P311与肾间质纤维化的相关性研究进展

任凤芹　吴红赤★

P311与肾间质纤维化的相关性研究进展

任凤芹吴红赤★

P311是Studler等于 1993 年首次在胚胎大鼠的脑组织中发现，其广泛表达于体内的多种细胞［1］。P311参与组织修复、瘢痕形成、成纤维细胞向肌成纤维细胞分化，亦参与肝纤维化的进展。肾间质纤维化是各种肾脏疾病进展至终末期肾脏病的共同途径及主要病理变化，转化生长因子-β1（TGF-β1）是调节肾小管间质纤维化进展的关键细胞因子。在烧伤创面成熟期P311 可以下调或抑制 TGF-β1、转化生长因子-β2（TGF-β2）等表达［2］，从而抑制烧伤组织的纤维化，防止其瘢痕的生成。在IgA肾病患者中，P311可以通过与TGF-β1的隐性相关蛋白（LAP）结合从而诱导间质纤维化，参与IgA肾病的进展，提示 P311对肾间质纤维化可能存在着一定的作用。目前国内外关于P311与肾间质纤维的相关性报道较少，作者对此进行了综述。

1　P311 的基本特征

P311又名PTZ17，是一个8 kD的胞浆蛋白，最初发现于神经元和肌肉中。小鼠 P311蛋白氨基酸序列在人、其他灵长类、大鼠、小鼠和鸡等物种间高度保守。P311蛋白是一个由 68个氨基酸组成的、分子量为8kD 的细胞内多肽。因在P311的N末端有一个富有脯氨酸、丝氨酸、谷氨酸、酪氨酸四种氨基酸高度保守的PEST结构域，可被泛素蛋白酶体及金属蛋白酶快速降解，半衰期约5min左右。

P311 不属于任何已知的蛋白家族，目前尚无法从蛋白本身预测其功能。P311蛋白亦可表达于肌成纤维细胞、上皮细胞等肺组织细胞中，是一种胞内蛋白，主要存在于胞浆，在核内亦有少量定位［3］。其可能的功能多样，包括促进平滑肌细胞分化、参与受损神经系统再生、调节神经胶质瘤细胞迁移及浸润等［4］。在伤口愈合中，P311选择性表达于肌成纤维细胞及其活化的前体细胞，并能促进肌成纤维细胞的阿米巴样迁移［5］。在成纤维细胞系小鼠胚胎成纤维细胞（NIH 3T3 ）中过量表达，P311 可诱导细胞分化为肌成纤维细胞，并增加细胞的增殖及存活［6～8］。

2　肾间质纤维化与肾小管上皮细胞表型转分化

肾间质纤维化（RIF） 是肾小管丢失和细胞外基质（ECM）蛋白沉积并最终导致终末期肾功能衰竭［9］。肾间质中细胞外基质蛋白的合成部分来自于肾小管上皮细胞，但主要来源于肾间质中肌成纤维细胞。间质中肌成纤维细胞主要来源于成纤维细胞的分化，部分来自于血管周围的平滑肌细胞的迁移或局部增殖，新近研究发现，肌成纤维细胞可通过上皮细胞转分化而成即上皮－间皮转分化（EMT）。由于正常肾间质中不出现肌成纤维细胞，在损伤因素作用下，正常肾小管上皮细胞可发生表型转分化为肌成纤维细胞，产生细胞外基质，引起肾间质纤维化。近年来肾小管上皮细胞表型转分化在肾间质纤维化中的作用越来越受关注，研究发现其是多细胞动物胚胎发育过程中的一个生物学过程，证实肾小管上皮细胞表型转分化在肾间质纤维化进程中起关键作用［10～12］。

肾间质纤维化的发生发展过程中有众多细胞因子的参与，包括生长因子、细胞因子、代谢毒素以及应急分子［13］，其中TGF-β1是调节肾小管间质纤维化进展的关键因子，为肾间质纤维化的金指标，促进肾小管上皮细胞转分化，并增加细胞外基质蛋白质的合成和积累，参与诱导转分化的各个环节［14～16］。

3　P311在组织纤维化方面的研究

P311参与组织纤维化可能与TGF-β1相关。关于这两者相关性报道主要见于烧伤后的伤口修复过程，P311在烧伤后伤口修复过程中起着有益的生物学作用，Pan等发现P311在人类皮肤伤口愈合过程出现高表达，而随着伤口的愈合后则表达消失，并证实在成纤维细胞系小鼠胚胎成纤维细胞中，P311通过TGF-β1独立信号通路可诱导细胞分化为肌成纤维细胞，并增加细胞的增殖及存活。参与创面修复与慢性纤维化形成的肌成纤维细胞主要来自于组织中成纤维细胞的转分化，而旁分泌或自分泌的TGF-β1则诱导和保持了这种转分化。既往研究证实TGF-β1参与增生性瘢痕形成［17］。在烧伤后增生性瘢痕的成纤维细胞中，TGF-β1表达敏感性增加［18］，在TGF-β1刺激下，成纤维细胞可转分化为肌成纤维细胞，同时诱导肌成纤维细胞最特异的标志蛋白α-平滑肌肌动蛋白的表达［19］。在创伤早期，P311可能通过增加TGF-β1的表达，促进人成纤维细胞增殖，诱导细胞发生表型转分化，参与肥厚性瘢痕发病机制和收缩，后期随着TGF-β1和胶原产生的增加，阿米巴样移动又转变为间质细胞型的移动，创伤部位的肌成纤维细胞的数量减少，终止进一步创伤修复，减少病理性瘢痕和纤维化的形成［20］，而通过免疫印迹法检测P311基因转染的瘢痕成纤维细胞中P311蛋白表达水平降低显著，并伴有部分收缩能力的丧失。

P311对TGF-β1的作用可能通过与TGF-β1的LAP结合有关。LAP存在于TGF-β1前体蛋白中，前体蛋白不具有生物活性，是由390个氨基酸组成，包括29个氨基酸的信号肽，N-末端区域为 LAP和C-末端区，TGF-β1恢复活性，其中LAP至关重要。Naeem等［21］研究表明，TGF-β1与LAP发生非共价结合后TGF-β1的活性被抑制，并抑制TGF-β1介导的纤维化；在加热等情况下，TGF-β1和LAP的结合被破坏，TGF-β1恢复原来的生物活性。在体外培养的小鼠胚胎成纤维细胞NIH3T3细胞中，P311可以与TGF-β1和LAP的复合物结合后，致成纤维细胞发生表型转分化为肌成纤维细胞，上调α-平滑肌肌动蛋白（α-SMA），诱导人成纤维细胞生长因子2（FGF-2）、 血管内皮生长因子（VEGF）、血小板衍生生长因子（PDGF）受体，上调整合蛋白α3 和α5，起到灭活LAP作用，促进TGF-β1的功能，促进细胞的增殖；p311介导的此种改变与分化良好的肌成纤维细胞不同，在分化良好肌成纤维细胞中，p311会抑制TGF-β1表达，即抑制细胞增殖，抑制纤维化［6］。

Wang等［22］收集了57例经肾活检诊断为IgA肾病的患者和正常对照组（肾脏部分切除）5例。通过免疫组织化学法测量了P311表达水平和TGF-β1蛋白表达水平以及临床数据，如蛋白尿、血清肌酐、肾小球滤过率和病理指数。结果表明P311蛋白表达在IgA肾病组肾小管间质组织中显著高于正常对照组，而在IgA肾病组病理分级晚期患者中出现高表达；P311表达水平与TGF-β1表达水平具有相关性，可能是在IgA肾病早期阶段，机体处于促炎状态，导致细胞增殖和细胞因子如TGF-β1、白介素1和结缔组织生长因子的分泌，同时诱导P311的上调，P311与TGF-β1和LAP复合物结合后改变LAP的构象，抑制LAP功能，TGF-β1恢复活性，其活性形式促进肾小管上皮细胞转分化，增强细胞外基质蛋白的合成，导致肾间质纤维化；P311的表达与各种临床数据的相关性，24h蛋白尿与P311表达成正比，P311的表达与肾间质纤维程度相关，提示了P311可能参与IgA肾病的进展；此外，P311与血清肌酐以及肾小球滤过率不存在明确相关性。提示P311可能是肾间质纤维化发生发展的一个关键细胞因子，并可能参与IgA肾病的进展［22］。

肾间质纤维化是多种原因共同作用的结果。P311作为机体内的一种具有重要生物学作用的细胞因子，越来越多文献提示P311在神经细胞再生、瘢痕组织形成以及组织纤维化等组织损伤修复等方面起着至关重要的作用。总之，P311在肾间质纤维化中的发生、发展中可能存在一定的作用，为进一步开展P311在肾间质纤维化中作用机制的研究提供一定的理论基础，可对慢性肾脏病的防治提供新的思路。

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150001 哈尔滨医科大学附属第一医院