salusins和糖尿病肾病的相关性研究

彭　辉(综述)，杨　莹(审校)

(云南省第二人民医院内分泌科，昆明 650021)



糖尿病

salusins和糖尿病肾病的相关性研究

彭辉△(综述)，杨莹※(审校)

(云南省第二人民医院内分泌科，昆明 650021)

摘要：Salusins(α和β )是人类扭转应力障碍基因家族TOR2A的选择性剪接产物，其参与细胞内信号转导及细胞增生等，且能影响葡萄糖调节蛋白78(GRP78)和抑凋亡蛋白Bcl-2的表达。这两种蛋白均是凋亡相关蛋白，其对细胞的生长与凋亡起关键作用。Salusins可通过影响GRP78和Bcl-2的表达，从而使糖尿病患者肾脏细胞凋亡，最终导致肾脏损伤。通过对salusins的研究有望为糖尿病肾病的临床治疗提供新的思路。

关键词：糖尿病肾病；葡萄糖调节蛋白78；B细胞淋巴瘤/白血病-2；Salusins

2011年，全球约有3.66亿人患有糖尿病；据统计，随着人口结构城市化和老龄化，从2010~2030年，我国成人糖尿病患者将从0.9亿人增加到1.297亿人，居世界首位[1]。临床上，大部分糖尿病患者只注重血糖的检测，而忽略糖尿病肾病(diabetic nephropathy,DN)的早期诊断，最终发展为终末期肾脏疾病；由DN所导致的终末期肾脏疾病是肾透析或移植的首要原因[2]。DN的发病机制有多种，许多文献均报道葡萄糖调节蛋白78(glucose regulated protein 78,GRP78)和抑凋亡蛋白Bcl-2参与糖尿病患者肾脏足细胞的损伤，而最终导致肾衰竭[3-6]。Salusins(α和β)是2003年发现的一种新的血管活性肽，能影响GRP78和Bcl-2蛋白的表达[7-8]，salusins在一定程度上与DN具有相关性，其表达可能对肾脏的诊断及预防有一定的意义。现就salusins与DN的相关性予以综述。

1Salusins的来源、分布及功能

Salusins是Shichiri等[9]通过对人类互补DNA文库的分析,于2003年发现的一种新的生物活性肽，主要存在于内分泌系统、造血系统。Salusins包括28个氨基酸的salusin-α和20个氨基酸的salusin-β两种肽，均系编码人类扭转应力障碍基因(torsion dystonia)-TOR2A的选择性剪接产物；TOR2A有4个内含子和5个外显子,经过RNA重排表达后可形成由242个氨基酸残基组成的preprosalusin，去其N端前26个氨基酸残基后,从细胞中可分泌出216个氨基酸残基组成的prosalusin，其中第213~241个氨基酸残基为salusin-α，第192~212个氨基酸残基形成salusin-β，广泛存在于人和大鼠的内分泌腺、脑组织和骨髓中；同时在人的尿液、血浆及大多数组织中，也可检测到salusins和其信使RNA, 其具有减慢心率、降低血压、促进细胞增殖、丝裂原样、参与细胞内钙信号转导、细胞保护效应和促进下丘脑分泌血管加压素等生物学效应[9-11]。

2Salusins与DN的关系

2.1DN的主要发病机制DN是一种慢性发展疾病，主要发生于有10年病史的糖尿病患者，是1型糖尿病的主要死因;在2型糖尿病患者中，其严重性仅次于心脑血管疾病。其发病机制目前尚未完全明了，由糖代谢异常、遗传因素、细胞因子、炎性介质、血脂、高血压、吸烟、饮酒等多因素影响而形成。DN以蛋白尿、贫血、肾功能不全、水肿、高血压等肾脏病变为特征，而蛋白尿的出现是其临床上诊断的主要依据；且其是影响DN预后的可逆转的危险因素[12-13]。在肾脏中，肾小囊脏层足细胞的足突是肾小球滤过膜的重要组成成分，是一种不可再生细胞，主要作用是防止蛋白质的漏出，其缺乏将导致蛋白尿的出现。Liu等[4]研究表明，当DN患者尿蛋白量增加时，足细胞的损伤也逐渐加重，且足细胞数量减少和密度降低；提示足细胞数量和密度与蛋白尿量的多少具有一定的相关性。Susztak等[14]在对1型糖尿病和2型糖尿病大鼠模型的观察时发现，在DN早期阶段,足细胞凋亡数量急剧增加,同时伴有蛋白尿出现。而Ho等[15]在构建剔除小鼠足细胞Dicer基因的模型时发现，该小鼠出现大量蛋白尿，并迅速发展为急性肾衰竭，最终死亡。这些均表明足细胞损失越多，其发展成为终末期肾脏疾病的速度越快。同时在DN发展过程中，凋亡基因的不断表达，也加速了肾脏的损伤，使DN早期趋向于终末期肾脏疾病发展。

2.2Salusins对DN的影响研究还发现，salusins具有明显的抗心肌细胞凋亡损伤效应，严晓红[7]在研究以过氧化氢和血清剥夺诱导新生大鼠心室肌细胞凋亡损伤时发现，salusins具有抗心肌细胞凋亡损伤效应;同时能增加Bcl-2蛋白和GRP78的表达。Wang等[8]在结扎大鼠冠状动脉左前降支 2 h 后所致心肌缺血的模型上也发现，salusins抑制了缺血引起的内质网应激相关促凋亡因子CCAAT增强子结合蛋白同源蛋白(CHOP)和胱天蛋白酶12以及GRP78的高表达,同时改善了抑凋亡因子Bcl-2的低表达，提示salusin-α和salusins-β能减轻内质网应激而保护缺血心肌，而作为保护细胞的GRP78和抑制细胞凋亡的Bcl-2蛋白在DN的发生、发展中起重要作用[3-6]。

2.2.1GRP78与DNGRP78是一种在内质网应激反应和蛋白质折叠及转运过程中发挥重要作用的分子伴侣蛋白，亦称为内质网应激标志蛋白；在内质网应激状态下高度表达，参与蛋白质的糖基化修饰、转运和折叠[16-18]。在内质网应激早期，GRP78表达迅速增加，能帮助变性蛋白进行重新折叠,恢复蛋白质的正确构象,同时转移降解无法恢复的蛋白质，避免细胞进一步受到伤害；但当内质网应激时间过长时,GRP78表达便开始下降,同时细胞将启动内质网相关凋亡程序,导致细胞死亡[19]。糖尿病患者的人胰岛细胞长期处于高血糖环境中，在这种环境中将诱发胰岛B细胞发生内质网应激以及使GRP78表达上调[16]。Inagi等[20-21]研究表明，在微小病变肾病动物模型身上GRP78 表达升高，伴大量蛋白尿产生，证实了内质网应激与蛋白尿存在一定关系，同时也表明内质网应激在足细胞损伤中发挥一定作用。Liu等[4]的免疫荧光染色体结果也提示，内质网应激与足细胞损伤具有相关性。Cao等[5]在2006年用链霉素诱导糖尿病时,发现过度内质网应激诱导凋亡信号途径增强可导致肾细胞凋亡，从而进一步促进DN的进行性损伤。Cybulsky等[22]予膜攻击复合物C5b-9刺激足细胞，可显著上调内质网应激蛋白GRP78的信使RNA和蛋白水平；同时发现，在伴有大量蛋白尿的海曼肾炎大鼠的足细胞中内质网伴侣分子的表达显著增高,足细胞结构破坏,同时也提示内质网应激参与足细胞的损伤过程。

2.2.2Bcl-2与DN在DN早期,机体可通过细胞凋亡清除多余的细胞，这对自身有很好的保护作用,但到晚期,凋亡细胞数增加则会导致肾功能恶化[23]。在凋亡通路中起重要作用的Bcl-2蛋白家族对疾病的发生、发展尤为重要；Bcl-2基因家族包括促进细胞凋亡的基因Bax、Bok、Bcl-xs、Bak、Bad、Bid等，以及抑制细胞调亡的基因Bcl-2、Bcl-w、Bcl-xL、Brag-1、Bfl-1、AI和Mcl-1等[24]。当抗凋亡基因的减少及促进细胞凋亡的基因增多时，细胞将呈现凋亡趋势，组织将会出现衰竭。Jung等[25]研究报道，在DN中细胞凋亡可发生在增生的肾小球，引起肾小球细胞和足细胞减少，最终引起DN。张艳玲等[26]研究发现，在糖尿病组中肾小管、肾小球的凋亡细胞数较对照组明显增多,而Bax、Bcl-2蛋白表达显著增强(P<0.05)；但随着病情的逐渐发展，Bax增长趋势强于Bcl-2，且Bax/Bcl-2比值逐渐增高，运用原位杂交及免疫组织化学方法也能得到该结果。同时也有研究显示，正常大鼠肾组织有少量Bax表达和大量Bcl-2表达，在糖尿病组中，随着病程发展，Bax蛋白表达逐渐增加，而Bcl-2蛋白表达逐渐减少，且Bax/Bcl-2比值增大，表明DN与凋亡蛋白密切相关[27]。在DN的发生、发展过程中，细胞凋亡机制是部分细胞减少的重要原因，而在肾功能恶化时,肾脏凋亡细胞数逐渐增多则成为肾衰竭的重要因素之一[26]。Wang等[8]研究也提示，当内质网应激发生时，一定程度的应激能通过激活保护机制产生GRP78而发挥细胞保护作用,但是过强或过长时间的内质网应激则使保护机制不能与损伤抗衡则导致细胞凋亡，同时下调抑凋亡因子Bcl-2；而实验组中发现salusin-α 和salusin- β 能显著抑制心肌细胞GRP78 的过表达,并恢复Bcl-2的表达,可延缓病情的发展。Markan等[28]在对比非增生性肾小球肾炎与增生性肾小球肾炎实验室标本中发现,GRP78蛋白水平在急进性肾小球肾炎以及膜性增生性肾小球肾炎中显著增高, 而抑凋亡基因Bcl-2蛋白表达却显著降低；提示在肾小球病变发展过程中,多种有害刺激可诱导内质网过度应激反应;而内质网过度应激的发生又可通过激活凋亡信号途径引起细胞凋亡,从而进一步促进肾脏损伤。在DN中，过度的内质网应激及抗凋亡蛋白的降低均会导致肾脏进行性衰竭，而salusins可通过上调GRP78的过表达以及恢复抑凋亡Bcl-2蛋白的表达而对DN起保护作用。

3小结

目前DN的诊断及治疗越来越受到广大医护人员和患者的重视。而salusins作为一种新的生物活性肽，在人体的生命活动中有其重要意义，其许多功能及作用还有待进一步研究。Shichiri等[9]发现，虽然心肌细胞自身不合成和分泌salusins，但salusins同样会产生降低血压等心血管作用，同时在睾丸、肾上腺、垂体、肾脏等均可检测到该物质。研究表明，运用放射免疫测定及酶联免疫吸附测定方法均可在人体血浆和尿液中检测到salusins。希望通过对salusins的研究，为DN的临床治疗提供新的方法和视野。

参考文献

[1]Whiting DR,Guariguata L,Weil C,etal.IDF diabetes atlas:global estimates of the prevalence of diabetes for 2011 and 2030[J].Diabetes Res Clin Pract,2011,94(3):311-321.

[2]Nichols GA,Vupputuri S,Lau H.Medical care costs associated with progression of diabetic nephropathy[J].Diabetes care,2011,34(11):2374-2378.

[3]Gao F,Yao M,Shi Y,etal.Notch pathway is involved in high glucose-induced apoptosis in podocytes via Bcl-2 and p53 path-ways[J].J Cell Biochem,2013,114(5):1029-1038.

[4]刘迎九, 文煜冰, 陶建瓴, 等.糖尿病肾病肾组织足细胞损伤与葡萄糖调节蛋白78表达及蛋白尿间的相关性[J].中国医学科学院学报,2012,34(4):359-363.

[5]曹延萍，郝咏梅，刘青娟，等. 内质网应激及其特有凋亡途径Caspase-12与糖尿病大鼠肾组织固有细胞凋亡之间的关系[J].中国应用生理学杂志,2011,27(2):236-240.

[6]Liu G,Sun Y,Li Z,etal.Apoptosis induced by endoplasmic reticulum stress involved in diabetic kidney disease[J].Biochem Biophys Res Commun,2008,370(4):651-656.

[7]严晓红.Salusins作为一种新的心肌细胞生存因子的效应和机制研究[D].上海：第二军医大学,2006.

[8]Wang J,Wang Y,Shan S,etal.Salusins protect myocardium against ischemic injury by alleviating endoplasmic reticulum stress[J].Sci China Life Sci，2012，55(4):358-366.

[9]Shichiri M,Ishimaru S,Ota T,etal.Salusins:newly identified bioactive peptides with hemodynamic and mitogenic activities[J].Nat Med,2003,9(9):1166-1172.

[10]Izumiyama H,Tanaka H,Egi K,etal.Synthetic salusins as cardiac depressors in rat[J].Hypertension,2005,45(3):419-425.

[11]鲁彦,王伟忠,袁文俊.心血管活性肽家族的新成员salusins[J].中华高血压杂志,2009,4(17):303-305.

[12]王耀珍,张志利.糖尿病肾病发病机制的研究进展[J].中国药物与临床，2008，8(1)：58-60.

[13]Jude EB,Anderson SG,Cruickshank JK,etal.Natural history and prognostic factors of diabetic nephropathy in type 2 diabetes[J].QJM,2002,95(6):371-377.

[14]Susztak K,Raff AC,Schiffer M,etal.Glucose-induced reactive oxygen species cause apoptosis of podocytes and podocyte depletion at the onset of diabetic nephropathy[J].Diabetes,2006,55(1):225-233.

[15]Ho J,Ng KH,Rosen S,etal.Podocyte-specific loss of functional microRNAs leads to rapid glomerular and tubular injury[J].J Am Soc Nephrol,2008,19(11):2069-2075.

[16]吴逸园,杨业鹏,李载权.葡萄糖调节蛋白78 研究进展[J].生理科学进展,2009,40(2):135-141.

[17]Schröder M,Sutcliffe L.Consequences of stress in the secretory pathway:The ER stress response and its role in the metabolic syndrome[J].Methods Mol Biol,2010，648:43-62.

[18]Meares GP,Zmijewska AA,Jope RS.HSP105 interacts with GRP78 and GSK3 and promotes ER stress-induced caspase-3 activation[J].Cell Signal,2008,20(2):347-358.

[19]Tajiri S,Yano S,Morioka M,etal.CHOP is involved in neuronal apoptosis induced by neurotrophic factor deprivation[J].FEBS Lett,2006,580(14):3462-3468.

[20]Inagi R,Nangaku M,Onogi H,etal.Involvement of endoplasmic reticulum (ER) stress in podocyte injury induced by excessive protein accumulation[J].Kidney Int,2005,68(6):2639-2650.

[21]Inagi R,Nangaku M,Usuda N,etal.Novel serpinopathy in rat kidney and pancreas induced by overexpression of megsin[J].J Am Soc Nephrol,2005,16(5):1339-1349.

[22]Cybulsky AV,Takano T,Papillon J,etal.Endoplasmic reticulum stress in glomerular epithelial cell injury[J].Am J Physiol Renal Physiol,2011,301(3):496-508.

[23]Sugiyama H,Kashihara N,Makino H,etal.Apoptosis in glomerular clerosis[J].Kidney Int,1996,49(1):103-111.

[24]卿晨,丁健.Bcl-2基因家族在调节细胞凋亡中的作用[J].国外医学:分子生物学分册,2000,22(1):17-21.

[25]Jung DS,Lee SH,Kwak SJ,etal.Apoptosis occurs differentially according to glomerular size in diabetic kidney disease[J].Nephrol Dial Transplant,2012,27(1):259-266.

[26]张艳玲,段惠军,李春香,等.糖尿病大鼠肾脏细胞凋亡与Bax和Bcl-2基因表达[J].中国糖尿病杂志,2002,10(3)：159-162.

[27]吴学平,李玉磊,金晓梅,等.凋亡相关基因Bax,Bcl-2及细胞色素C在链脲佐菌素糖尿病大鼠肾组织内的表达[J].第二军医大学学报,2012,33(8):846-850.

[28]Markan S,Kohli HS,Joshi K,etal.Up regulation of the GRP-78 and GADD-153 and down regulation of Bcl-2 proteins in primary glomerular diseases:a possible involvement of the ER stress pathway in glomerulonephritis[J].Mol Cell Biochem,2009,324(1-2):131-138.

Study on the Correlation between Salusins and Diabetic Nephropathy

PENGHui，YANGYing.

(DepartmentofEndocrinology，theSecondPeople′sHospitalofYunnanProvince，Kunming650021，China)

Abstract：Salusins(α and β),participating in the reaction of signal transduction of cells,cell proliferation and having an influence on the expression of glucose regulating protein 78(GRP78) and apoptosis suppressor protein Bcl-2，are the alternative splicings of a human gene family TOR2A torsional stress.Both are apoptosis related proteins,playing an important role in the growth and apoptosis of cells.Salusins can make the kidney cell apoptosis through influencing the expression of GRP78 and Bcl-2,which eventually leads to kidney damage.The research of salusins is expected to be providing a new method for the clinical treatment of diabetic nephropathy.

Key words：Diabetic nephropathy; Glucose regulated protein 78; B-cell lymphoma/leukemia-2; Salusins

收稿日期：2014-04-24修回日期：2014-08-14编辑：郑雪

基金项目：国家自然科学基金(81260135；30960148);云南省中青年学术技术带头人后备人才基金项目(2011CI045)；云南省医学学科带头人基金(D-201217)

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.07.040

中图分类号：R587.2

文献标识码：A

文章编号：1006-2084(2015)07-1255-03