TGF-β1/Smads调控与肾脏纤维化治疗研究进展

刘　勇，王　锐，施欣辛，李　颖，陈　明

（1.成都中医药大学临床医学院2014级硕士研究生，四川 成都 610075；2.成都中医药大学附属医院肾内科，四川 成都 610072）

TGF-β1/Smads调控与肾脏纤维化治疗研究进展

刘勇1，王锐1，施欣辛1，李颖1，陈明2

（1.成都中医药大学临床医学院2014级硕士研究生，四川 成都 610075；2.成都中医药大学附属医院肾内科，四川 成都 610072）

肾脏纤维化是各种慢性肾脏病进展过程中的共同表现，其病理学基础主要是细胞外基质大量堆积。炎症介质、细胞因子、氧化应激等参与了整个病理环节。TGF-β1/Smads信号转导通路是肾脏纤维化最重要的通路，主要通过促进肾实质细胞的凋亡、肾小球及肾小管上皮细胞肥大，激活肾间质成纤维细胞，促进肾小管上皮细胞-肌成纤维细胞转分化，增强ECM的合成并抑制其降解，导致ECM过度积聚，最终导致肾脏纤维化。因此，通过调控TGF-β1/Smads信号通路可望成为治疗肾脏纤维化的新靶点，拟为肾脏纤维化的防治提供新策略。

1　TGF-β1/Smads信号转导通路

TGF-β1/Smads信号转导通路是由TGF-β1及其受体、受体底物Smads蛋白信号分子三部分组成。

转化生长因子：TGF-β1与肾脏纤维化密切相关［1-2］。TGF-β在人体几乎所有的组织中均能发现，主要由肝脏的Kupffer细胞、血管内皮细胞分泌。TGF-β1受体主要有TβRI、TβRII及TβIII［3］。其中I、II型受体主要参与TGF-β1信号转导，属丝/苏氨酸激酶受体家族。TβRI与TβRII具有不同的结构域，TβRI胞内侧近膜部分有高度保守的GS结构域；TβRII胞内侧梭基端有富含Thr和Ser的短尾，具有自身磷酸化功能，能够直接与TGF-β1结合而发挥效应作用。但是，TβRI必须依赖TβRII才能与TGF-β1结合，必须通过TβRII活化其GS结构域后才具有激酶活性。

Smads蛋白：Smads蛋白具有羧基端和氨基端高度保守的MH1和MH2结构域和其间富含脯氨酸的间隔区。已知的Smad蛋白分为3类，受体激活型Smad是TβR复合物的下游信号分子，共用型Smad是TGF-β发挥作用的中转信号分子，抑制型Smad主要通过与活化的TβRI结合对受体激活型Smad蛋白的磷酸化起到抑制作用。Smads蛋白是TGF-β受体复合物的下游信号调节蛋白，可将信号从胞膜直接转至胞核，是TGF-β1/Smads信号转导通路中的关键介质。

经典TGF-β1/Smads信号转导通路：TGF-β1先与II型受体以二聚体的形式结合后将其磷酸化，磷酸化后的TβRII能够使胞膜上的I型受体的胞质区发生磷酸化，磷酸化后的TβRI进一步引起其下游的信号蛋白分子Smad2和（或）Smad3的发生磷酸化。但是，Smad蛋白并没有与TβR的相应部位直接接触，由TβRI-SARA-Smad复合体的介导来完成。SARA蛋白中有与Smad蛋白相结合的结构域，能够与未活化的Smad2/3发生特异性的结合。同时，SARA蛋白的C端能够与TβRI受体直接结合，从而形成TβRI-SARA-Smad复合体，SARA蛋白在TβRI与Smads之间起到桥梁纽带的作用。Smads蛋白磷酸化参与细胞内信号的转导。活化的TβRI将Smad蛋白C端MH2上SSXS基序中色氨酸磷酸化，进一步使得Smad2/3发生磷酸化，后者继而与TβRI及SARA解离，并与Smad4形成多聚体进入细胞内参与核内信号的转导。而游离SARA继续与未磷酸化的Smad2/3结合发挥其桥梁作用。Smad2/3-Smad4形成的多聚体进入细胞内参与细胞信号的调控如下：能够直接与DNA结合而发挥调节作用；和其它转录因子共同发挥协同作用参与细胞内信号转导的调控；与相应转录因子复合物结合进而促进或者抑制转录过程［4］。

2　TGF-β1/Smads细胞信号通路调控与肾脏纤维化的治疗

2.1 TGF-β1抑制剂对TGF-β1/Smads细胞信号通路的调控

TGF-β1是一种重要的促纤维化因子，与肾脏纤维化密切相关。TGF-β1的释放和激活最终导致细胞外基质大量堆积，加速肾脏纤维化的进程［5］。正常组织的损伤与修复过程和TGF-β1的适量激活密切相关，对损伤的组织起保护作用。但是，过度激活的TGF-β1将会导致纤维化的产生［6］。TGF-β1的主要作用是刺激成纤维细胞增加细胞外基质成分的合成、抑制细胞外基质的降解、诱导肾小管上皮细胞凋亡及肾小管上皮细胞-间充质细胞转分化等。因此，可以通过抑制该因子的活性阻止肾脏纤维化的进展［7］。

Decorin（DCN）能够直接抑制TGF-β1生物活性来抑制胶原纤维生成，使得细胞外基质的合成减少，从而阻止肾脏纤维化的进程［8］。其作用机制为TGF-β1异构体可以被DCN抑制，从而起到阻止肾脏纤维化的作用［9］。Ma HB等［10］研究结果表明，DCN高度表达可减缓肾脏纤维化的进展。

BMP-7能够直接抑制TGF-β1表达、抑制TGF-β1/ Smads信号通路转导、调节促炎性因子等而发挥抗纤维化的作用。因此，可以通过增强BMP-7的表达或者促进BMP-7/smads信号通路的转导来阻止肾脏纤维化的进展。武帅等［11］在通过观察芪蛭降糖胶囊对DN大鼠肾组织BMP-7及TGF-β1/Smads信号传导通路的影响，结果显示DN大鼠肾组织中Smad2蛋白、TGF-β1的表达增加，而Smad7、BMP-7蛋白表达减少，肾功能下降，经药物治疗后，肾组织TGF-β1、Smad2表达减少，BMP-7、Smad7表达增加，大鼠的肾功能得到了改善，从而抑制肾间质纤维化。

2.2 TGF-β1受体拮抗剂对TGF-β1/Smads细胞信号通路的调控

在TGF-β1/Smads信号转导通路中，可以通过受体拮抗作用来阻止肾脏纤维化的进展。Moon等发现TβRII激酶阻断剂IN-1130可下调该通路活性，提示可在受体水平抑制肾脏纤维化。TGF-β1RI（ALK5）是TGF-β1信号传递过程中的重要的促纤维化因子，通过抑制ALK5的活性，进而阻断ALK5与Smad2/3的结合或者ALK5对Smad2/3的磷酸化被认为是阻断TGF-β异常所致肾脏纤维化的重要靶点［12］。Sang-A park等［13］合成的TGF-β1的I型受体激酶（ALK5）抑制剂-EW-7197，可以抑制TGF-β1/Smad2/3和活性氧簇信号传导通路。

2.3 Smads蛋白对TGF-β1/Smads细胞信号通路的调控

TGF-β1发挥效应作用主要靠TGF-β1/Smads细胞信号通路来实现［14］。而Smads蛋白是TGF-β1信号从受体到核的细胞内转导分子，对信号的转导起着重要的调节作用。Smad2/3磷酸化后能够促进细胞外基质合成，加速肾脏纤维化的进展［15］。Smad7对TGF-β1具有特定的抑制作用。Smad7通过抑制Smad2/3磷酸化，阻止肾脏纤维化的进程［16］。同时，Smad7可通过改变表达TGF-β1/Smad3-regulated小分子核糖核酸抑制肾纤维化［17］。Baocan Wang等［18］研究表明，通过单用Smad7或uPA基因疗法显著抑制α-SMA和TGF-β1表达，而Smad7和uPA综合治疗更优等。ZR Wang等［19］研究表明，通过构建Smad3 siRNA表达载体，降低Smad3的表达水平，从而使得相关纤维化基因的指标下降更加显著。

3　中药对TGF-β1/Smads细胞信号通路调控

肾脏纤维化属中医“水肿”、“关格”、“癃闭”等范畴。脾肾两虚、痰瘀互结、热毒内蕴、血脉瘀滞为肾纤维化的基本病机。治疗主要用补肾健脾、活血化瘀、化痰通络、调和阴阳法。李春雨等［20］研究表明扶肾降浊方可通过抑制TGF-β1和Smad3 mRNA和蛋白的过度表达，增加Smad7 mRNA和蛋白表达。池艳春等［21］研究表明百令胶囊具有调节糖尿病大鼠肾组织TGF-β1、TGF-β1RI、TGF-β1RII及Smad2/3的表达，上调Smad7的表达，从而阻断肾脏纤维化，且以高剂量疗效果最佳。中药对TGF-β1/Smads信号转导具有多途径、多靶点、多方位的调控作用［22-23］，疗效显著，具体的作用机制有待进一步深入研究。

4　小　结

TGF-β1/Smads调控与肾脏纤维化治疗的策略已经得到广泛的重视，无论是调节TGF-β1/Smad的表达量，还是调控TGF-β1/Smad的信号传导通路的其他环节，均可获得较好效果，中医药调控TGF-β1/Smads治疗肾脏纤维化的研究也取得诸多进展，为今后可望建立中西医结合肾脏纤维化的研究、中西医结合肾脏纤维化的治疗、药物研发等奠定良好的基础。但是，肾脏纤维化的发病机制涉及环节众多，尚需进一步深入研究其病理过程，以提高临床疗效。

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R271.917.5

A

1004-2814（2016）10-1041-02

陈 明

2016-05-23