p38MAPK与肾脏疾病关系的研究进展

陈子摇，黄胜华，连希艳

(昆明医科大学第二附属医院肾脏内科，云南 昆明650101)

p38MAPK与肾脏疾病关系的研究进展

陈子摇，黄胜华，连希艳

(昆明医科大学第二附属医院肾脏内科，云南 昆明650101)

p38MAPK信号通路是细胞内外主要的信息传递途径之一，可通过调节细胞增殖、分化、凋亡等生理病理过程，影响多种细胞内应答。近年研究发现，通过三级酶促级联反应激活p38MAPK信号转导通路，磷酸化下作用于下游转录因子NF-κB、AP-1等调节特定的基因表达，可影响细胞的存活状态，导致炎症介质的产生，引起一系列生物学效应，从而促进肾脏的纤维化，在多种肾脏疾病的发生发展中起着很重要的作用。本文主要将p38MAPK与急性肾损伤、糖尿病肾脏病、狼疮性肾炎、多囊肾、终末期肾脏病等疾病的病情发生发展情况做一综述，阐明其与相关肾脏疾病关系的作用机制，以及对该通路的干涉在临床治疗上的应用，可能存在的问题及其未来发展趋势。

p38MAPK；信号转导；肾脏疾病；治疗

丝裂原活化蛋白激酶(Mitogen-activated protein kinase，MAPK)是一组丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，广泛存在于哺乳动物细胞内，可将真核细胞外的刺激信号传递入细胞核，参与细胞生长、发育、分化及凋亡等生理病理过程[1]。p38MAPK是MAPKs家族中的成员之一，研究发现其可被多种应激原(如H2O2、缺氧、热休克、紫外线等)，炎性因子(TNF-α，IL-1，FGF)及脂多糖(Lipopolysaccharide，LPS)和G+细菌的细胞壁成分刺激激活，引起一系列的生物学效应，从而影响细胞的存活状态，进而参与疾病的发生发展[2]。本文旨在探讨p38MAPK的生物学功能与肾脏疾病的关系及作用。

1 p38MAPK信号转导通路

1.1 p38MAPK信号通路及组成 目前发现丝裂原活化蛋白激酶MAPK信号通路，主要包括三大类：应激活化蛋白激酶(Stress-activatedproteinkinase，SAPK)/c-Jun氨基末激酶(c-jun N-terminal kinase，JNK)信号通路、ERK细胞外信号调节蛋白激酶(Extracellular signal-regulated protein kinase，ERK)通路以及p38MAPK信号通路。而p38MAPK是MAPKs重要的家族成员，是由360个氨基酸组成的38 kDa的蛋白，共有4种亚型，p38α、p38β、p38γ和p38δ；有研究显示其序列同源性仅为60%左右，这说明它们之间具有不同的功能，在各组织细胞中的分布也存在一定的差异性。p38α、β广泛存在于各组织中，而p38γ则在肌肉中高表达，p38δ则高表达于肺、胰腺、睾丸、小肠、肾脏和内分泌腺中[3-4]。

1.2 p38MAPK的活性调节 p38MAPK的激活主要是苏氨酸和酪氨酸残基的特定位置发生双重磷酸化的过程。这个磷酸化的过程可主要概括为三级酶促级联反应：MAPK激酶激酶(MAPKKK)—MAPK激酶(MAPKK)—MAPK。细胞外信号与受体特异性结合后，磷酸化上游MAPKK激酶(包括MEKK1、MEKK2、MEKK3、MEKK4、MLK2/3，DLK、ASK1、TP12和TaK1)，进而促进MAPKK(MKK3/MKK4/ MKK6)基因表达，最后激活p38MAPK基因蛋白，磷酸化下作用于下游转录因子NF-κB、AP-1等，调节特定的基因表达来影响细胞的增殖、分化和细胞因子的合成[5]。

2 p38MAPK与肾脏疾病的关系

2.1 p38MAPK与急性肾衰竭 急性肾衰(Acute kidney injury，AKI)是一种高发病率及高死亡率的临床并发症[6]，其病理生理过程较为复杂，主要累及肾脏管状细胞和血管细胞的损害且伴有明显的炎症反应[7]。大量实验证明p38MAPK信号通路与很多细胞反应密不可分，包括炎症、细胞分化、细胞生长和细胞凋亡[8]，有研究显示肾小管细胞的凋亡与p38蛋白有着密切的联系[9]。Gui等[10]在黄氏甲苷(AS-IV)可通过抑制氧化应激及细胞凋亡途径防止龋齿类动物急性肾损伤模型的研究中，证实通过对AKI动物模型进行黄氏甲苷(AS-IV)预处理可有效抑制p38MAPK磷酸化，显著减少肾小管细胞的凋亡，提示p38MAPK参与急性肾衰的发病过程。

Ma及其研究小组[11]在对急性缺血性肾损伤引起的大鼠肺损伤中的p38MAPK-HSP27信号通路的功能研究中将大鼠随机分为A、B、C三组，A组为对照组，B组为急性肾损伤组，C组为急性肾损伤+ SB203580(p38MAPK磷酸化抑制剂)组，通过检测三组不同时间段肺损伤标志物，且用免疫蛋白质印迹法(Western blot)分析检测p38 MAPK及HSP27蛋白的表达，结果显示A组在每个时间点上都未有任何显著性差异；而B组于2 h后蛋白表达增加，提示p38MAPK及HSP27蛋白的表达逐渐升高且相对于A组来说维持着逐渐增长的趋势。而与B组比较，加了抑制剂的C组的p38MAPK蛋白表达量在各时间段均减少。两两相比均有显著性差异，且具有统计学意义(P＜0.05)。这说明AKI与p38MAPK磷酸化息息相关，通过抑制p38MAPK磷酸化，可降低肺损伤的风险，减轻急性肾损伤的发病过程。

此外，Qi等[12]在研究骨髓间充质干细胞可通过抑制细胞凋亡保护顺铂引起的大鼠急性肾损伤的研究中发现，可通过抑制p38MAPK及ERK的活化、下调促凋亡基因Bax的表达、caspase-3的裂解及上调抗凋亡基因Bcl-2的表达，从而抑制肾小管上皮细胞的凋亡，缓解急性肾功能不全的进展。然而引起AKI的发病机制较为复杂，在Kim等[13]研究中却有不同的看法，他认为p38MAPK途径并未参与顺铂引起的急性肾损伤，只提示ERK及JNK信号通路会引起肾小管上皮细胞的损伤，参与急性肾衰竭的炎症反应；但这也只是单方面的个人研究，大多数结论还是偏向于有着一定的联系，那么具体p38MAPK信号通路是否参与急性肾损伤的发病机制，也还需进一步大量实验证实。

2.2 p38MAPK与糖尿病肾病 糖尿病肾病(Diabetic nephropathy，DN)是糖尿病最严重的慢性合并症之一，是导致慢性肾衰的主要病因，仅次于肾小球肾炎。其病理特征主要是细胞外基质(Extra cellular matrix，ECM)的肾小球和肾小管基底膜增厚，肾小球系膜基质的增厚，最终发展为肾小球硬化和肾小管间质纤维化[14]。近年来国内外研究报道，在实验性糖尿病肾病模型中通过高血糖、炎症细胞因子、机械刺激、氧化应激、血管紧张素II等可激活p38丝裂原活化蛋白激酶(p38MAPK)信号通路，导致肾脏的损害。在Fang等[15]研究中，早期强化胰岛素治疗糖尿病大鼠，可通过抑制DN大鼠肾皮质p38蛋白激酶通路的激活，抑制肾小球肥大和细胞外基质扩张，从而减轻病理异常的糖尿病肾病。Lee等[16]也证实在糖尿病肾病中TGF-β1与p38MAPK息息相关，可以通过抑制磷酸化激活的p38MAPK，降低肾小球系膜中纤维蛋白的产生，降低TGFβ1的表达，从而减少尿蛋白排泄率。也有研究发现通过抑制p38MAPK磷酸化，可显著抑制促炎性介质的释放，进一步防止糖尿病肾病的进展[17]。Fang等[17]的研究结果从另一方面证实，PKC-MAPK通路中mRNAs的高表达在DN早期组织损伤的发展中扮演着不可或缺的作用。通过激活PKC--p38MAPK--TGF途径，可促使糖尿病肾病中肾皮质细胞外基质(ECM)的产生。由此可见，p38丝裂原活化蛋白激酶作为信号转导通路的交汇点，通过其磷酸化进一步激活TGF等途径，参与糖尿病肾病的发生与发展。

2.3 p38MAPK与狼疮性肾炎 狼疮性肾炎是具有严重潜在危害性的一组系统性红斑狼疮(Systemic lupus erythematosus，SLE)合并双肾不同病理类型免疫性损害疾病[18]。在Liu等[19]研究报道中，狼疮性肾炎的患者外周血单核细胞中肿瘤坏死因子低诱导物(Tumor Necrosis Factor-Like Weak Inducer of Apoptosis,TWEAK)明显高于只患系统性红斑狼疮而未有肾脏损害的患者，实验发现抗TWEAK抗体肿瘤坏死因子低诱导物(TWEAK)抗体抑制p38MAPK通路的激活，炎症细胞因子IL-10、MCP-1会明显减少，且与p38MAPK抑制剂SB203580所显示的磷酸化p38(Phosphorylated-p38，p-p38)蛋白表达相比并无多大区别，提示p38MAPK信号通路在狼疮性肾炎的发病进展中也起着一定的作用；p38丝裂原活化蛋白激酶既然作为一种信号通路参与细胞的凋亡、炎症反应等，那么我们或许可以通过抑制它的活化来延缓病情的进展。张芹等[20]在研究氟伐他汀对慢性移植物抗宿主病狼疮性肾炎模型小鼠肾组织p38MAPK表达的影响实验中发现氟伐他汀干预组相比于模型组p38MAPK，p-p38MAPK指标明显降低(均P＜0.05)，且高剂量组低于低剂量组(P＜0.05)，且也发现p-p38MAPK的活化程度与TGF-β1的表达明显正相关(r=0.818，P＜0.05)，氟伐他汀或许是通过抑制p38MAPK上游信号TGF-β1，减弱p-p38MAPK的活化导致肾脏的纤维化。

2.4 p38MAPK与多囊肾 多囊性肾病是一种具有遗传性特征且随着肾囊肿的发展而产生的疾病，随着时间的迁移，大约60岁后会渐渐破坏肾的实质，而最终导致肾衰竭[21]。常染色体显性遗传型多囊肾(Autosomal dominant polycystic kidney，ADPKD)临床上较为常见。Wilson等[22]研究发现正常胎儿中均有表皮生长因子受体EGFR(HER-1)和HER-2(neu/ ErbB2)，而在成年后就只有HER-2(neu/ErbB2)，在多囊性肾病(ADPKD)上皮细胞基底膜上，表皮生长因子受体HER-2(neu/ErbB2)却分布较多，实验中证实用HER-2(neu/ErbB2)抑制剂AG825可抑制HER-2 (neu/ErbB2)向EGFR(HER-1)的迁移转化，而这转化的机制却与P38MAPK息息相关。利用荧光细胞活性检测技术更深层次的抑制分析显示：ADPKD表型治疗是经p38MAPK通路介导，结果显示ADPKD迁移缺陷是由其抑制剂SB203580治疗改善的，而并非是MEK1/2的抑制剂UO126，也不是PI3抑制剂渥曼青霉素所抑制；然而近年另一项罗格列酮通过抑制ADPKD上皮细胞的TGF-β1来延缓肾脏纤维化的发生研究中，发现通过调节Smad2信号转导途径，抑制TGFβ1的激活，影响胶原蛋白I及纤维蛋白的合成，而却未通过p38MAPK途径，也无交叉联系关系[23]。这也说明，在多囊性肾病(ADPKD)的病理生理及治疗中，有着许多的信号通路介导，而不可否认的是，p38MAPK信号通路占据着一个重要的位置。

2.5 p38MAPK与终末期肾病 尿毒症期是慢性肾衰竭的终末期(End-stage chronic renal failure, ESRD)，会产生很多大中小分子溶质，进入慢性肾脏病(Chronic kidney disease，CKD)患者机体组织及血液中产生危害[24]。Dou等[25]最新研究显示尿毒素溶质吲哚-3-乙酸(IAA)可通过AhR/p38MAPK/NF-κB途径诱导细胞氧化应激、炎症及内皮细胞功能紊乱，加重CKD患者并发症心血管的风险。而另一项研究[26]显示尿毒素溶质苯乙酸通过抑制一氧化氮合成酶(iNOS)的合成而对机体产生伤害，但激活它的信号转导途径是ERK1/2和JNK途径，并非是p38MAPK、NF-κB途径。由此可说明存在着部分尿毒素溶质通过p38MAPK信号通路加剧CKD患者的生命风险，而也提示在终末期肾脏疾病的病理生理机制中，p38MAPK发挥着一定与之相关的作用。

3 展 望

p38MAPK作为丝裂原酶家族(MAPK)最重要的成员之一，通过调节细胞内外信号转导传递，参与细胞生长、发育、分化及凋亡等生理病理过程；还可与JNK、ERK、Smad家族、NF-κB、TGF-β1等途径交叉联系，共同调节肾脏纤维化的进程[27]。进一步研究p38MAPK通路在除急性肾衰竭、糖尿病肾病、尿毒症、狼疮性肾炎、多囊肾等之外肾脏疾病中的作用机制，全面剖析其亚型的结构与功能，探索抑制或阻断其途径的新型药物，将会为肾脏疾病的治疗提供新的契机，开拓全新的领域。

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R692

A

1003—6350（2015）22—3344—03

2015-01-29)

10.3969/j.issn.1003-6350.2015.22.1211

云南省应用基础研究计划项目(编号：S2012FB0635)

连希艳。E-mail：xiyanlian@126.com