TWEAK及其受体Fn14在肾功能损伤中的研究进展

祁 昌综述，黄 玮审校

（高淳人民医院检验科，江苏 南京 211300）

TWEAK及其受体Fn14在肾功能损伤中的研究进展

祁 昌综述，黄 玮审校

（高淳人民医院检验科，江苏 南京 211300）

肿瘤坏死因子样凋亡弱诱导受体； 成纤维细胞生长因子； 早期反应蛋白； 肾功能损伤

肿瘤坏死因子样凋亡弱诱导受体（Tumor necrosis factorlike weak inducer of apoptosis，TWEAK）是肿瘤坏死因子超家族（Tumor necrosis factor super family，TNFSF）中的一种细胞因子［1］。TNFSF在人体中表达广泛，在免疫应答，炎症反应，细胞稳态和组织修复中发挥重要作用［2－3］。TNFSF是Ⅱ型跨膜转运蛋白，在某些情况下，可以裂解成小分子分泌蛋白而发挥生物学活性。TNFSF细胞因子具有与TNF同源的，介导自身三聚体化及结合受体过程，每个配体可结合一个或多个肿瘤坏死因子超家族受体。TNFRSF受体具有一个位于细胞外的配体结合域和一个细胞内的细胞质尾巴，后者可以结合一个或多个适配蛋白，激活细胞信号通路瀑布。

人类TWEAK基因编码一种249个氨基酸的Ⅱ型跨膜糖蛋白，全长又称为膜结合型TWEAK（membrane－anchored TWEAK，mTWEAK），位于细胞外的C－羧基末端结构域（206个氨基酸）包含受体结合域和一个N－糖基化域，可在一个或者一对碱基切割位点处被水解，成为156个氨基酸的可溶性TWEAK（souble TWEAK，sTWEAK）［1］。细胞内的N－末端区域有18个氨基酸，包含一个蛋白激酶磷酸化区域和胞核定位序列（nuclear localization sequences，NLSs）。TWEAK可定位于细胞核，在细胞内被furin蛋白酶裂解后分泌到细胞外发挥生物学作用［4］。

1999年，有研究发现成纤维细胞生长因子诱导的早期反应蛋白14（fibroblast growth factor－inducible－14，Fn14）是TWEAK的受体［5－7］。人类Fn14基因编码129个氨基酸的Ⅰ型跨膜蛋白，通过转录后加工、修饰等成为102个氨基酸的成熟蛋白质。Fn14是TNFRSF中分子量最小的一个，细胞外区域包含53个氨基酸，含有TWEAK结合所必需的富含半胱氨酸的区域，细胞内区域包含29个氨基酸，它不具有死亡结构域，但包含TNFSF相关因子结合域。sTWEAK和mTWEAK可以结和并激活Fn14［4］。TWEAK在许多组织和器官中均有表达，包括中枢神经系统、肝脏、肠道、血管、骨骼肌、心脏和肾脏等。但不同的病理状态下，包括同一疾病的不同阶段，TWEAK的作用并不一致［8］。本文进一步阐述了TWEAK/Fn14在肾脏疾病中的意义。

1 TWEAK对肾脏细胞的作用

现有研究表明肾小管细胞、系膜细胞和足突状细胞中TWEAK具有重要作用。了解TWEAK在肾脏细胞中的作用对于理解它在肾脏疾病中发挥的作用至关重要。

1.1 促炎作用 TWEAK在肾小管细胞中的促炎作用已经研究的较为透彻。肾小管细胞组成了肾实质的大部分并分泌多种细胞因子、化学因子和黏附分子，参与间质的炎症细胞浸润。NF－κB通路在这种炎症反应中发挥了重要作用［9］。人体中至少存在两种NF－κB通路，经典通路和非经典通路。每种通路激活的目的基因可能不同。在肾小管上皮细胞中，TWEAK/Fn14主要激活经典通路，在早期（30min）诱导核移位及RelA复合物与DNA结合，促进基因表达和单核细胞趋化蛋白1、IL－6和RANTES的分泌，促进正常肾脏间质巨噬细胞的浸润［10－11］。同时，TWEAK也可激活非经典NF－κB通路（RelB/NF－κB2）［12］，但较经典NF－κB通路激活较迟（6～24h达到高峰），这种激活可以诱导CCL21和CCL19的表达［11］，促进肾脏T细胞和成纤维细胞的聚集。TWEAK在促进系膜细胞和足突状细胞炎症介质的表达中也发挥重要作用，这种作用主要通过NF－κB介导［13］。MAPKs参与系膜细胞和足突状细胞化学因子生成的调节［10，11，13］。

体内试验已证明TWEAK在肾脏中具有促炎作用。整体水平给予TWEAK可诱导肾小管细胞和其他肾脏细胞中经典和非经典NF－κB通路的激活以及化学因子的产生［13］。

1.2 细胞凋亡 急性肾损伤和慢性肾脏病时，肾小管细胞发生凋亡。许多TNFSF，如Fasl、TNFa和TRAIL参与受损细胞凋亡的过程。早期的研究认为TWEAK诱导凋亡能力较弱，因为体外实验中TWEAK往往需要作用较长时间以及和IFNγ等强刺激因子共同作用才能诱导凋亡［14］。然而，近年的研究表明，TWEAK单独作用也可刺激神经元细胞、单核细胞以及特定类型肿瘤细胞的凋亡［15－19］。TWEAK单独作用于静止的肾小管细胞无促凋亡作用，但在急性肾损伤的情况下，大量分泌的炎症介质可与TWEAK共同作用诱导肾小管细胞的凋亡，已证明的炎症介质有TNFα和IFNγ的联合作用［20］。TNFα和IFNγ促进肾小管细胞Fn14的表达，使其对于TWEAK的刺激增敏，有研究通过转染编码hFn14的序列成功地使TWEAK抵抗的非肾脏细胞变得敏感，从而支持了这一理论［21］。然而，上调Fn14表达水平并不是TWEAK增敏的唯一机制，因为血清能促进肾小管细胞的Fn14表达但对TWEAK和细胞凋亡无明显影响。另一方面，TWEAK和IFNγ在正常情况下单独作用于系膜细胞仅有轻微的促凋亡作用，但联合时则有明显的协同作用［13］。

1.3 细胞增殖 机体通过调节细胞有丝分裂和凋亡的平衡精细调控肾脏细胞的数目。TWEAK在内皮细胞、上皮细胞、肿瘤细胞、祖细胞中发挥促增殖作用，也可诱导静止的肾小管细胞增殖，在血清中有丝分裂因子的作用下这种作用可进一步放大。TWEAK还可诱导系膜细胞和足突状细胞的增殖，可能在肾小球增生性疾病如狼疮肾炎的发生中起一定的作用。在肾小管细胞中，TWEAK可激活细胞外信号调节激酶1/2、P38 MAPK、磷酸肌醇3－激酶/Akt和NFkB，这些信号分子共同参与TWEAK诱导的细胞增殖，阻断其中的任一环节都可阻止肾小球的增殖［22］。在整体水平实验中，注射外源性TWEAK的健康小鼠肾小管细胞可发生增殖效应［22］。TWEAK对肾脏细胞的双向作用受细胞微环境调节，其诱导的细胞增殖或凋亡通过Fn14受体介导。

2 TWEAK/Fn14在肾损害模型中功能的研究

2.1 急性肾损伤 实验条件下的叶酸诱导小鼠肾损伤模型与人类肾损伤有很多共同点，都存在肾小管细胞的凋亡，代偿的肾小管细胞增生、重塑，炎症细胞浸润，以及慢性纤维化。叶酸诱导的小鼠肾损伤模型中，肾小管细胞表达TWEAK/Fn14上调，同时TNFα、IFNγ等多种细胞因子释放增多［20］。急性肾损伤的细胞实验和人体试验表明，整体水平给予TWEAK有双向作用。在炎症环境中，TWEAK可能既诱导细胞凋亡，也参与肾小管细胞和祖细胞的增生及募集巨噬细胞参与损伤组织再生。在人体试验中，靶向干预TWEAK可降低肾小管细胞多种化学因子（单核细胞化学诱导蛋白1、RANTES、CCL21）的表达，并减少巨噬细胞和T淋巴细胞的浸润［10－11］，从而减轻肾实质及间质的炎症，降低血清肌酐峰浓度。

很多研究已证实AKI中经典NFκB途径的参与。有研究表明非经典NFκB途径，包括NFκB2和RelB也可被TWEAK激活并参与AKI过程［11］。靶向干预TWEAK可阻止小管细胞非经典NFκB途径激活，降低NFκB2/RelB基因，CCL21的表达和T细胞的募集［11］。总而言之，预先对TWEAK或Fn14进行靶向干预可以改善AKI的肾功能，减少肾小管细胞的凋亡、代偿增生和间质炎症。

2.2 ApoE敲除小鼠的高脂血症性肾病 ApopE敲除小鼠接受富含脂肪的食物可出现自发的高胆固醇和动脉粥样硬化。研究表明，ApoE敲除的小鼠可随着年龄增长出现自发的肾小球损害，主要表现为肾小球系膜扩张、肾小球炎症和肾小球硬化，高脂、高胆固醇饮食可加速这种病变［23］。接受高脂饮食的ApoE－/－肾病小鼠，给予9天中和TWEAK抗体治疗可改善其肾小球和小管间质的病变。靶向干预TWEAK可降低肾脏NFkB通路的激活，减少化学因子的表达和巨噬细胞浸润。相反的，整体水平给予TWEAK可加重肾小球和小管间质的病变。

2.3 单侧肾切除后的肾脏生长 TWEAK可以促进多种细胞的增生，可能参与急性损伤时的病理性或代偿性增生。在正常的老鼠肾脏，整体水平给予TWEAK促进肾小管细胞的增殖［22］。单侧肾切除术后的肾脏增长主要表现为肾损害基础之上的肾小管增生和肥大。单侧肾切除术后健侧肾脏的Fn14表达在数天内增高，但TWEAK及其诱导的细胞凋亡相关的炎症因子，如TNFα和IFNγ无明显变化［22］。整体水平给予TWEAK，可促进单侧肾切除后残留肾脏的肾小管细胞增生［22］。相反的，在TWEAK基因敲除的小鼠，残留肾脏肾小管细胞的增生减弱。这些结果表明Fn14能够增强细胞对TWEAK的敏感性，协同其他分裂素共同促进单侧肾切除后健侧肾脏肾小管细胞的增生和肾脏代偿性肥大。这为临床上急性非炎症性肾切除后促进健侧肾脏的生长提供了新的思路。

2.4 狼疮肾炎 TWEAK对于有肾小球系膜细胞和足突状细胞有促炎作用［13，16］，提示TWEAK/Fn14通路可能在肾小球损伤中发挥作用。在慢性移植物抗宿主病的鼠狼疮肾炎模型中，阻断TWEAK或Fn14能够减轻肾小球肾炎的严重程度，包括蛋白尿、肾小球IgG沉积、肾脏炎症因子表达和巨噬细胞浸润及自身抗体产生。Fn14表达只有在肾脏固有细胞中足以促进早期炎症反应并使蛋白尿迅速升高作为肾损害的指标，而骨髓源性细胞的Fn14表达与疾病晚期的蛋白尿和炎症有关。肾脏固有细胞Fn14表达能够促进肾脏炎症细胞募集，这和细胞培养及体内研究结果一致［10，13，16］，表明TWEAK能够诱导肾脏炎症因子分泌及巨噬细胞趋化作用，在肾炎晚期的病理变化中发挥重要作用。

3 小 结

现有研究数据表明TWEAK/Fn14可能是肾损伤的一个治疗靶点。然而其在肾损伤中发挥的功能仅在动物模型中有相关研究数据，而在人类肾脏肾脏中的功能尚无充分的研究数据。TWEAK/Fn14和高血压、足突状细胞损伤、肾脏蛋白尿的关系尚不明确。TWEAK/Fn14领域的新药有待进一步开发，包括Fn14特异性拮抗剂。测定血或尿中的sTWEAK可能为评估慢性肾脏病患者的预后和狼疮肾炎的活动性提供参考。

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10.3969/j.issn.1673－4130.2015.03.044

A

1673－4130（2015）03－0390－03

2014－10－21）

祁昌，男，初级检验师，主要从事临床检验基础的研究。