)激反應(yīng)[26]；金櫻子、芡實因其酸斂收澀之性，而有固精縮尿之用，可用于治療腎不固精所致的蛋白尿；兩者組成的水陸二仙丹用于治療DN也有很好療效[27]?，F(xiàn)代實驗研究表明，淫羊藿[28]對DN大鼠腎功能具有保護(hù)作用，其可能通過抑制炎癥反應(yīng)水平來減輕腎組織損傷。在糖尿病大鼠腎臟模型中，金櫻子可通過降低核轉(zhuǎn)錄因子NF-κB表達(dá)來抑制氧化應(yīng)激，從而起到保護(hù)腎臟的作用[29]。芡實通過上調(diào)MMP-9表達(dá)、下調(diào)TIMP-1的表達(dá)，減輕細(xì)胞外基質(zhì)積聚[30]，及其抗氧化能力[31]，可緩解蛋白尿癥狀，保護(hù)腎功能。上述研究表明，運用補(bǔ)益腎精的中藥及方劑可有效緩解DN的癥狀，減緩精微的流失，保護(hù)腎功能。由此可見，“腎藏精”理論在DN的發(fā)生發(fā)展和延緩DN病情上起重要作用。

5 “腎藏精”理論與外泌體

《素問·陰陽應(yīng)象大論》曰：“腎生骨髓”，說明腎之精氣具有滋養(yǎng)骨骼和化生骨髓的作用。干細(xì)胞是在一定條件下可以無限制自我更新與增殖分化的一類細(xì)胞，具有促進(jìn)機(jī)體生長發(fā)育和組織再生修復(fù)的作用。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究證實了腎精與干細(xì)胞的相關(guān)性，其中，“腎生骨髓”的功能與骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(BMSCs)密切相關(guān)。有研究提出，中醫(yī)學(xué)中的“精”與干細(xì)胞基本屬性相似[32]，BMSCs可作為中醫(yī)“腎藏精”理論的物質(zhì)基礎(chǔ)[33]，證明了干細(xì)胞為“腎藏精”理論的物質(zhì)基礎(chǔ)。Wang等[34]研究表明，在大鼠缺血再灌注腎臟損傷模型中，源于BMSCs的外泌體可減少腎小管上皮細(xì)胞凋亡數(shù)量，降低炎性因子表達(dá)，改善腎臟病理損傷。Cui等[35]研究發(fā)現(xiàn)，成骨細(xì)胞分泌的外泌體可通過改變其miRNAs表達(dá)來增強(qiáng)BMSCs成骨分化。Wu等[36]研究表明，淫羊藿能促進(jìn)BMSCs成骨分化、抑制破骨細(xì)胞形成，是通過促進(jìn)BMSCs外泌體而發(fā)揮作用的，說明BMSCs源性外泌體與腎精功能相似。此外，有研究指出，在早期DN患者中，與正常尿組對比，微量白蛋白尿組的尿外泌體miRNAs表達(dá)異常[17]。在中醫(yī)學(xué)中，蛋白歸屬于腎精，腎失封藏可致精微外泄，腎中精微隨尿液排出，并在尿液中表現(xiàn)為外泌體miRNAs表達(dá)異常。由此可見，尿外泌體與“腎藏精”理論密切相關(guān)。然而，外泌體具有源細(xì)胞性和器官靶向性，每種細(xì)胞的外泌體帶有其源細(xì)胞的特性，能準(zhǔn)確定位靶向細(xì)胞，行使特定的生物功能[3]。如高糖環(huán)境下，巨噬細(xì)胞源外泌體對腎臟固有細(xì)胞有損害作用[12]。因此，不能以偏概全地說明外泌體與“腎藏精”理論的相關(guān)性，還需大量研究討論兩者的關(guān)系。

6 討論

綜上所述，本文基于“腎藏精”理論，重點論述了“腎藏精”理論與DN和BMSCs源外泌體、尿外泌體的相關(guān)性，以及外泌體與DN的關(guān)系?，F(xiàn)代實驗證實，在“腎藏精”理論的指導(dǎo)下，運用補(bǔ)腎益精中藥和方劑對于治療DN有顯著作用。且多項研究表明，外泌體基于其特異的生物學(xué)特性，有望成為診治DN新的生物標(biāo)記物和潛在靶點。此外，將現(xiàn)代分子生物學(xué)與中醫(yī)學(xué)理論相結(jié)合，通過BMSCs源外泌體、尿外泌體，加深了對“腎藏精”理論的認(rèn)識。目前研究對于外泌體與DN之間的作用機(jī)制尚未完全闡明，且外泌體miRNAs數(shù)量眾多，需要進(jìn)一步深入研究，從而為防治DN提供新的思路方法。