[精品]Heymann腎炎發(fā)病機制的研究現(xiàn)狀

1、heymann腎炎發(fā)病機制的研究現(xiàn)狀作者：陳圳煒(綜述)，唐德，劉華鋒(審校)作者單位：廣東醫(yī)學(xué)院腎臟病研究所，廣東湛江524023【摘?！勘疚膶eymann腎炎發(fā)病機制屮的致病性抗原、補體活化及調(diào)節(jié)和足細(xì)胞特界 蛋白的改變的研究現(xiàn)狀進行了綜述?！娟P(guān)鍵詞】heymann腎炎；gp330；受體相關(guān)蛋白；c5b 9膜攻擊復(fù)合物；綜述膜性腎病(mn)是一種器官特界性口身免疫性疾病，是臨床上成人原發(fā)性腎病綜合征的 常見類型，其病理特點為腎小球臟層上皮細(xì)胞下免疫復(fù)合物沉積、腎小球基膜(gbm)增 厚及足細(xì)胞足突廣泛融合。因heymann腎炎(hn)的發(fā)病和病理類型與mn十分相似而作為 研究人類mn的模

2、型使用已40余年。hn模型分主動性和被動性兩種。主動性heymann腎 炎(ahn)是指丿i近端腎小管刷狀緣成分免疫大鼠，引起類似于人類mn的腎炎表現(xiàn)；被動性 heymann腎炎(phn)則是直接給大鼠注射抗刷狀緣抗休(fxla)lfij造成的。在hn模型中，循 環(huán)抗體與足細(xì)胞足突表而的megalin/gp33o及受體相關(guān)蛋口 (rap)結(jié)合后形成上皮下原位 免疫復(fù)合物，繼而激活補體形成c5b 9膜攻擊復(fù)合物(mac)損傷上皮細(xì)胞。近年研究顯 示腎小球足細(xì)胞蛋nephrin> podocalyxin構(gòu)成的足細(xì)胞足突裂孔隔膜的損傷在hn的發(fā)生 中亦具有重要作用。木文就hn發(fā)病機制的研究現(xiàn)狀

3、作一綜述。1致病性抗原h(huán)n抗原是山大亞基和小亞基組成的二聚體復(fù)合物。人亞基為megalin,小亞基為rap, megalin與rap形成極穩(wěn)定的聚合體且長時間離心和去污劑沉淀都不能使z分開，兩者形成 的hn抗原復(fù)合物(hnac)存在于近端腎小管刷狀緣和腎小球上皮細(xì)胞(gec)被膜小凹處。1.1 gp33okerjaschki等1用從hn大鼠腎臟中洗脫的免疫球蛋白g(igg)來沉淀近端腎小管刷 狀緣勻漿以尋找相關(guān)的致病性抗原，結(jié)果沉淀出一種單一的分子量為330kda的糖蛋口，這 種蛋白后來證實實際分子量為550kda,并稱之為gp330 (即為megalin)« willnow等2 通

4、過基因打靶技術(shù)制備了 gp33o基因缺陷小鼠用以研究gp33o的功能，結(jié)果表明gp33o能與 多種配體結(jié)合，這些配體主耍有：(1)維牛索結(jié)合蛋白(911)：轉(zhuǎn)運鉆氨索b12、維主素 d結(jié)合蛋白、視黃醇結(jié)合蛋白；(2)脂蛋白：脂蛋白b、e、j、h； (3)低分子量蛋白及激 b：甲狀旁腺素(pth)、胰島索、b2微球蛋口、al微球蛋口等；(4)藥物：氨基糖試類、 多粘菌索b等；(5)酶及酶抑制物：纖維酶原激活抑制劑1 (pai 1)、pai 1球激 酶、pai (pa等；(6)其它：白蛋白、rap、甲狀腺球蛋白、ca2+等。而現(xiàn)在的研究認(rèn)為 gp330是hn的主要靶抗原，其與循環(huán)于體內(nèi)的抗gp33

5、0抗體結(jié)合在腎小球的足細(xì)胞中沉積 破壞gbmo yamazaki等3用rt pcr等技術(shù)證實gp33o在誘導(dǎo)分化培養(yǎng)的足細(xì)胞中 是有表達的，是作為致病抗原參與了 hn的發(fā)生發(fā)展。但gp33o分子上是有部分而不是所有 抗原決定簇參與循環(huán)抗體結(jié)合而形成典型的免疫復(fù)合物(ic)。yamazaki等4業(yè)己證實在 gp33o細(xì)胞外區(qū)有4束富含半胱氨酸的重復(fù)序列均存在病理性抗原決定簇。saito等5提 出在密度脂蛋白受體配體結(jié)合重復(fù)序列笫2束笫5個重復(fù)序列的46個氨基酸z間存在病理 性抗原決定簇。在患有hn動物的體內(nèi)嵌入gp33()氨基酸末端片斷能誘導(dǎo)自身抗體，減緩其 病程，這為mn的臨床治療另辟了蹊徑6

6、。1.2 rappietromonaco等7以phn人鼠腎組織洗脫抗體為探針從人鼠腎臟基因庫屮鑒定出一 種蛋hcdna,其蛋白質(zhì)分了量約為45 kda,它能與巨球蛋白結(jié)合，因分了生物學(xué)研究 顯示這種蛋白等同于a 2 mrap 8,故被稱為巨球蛋白受體相關(guān)蛋白(a 2 mrap,即rap),但冃前rap的功能尚未完全明了。配體印跡、親和層析和密度梯度沉淀法證實rap 可以與gp33o和低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白(lrp)結(jié)合，幾這種結(jié)合是鈣離子依賴性的。nielsen等9發(fā)現(xiàn)rap在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮某種功能，如可作為分子伴侶幫助gp33o在內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 內(nèi)成熟過程中的折疊、寡聚化，隨后轉(zhuǎn)移到細(xì)胞表面，而同吋師

7、330對rap的內(nèi)在化及降 解亦有調(diào)節(jié)作用。orlando等10證實，rap分子上存在2個與gp33o結(jié)合的位點，這兩 個位點分別在85148和178248氨基酸z間；rap分了上亦存在肝素結(jié)合位點，其位點 在rap竣基端261323氨基酸z間；對該蛋白分子抗原性的研究表叨，致病性抗原決定簇 位于其氨基端86個氨基酸序列上，其抗原決定簇僅由其中15個氨基酸決定。達展云等11 發(fā)現(xiàn)rap竣基端也存在致病性抗原決定簇，并能夠觸發(fā)heymann腎炎的形成，顯示rap 竣基端的抗原在heynkinn腎炎形成過程中亦有重要病理意義。循環(huán)抗體與腎小球表面抗原 結(jié)合形成ic,隨著時間的推移ic不斷增大，經(jīng)過

8、修飾、戴帽等過程后最終脫落，然后通過 rap上存在的肝素結(jié)合位點與富含硫酸肝素的gbm形成穩(wěn)定的結(jié)合，激活補體導(dǎo)致gbm 的損傷。2補體活化及其調(diào)節(jié)補體系統(tǒng)是機體遺傳和獲得性免疫的重要組成部分，包括經(jīng)典、旁路和凝結(jié)素途徑。補 體系統(tǒng)無論從那條途徑活化，其授終都要激活補體后期成分在腎小球上皮細(xì)胞膜上沉積形成 c5b 9o簡單而言，這個程序是hnac與抗體結(jié)合后在上皮下形成原位ic進而激活補體 系統(tǒng)形成c5b 9 12。kerjaschki等13采用免疫組織化學(xué)法證實c5b 9存在于phn 大鼠的腎小球屮，主要分布于gec下和gec膜表面及其多囊小體中；還應(yīng)用冰凍蝕刻電鏡 技術(shù)發(fā)現(xiàn)在gec足突融合

9、處的細(xì)胞膜內(nèi)有200250a的成簇顆粒，認(rèn)為其是c5b 9插入 膜的部分。補體與hn相關(guān)的額外證據(jù)還來自選擇性耗竭補體c6町阻止腎小球內(nèi)c5b 9 的形成，使phn大鼠不產(chǎn)生蛋白尿14。這些研究進一步證實了補體系統(tǒng)參與了 phn的 發(fā)病。2.1聚集的c5b 9激活多條信號通路在質(zhì)膜聚集的c5b 9可導(dǎo)致多條信號途徑激活。這些信號包括激活磷脂酶、蛋白激 酶，轉(zhuǎn)錄因子，牛長因子等。c5b 9既可以直接溶解細(xì)胞導(dǎo)致組織損傷，也可以沉積在細(xì) 胞表而激活炎性細(xì)胞并釋放氧口由基、前列腺素、白三烯和細(xì)胞因子15。最終，這些信 號可能影響細(xì)胞的代謝途徑和結(jié)構(gòu)，如脂類的功能，關(guān)鍵的細(xì)胞骨架蛋口，裂孔膜等。2.1

10、.1c“2+內(nèi)流和受體酪氨酸激酶的反式激活 在對腎小管上皮細(xì)胞(rtec)的培養(yǎng)和人鼠phn模型的研究屮發(fā)現(xiàn)，聚集的c5b 9引起62+內(nèi)流導(dǎo)致胞質(zhì)ca2+濃度增加和 受體酪氨酸激酶呈反式激活15,其受體包括表皮生長因了受體(egfr)、成纖維細(xì)胞生 長因子受體和肝細(xì)胞生長因子受體。c5b 9誘導(dǎo)egfr的酪氨酸磷酸化后，磷酸化的egfr 可以結(jié)合銜接蛋口，如生長因子受體結(jié)合蛋口 2與磷脂酶c r1的一個包含sh2和sh3 區(qū)域的肽段結(jié)合16。此夕卜，c5b 9 聚集引起 ras extracellular signal regulated kinase (erk)途徑和plc r1及其下游途

11、徑的激活，用egfr抑制劑可以阻斷其發(fā)生17。反 式激活酪氨酸激酶口j能作為組裝的支架或蛋片激活物，獨立或i辦同細(xì)胞內(nèi)增加的ca2+激活 下游的效應(yīng)通路。2.1.2磷脂酶a2 (pla2)的激活及花牛:四烯酸(aa)的代謝pla2是一系列參與磷 脂代謝的酶，在蛋口質(zhì)序列庫中可找到150個以上的氨基酸序列。它廣泛參與人體細(xì)胞內(nèi)外 信號的傳遞及炎癥或與多種炎癥相關(guān)疾病的病理反應(yīng)。cpla2是細(xì)胞內(nèi)迅速產(chǎn)生20種類脂 質(zhì)介質(zhì)的pla2主要亞型。cybulsky等17發(fā)現(xiàn)亞溶解量c5b 9插入gec膜中形成跨 膜離子通道，使ca2+內(nèi)流，從而激活cpla2, cpla2通過其n末端62+依賴的脂質(zhì)結(jié)合

12、 位點與細(xì)胞內(nèi)膜結(jié)合，并在磷脂的sn_2位點通過脫酰基作用釋放出游離的aa, aa再經(jīng) 過壞氧化酚和血栓素合成酶的作用轉(zhuǎn)化為血栓素a2 (txa2)o txa2是aa的不穩(wěn)定代謝 產(chǎn)物，在腎臟疾病中發(fā)揮多種病理工理作用。nagao等18發(fā)現(xiàn)血栓素合成酶抑制劑dp 1904不僅能抑制phn大鼠腎小球內(nèi)txa2的產(chǎn)生，還能顯著降低蛋白尿水平。2.1.3活性氧(ros)的產(chǎn)生足突細(xì)胞的胞漿膜、細(xì)胞表血以及足突的表面均有細(xì)胞色 素氧化酚b558(中性粒細(xì)胞呼吸爆發(fā)時nadph氧化還原酶復(fù)合物)，口j川免疫電鏡觀察到， 此外，還町通過檢測細(xì)胞色素氧化酣b558的一種產(chǎn)物h2o2 了解細(xì)胞色素氧化酚b55

13、8的分 布及其功能狀況。用c5b 9處理腎小球系膜細(xì)胞后，系膜細(xì)胞能表達大量的細(xì)胞色素氧 化酶b558,用眼鏡蛇毒預(yù)處理phn大鼠后，因補體被清除而未能檢測到或只檢測到少量的 細(xì)胞色素氧化酶b558 19。hn蛋白尿的產(chǎn)生也依賴于活性氧簇的形成，如果給實驗動物 應(yīng)川氧基清除劑則能顯著減少蛋白尿19。冇蛋白尿的phn大鼠gbm冇h2o2分布，而 無蛋白尿的大鼠gbm則無h2o2分布，進一步研究認(rèn)為，ros主要通過脂質(zhì)過氧化(lpo) 作用導(dǎo)致腎小球損傷的19。neale等20的研究結(jié)果顯示，phn大鼠腎小球中l(wèi)po產(chǎn) 物丙二醛可與gbm iv型膠原富含賴氨酸的nc1區(qū)域發(fā)牛交聯(lián)而破壞腎小球濾過屏

14、障導(dǎo)致 蛋白尿的產(chǎn)生，應(yīng)用lpo抑制劑probucol能使phn大鼠的蛋白尿水平降低85%。2.1.4轉(zhuǎn)化生長因子b(tgf b)的釋放 tgf b (包括b、b2和b3)以非活化 形式被分泌，激活后可與細(xì)胞膜上相應(yīng)受體(tbr i、ii和iii型)結(jié)合,促進細(xì)胞外基質(zhì)(ecm) 的合成并抑制其降解而導(dǎo)致ecm堆積，故認(rèn)為tgf b在系膜增殖性腎小球腎炎和腎小 球碩化的發(fā)病屮起重要作用。tgf b與mn的發(fā)牛也有密切關(guān)系。shankland等21發(fā) 現(xiàn)：phn人鼠腎小球屮tgf b2及tgf b 3的mrna、蛋白表達水平均有明顯升高， gec膜上t b r i和ii型受體表達上調(diào)；而用眼鏡蛇

15、毒因了耗竭補體后tgfb及其受體的表達上調(diào)可被阻止。故認(rèn)為c5b 9可能是通過上調(diào)tgf b及其受體表達而導(dǎo)致phn 大鼠gbm增厚。因此tgf b可能在phn發(fā)病中起重要作用。2.1.5 nf k b mudge 等22用nf k b 抑制劑 pyrrolidone di thiocarbamate (pdtc) 處理phn模型動物后，nf kb結(jié)合活性和白蛋白尿減少。這提示nf k b活性似乎與 phn發(fā)牛的蛋口尿相關(guān)，并可能調(diào)控著與足細(xì)胞損傷有關(guān)的基因。2.2補體活化與足細(xì)胞損傷c3和c5可以通過經(jīng)典途徑或旁路途徑活化，活化的中心環(huán)節(jié)是二者裂解產(chǎn)生的c3a 和c5a最終形成c5b 9復(fù)合

16、物?；铙w或體外研究都證實了補體活化是補體介導(dǎo)的足細(xì)胞 損傷的關(guān)鍵步驟。足細(xì)胞上的補體活化可導(dǎo)致足細(xì)胞損傷和蛋白尿，如完全耗盡補體，則能 抑制蛋白尿，這提示補體活化在phn中起重要作用23。topham等24認(rèn)為在phn補 休介導(dǎo)的足細(xì)胞亞致死性損傷中，足細(xì)胞肌動蛋白細(xì)胞骨架上的肌動蛋白張力纖維和局灶聯(lián) 結(jié)蛋口雖消失，但基質(zhì)相關(guān)整合素仍存在，因而這種損傷在18h后可完全恢復(fù)。這說明這種 補體介導(dǎo)的損傷是可逆的。足細(xì)胞對抗體 補體結(jié)合物介導(dǎo)或在暴露于人量溶解型c5b 9 的反應(yīng)是發(fā)生細(xì)胞溶解、凋亡。pippin等25研究表明，體外培養(yǎng)的人鼠足細(xì)胞，或有絲 分裂后期的足細(xì)胞暴需于抗體和補體源下，可誘

17、導(dǎo)溶解性c5b 9介導(dǎo)的損你pippin等25 還在研究phn人鼠模型中指出，無論體內(nèi)還是體外實驗，溶解型c5b 9介導(dǎo)的足細(xì)胞損 傷是dna損傷，這可以解釋為什么足細(xì)胞在免疫介導(dǎo)的損傷時細(xì)胞增牛會受限。3足細(xì)胞特界性蛋白的改變nephrin是免疫球蛋白超家族的一種細(xì)胞黏附分子，主要是在足細(xì)胞內(nèi)合成并定位于裂 孔隔膜區(qū)，其結(jié)構(gòu)町能是拉鏈樣結(jié)構(gòu)的一部分。phn大鼠出現(xiàn)蛋白尿是補體依賴性的，并 與足細(xì)胞裂孔隔膜整體性的改變及nephrin從肌動蛋白細(xì)胞骨架中分離出來有關(guān)。saran等26 證實phn大鼠出現(xiàn)的蛋白尿與補體呈依賴關(guān)系，述和足細(xì)胞裂孔隔膜整體性、nephrin 與肌動蛋白骨架的改變有關(guān)

18、。yunn等27研究顯示，nephrin部分從足細(xì)胞損傷的肌動蛋 口上脫離是與ncphrin從足細(xì)胞足突進行性喪失及裂孔隔膜形態(tài)改變相伴行的，這表明 nephrin m足細(xì)胞屏障功能的喪失有關(guān)。podocalyxin的分子最為165170 kda,是富含電荷的高度硫化的細(xì)胞表面涎黏蛋白， 是頂膜區(qū)的一種重要成分。podocalyxin與其他蛋白在足細(xì)胞表面形成陰離了外衣，并通過 電荷的相斥作用1佃維持足突相互分開的狀態(tài)，控制足細(xì)胞裂孔的開放和維持腎小球囊腔的空 間結(jié)構(gòu)和功能。economou等28 phn中podocalyxin減少或消失吋可伴隨足突的融合和 蛋口尿。4結(jié)語與展望綜上所述,hn

19、的發(fā)病機理可以概括為：循環(huán)抗體與致病性抗廉hnac結(jié)合后形成上皮 下原位免疫復(fù)合物(ic)而引起補體反應(yīng)生成c5b 9, c5b 9激活其后續(xù)的一系列信號 通路，導(dǎo)致gec損傷和gbm損害，最終導(dǎo)致蛋口尿。對絕大多數(shù)hn的研究顯示c5b 9復(fù)合物對蛋口尿的形成要起決定性作用。這為今后治療mn的提供了新的方向，也使腎臟 病研究者看到了治愈mn的希望。晉升網(wǎng)(hm：/)致力于成為醫(yī)務(wù)工作者晉升職稱心靈導(dǎo)師；是冃前國內(nèi) 收錄醫(yī)學(xué)期刊、醫(yī)學(xué)雜志最多最權(quán)威的醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)平臺；提供免費醫(yī)學(xué)期刊在線閱讀；網(wǎng)羅和 甄選海量優(yōu)秀醫(yī)學(xué)論文檢索，獨立研發(fā)醫(yī)學(xué)在線資源分享庫和醫(yī)學(xué)在線模擬考試庫；整合刊 類、標(biāo)題、關(guān)鍵詞檢

20、索及全文檢索，并獨家研發(fā)刊社管理和刊社加盟系統(tǒng)、在線投稿、在線 杳稿、在線閱讀、遠(yuǎn)程審稿、在線下載等系統(tǒng)：聚刊社力量，建服務(wù)平臺，讓晉升網(wǎng)通過“專 業(yè)”走入每一個醫(yī)務(wù)人員的身邊是我們不懈的追求冃標(biāo)?！緟⒖嘉墨I】1 keijaschki d,farquhar mg. the pathogenic antigen of heymann nephritis is a membrane glycoprotein of the renal proximal tubule brushborder j .proc natl acad sci u s a, 1982,79( 18): 55575561.2 w

21、illnow te, hilpert j, armstong sa, et al. defective forebrain development in mice lacking gp33o/megalin j .proc natl acad sci u s a, 1996,93( 16):84608464.3 yamazaki h, saito a, ooi h, et al. differentiation induced cultured podocytes express endocytically active megalin, a heymann nephritis antigen

22、 j .nephron exp nephrol,2004,96(2):e52 58.4 yamazaki h, ullrich r, exner m, et al. all four putative ligand binding domains inmegalin contain pathogenic epitopes capable of inducing passive heymann nephritisj.j am soc nephrol, 1998,9(9):16381644.5 saito a, yamazaki h, rader k, et al. mapping rat meg

23、alin:the second cluster of ligand binding repeats contains a 46 amino acid pathogenic epitope involved in the formation of immune deposits in heymann nephritis j .proc natl acad sci u s a, 1996,93( 16):8601 8605.6 tramontano a, knight t, vizzuso d, et al. nested n terminal megalin fragmentsinduce hi

24、gh titer autoantibody and attenuated heymann nephritis jj am soc nephrol, 2006,17(7):19791985.7 pietromonaco s, keijaschki d, binder s, et at molecular cloning of a cdna encoding a major pathogenic domain of the heyamnn nephritis antigen gp330 j proc natl acad sci u s a,1990,87(5):1811 1815.8 strick

25、land dk, ashcom jd, williams s. primary structure of alpha2 macroglobulinreceptor associated protein.human homologue of a heymann nephritis antigen j j biol chem,l 991,266(20): 1336413369.9 nielsen r, birn h, moestrup sk, et al. characterization of a kidney proximal tubule cellline,llcpk1,expressing

26、 endocytotic active megalin j j am soc nephrol j 99 & 9(10):17671776.10 orlando ra, farquhar mg functional domains of the receptor associated protein(rap) j .proc acad sci u s a, 1994,91(8):31613165.11 達展云，錢桐抓，張衛(wèi)蘇，等.heymann腎炎受體相關(guān)蛋口融合蛋口的實驗研究j.上海免疫學(xué)雜志,2000,20(2):97100.12 cunningham pn, hack bk, re

27、n g et al. glomerular complement regulation isoverwhelmed in passive heymann nephritis j .kidney int,2001,60(3):900909.13 keijaschki d, schulze m, binder s, et al. transcellular transport and membrane insertion of the c5b 9 membrane attack complex of complement by glomerular epithelial cells in expe

28、rimental membranous nephropathy jj immunol j 989, 143 (2):546 55214 baker pj, ochi rf, schulze m, et al. depletion of c6 prevents development of proteinuria in experimental membranous nephropathy in rats jam j pathol, 1989, 135(1):185194.15 cybulsky av, takano t, papillon j, et al. activation of the

29、 extracellular signal regulated kinase by complement c5b 9 j .am j physiol renal physiol2005,289(3):f593 603.16 cybulsky av, takano t, papillon j, et al. the actin cytoskeleton facilitates complement mediated activation of cytosolic phospholipase a2 j am j physiol renalphysiol,2004,286(3):f466f476.1

30、7 cybulsky av, papillon j, mctavish aj, et al. complement induced phospholipase a2activation in experimental membranous nephropathy jkidney int,2000,57(3): 1052106218 nagao t, nagamatsu t, suzuki y. effect of dp 1904, a thromboxane a2 synthaseinhibitor, on passive heymann nephritis in rats jeur j ph

31、armacol, 1996, 316(1):7380.19 neale tj, ullrich r, ojha p, et al. reactive oxygen species and neutrophil respiratory burst cytochrome b558 are produced by kidney glomerular cells in passive heymann nephritisj .proc natl acad sci u s a, 1993,90(8):36453649.20 neale tj, ojha pp, exner m. et al. protei

32、nuria in passive heymann nephritis is associated with lipid peroxidation and formation of adducts on type iv collagen jj clin invest, 1994,94(4): 1577 1584.21 shankland sj, pippin j, pichler rh, ct al. differential expression of transfprming growth factor beta isofonn and receptors in experimental membranous nephropathy j kidney int, 1996,50( 1):116 124.22 mudge sj, paizis k，auwarclt rb, et al. activation of nuclear fator kappa b by podocytes in the autologous phase of passive heymann nephritis j .kidney int,2001,59(3):923931.23 fujiqaki y, batsford s, yamashita e et al. sequen