Netrin-1在糖尿病肾病及糖尿病视网膜病变中作用的研究进展

张雯，柯亭羽

(昆明医科大学第二附属医院，昆明605010)



Netrin-1在糖尿病肾病及糖尿病视网膜病变中作用的研究进展

张雯，柯亭羽

(昆明医科大学第二附属医院，昆明605010)

糖尿病视网膜病变(DR)及糖尿病肾病(DN)是糖尿病的典型并发症。神经导向因子Netrin-1是具有促进神经组织生长发育作用的神经生长因子，具有促进血管生成、抑制炎性细胞迁移和减轻炎症反应的作用。近年来研究发现，Netrin-1在DR、DN患者血清和病变组织上皮细胞中的表达均上调。Netrin-1在糖尿病增殖期视网膜病变患者玻璃体液中表达上调，通过检测糖尿病患者玻璃体液中的Netrin-1因子，可用于早期判断DR的发病。Netrin-1在DN患者中高表达，Netrin-1及其UNC5B受体对DN具有保护作用。

神经导向因子；糖尿病微血管病变；糖尿病视网膜病变；糖尿病肾病；血管生成；炎症反应

微血管病变是糖尿病患者的常见并发症，其典型改变是微循环障碍和微血管基底膜增厚，常累及肾脏、眼、心脏、脑等器官。糖尿病视网膜病变(DR)及糖尿病肾病(DN)是糖尿病微血管病变的两种典型并发症。神经导向因子Netrin-1是具有促进神经组织生长发育作用的神经生长因子，具有促进血管生成、抑制炎性细胞迁移和减轻炎症反应的作用。近年研究发现，Netrin-1在DR、DN患者血清和病变组织上皮细胞中的表达均上调。本文对近年来有关Netrin-1在糖尿病微血管病变DR、DN中作用的研究进展进行了综述。

1　Netrin-1的生物学特征

1.1Netrin家族的作用及分布Netrin家族是最早发现的可溶性神经导向因子，在神经系统的发育过程中为神经元和轴突的靶向迁移提供信号。除在中枢神经系统外，Netrin家族及其受体在非神经组织中也有表达，如胰腺、乳腺和肺等器官。Netrin家族因子包括Netrin-1、Netrin-2、Netrin-4、G1a和G1b等[1]，广泛参与急性损伤、炎症、肿瘤发生等病理过程[2]和血管内皮细胞的黏附、游走、增殖、分化、凋亡[3]等分子机制的调控。

1.2Netrin-1的作用Netrin-1是第一个被鉴定并命名的Netrin家族轴突导向因子，分子量68 kDa，多表达于脊髓、延髓、脑室腹侧区、内囊等中枢神经系统[4,5]。在神经系统发育过程中，Netrin-1可刺激神经元和神经轴突的生长和定位，引导神经元和轴突到达靶体。Netrin-1的受体包括结直肠癌缺失基因家族(DCC)受体及UNC5同源物家族(UNC5)受体(包括UNC5A、UNC5B、UNC5C等)。Netrin-1因子在神经系统以外的组织也广泛表达，如肾小管上皮细胞、血管内皮细胞[6]等，通过与其依赖性受体结合，对胚胎发育过程中细胞增殖、迁移、形态发生和血管新生等功能发挥重要的调控作用[7]。

1.3Netrin-1对血管生成的作用 目前认为，高血糖引起的氧化应激是DM并发症的共同发病机制，继而激活多种途径导致组织损伤。机体低度炎症状态、胰岛素抵抗(IR)、血管内皮功能紊乱等是导致糖尿病发生并发症的因素。因此，通过增加血管新生、抑制炎症细胞迁移和炎症反应，改善微循环障碍和血管基底膜增厚的状态，对DR和DN的临床治疗有重要意义。

Netrin-1属于一种血管生成因子，类似于血管内皮生长因子(VEGF)、血小板源性生长因子(PDGF)，对血管内皮细胞和血管平滑肌细胞有增殖、迁移及黏附作用，参与血管生成的调节[2]。其机制可能为Netrin-1通过与DCC受体结合，增加NO含量，从而增加局部组织的血氧供应，直接诱导血管生成[8]。Fan等[9]研究表明，Netrin-1过度表达可促进小鼠中枢神经系统血管新生，促进动脉血管及微血管形成，而VEGF和PDGF只能促进毛细血管的生成。经体外培养及兔角膜新生血管实验[10]发现，Netrin-1对血管新生具有双重调控作用，即低浓度时具有促进血管生成作用，而高浓度时可抑制血管生成。Fan等[9]研究发现，不同水平的Netrin-1对血管生成的作用也不同。因此，Netrin-1对新生血管生成过程的调控作用与其水平有关，其变化可能对糖尿病微血管病变新生血管的发生具有一定作用。

2　Netrin-1对DR的影响

眼部组织的缺血缺氧是导致增殖性视网膜病变眼部血管新生的根本原因[11]。DR患者由于长期处于高糖状态，组织血液供应减少，可引起血-视网膜屏障(BRB)受损、血管渗透压升高、通透性增加和血管坏死，血管再生相关因子如缺氧诱导因子(HIFs)、VEGF及红细胞生成素(EPO)等表达上调，增加血管渗透压以保持组织血液灌注，最终导致视网膜纤维化和出血[12]。

2.1Netrin-1在DR玻璃体液中高表达 研究发现，Netrin-1在糖尿病增殖期视网膜病变患者玻璃体液中表达上调，提示在糖尿病视网膜病变病理增殖过程中，Netrin-1发挥重要作用[13]。紧密连接蛋白Occludin蛋白是构成视网膜血管内皮细胞紧密连接的跨膜蛋白，存在于BRB的连接处，是观察视网膜屏障功能和血管通透性的重要指标[14]。实验证实，在DR小鼠模型中，Netrin-1可保护Occludin蛋白，从而保护BRB功能，避免血管通透性的增加和血管坏死，从而延缓DR进程[15]。

2.2Netrin-1因子及其相关受体对DR的作用 Park等[2]研究发现，Netrin-1因子可引起角膜缘的新生血管萌芽，同时可以促进内皮细胞和血管平滑肌细胞的迁移及促有丝分裂。其促血管新生作用一方面是通过增加内皮细胞的存活率，另一方面是通过减少内皮细胞凋亡来实现的[16]。可能的机制[17]是：Netrin-1通过激活DCC受体依赖的ERK1/2-eNOS正反馈途径促进血管再生，引起NO释放，促使内皮细胞增殖和存活，也可通过抑制死亡相关联蛋白激酶DAPK，抑制内皮细胞在抗凋亡级联反应中的凋亡。

目前临床上广泛采用眼底镜对DR发病程度进行诊断，通过检测糖尿病患者玻璃体液中的Netrin-1，从而用于早期判断DR的发病，也为其治疗提供了新的靶点。尽管相比非PDR患者，增殖期DR玻璃体液中Netrin-1水平明显升高，但可检出水平小于1 μg/mL[18]，所以在临床应用方面仍需要继续研究。

3　Netrin-1对DN的影响

3.1Netrin-1在DN肾组织中高表达研究表明，急性肾损伤患者和糖尿病肾病小鼠的尿液Netrin-1水平增高，可能的机制[19]是：机体高糖状态导致Netrin-1表达下调，同时高蛋白尿诱导近曲小管上皮细胞产生Netrin-1。这种由蛋白诱导分泌产生Netrin-1的作用，是通过增强丝裂原活化蛋白激酶-细胞外信号调节激酶(MAPK- ERK)和磷脂酰肌醇3激酶-蛋白激酶B-mTOR(PI3K-Akt-mTOR)信号通路实现的。

3.2Netrin-1 UNC5B受体对肾脏的保护作用Ranganathan等[20]研究发现，急性肾损伤过程中，UNC5B受体介导了Netrin-1对肾脏的保护作用。Punithavathi等[21]研究发现，相比于糖尿病野生型和杂合型的(UNC5B-/+)小鼠，特异性敲除链霉素诱导的糖尿病小鼠肾脏近曲小管上皮细胞中Netrin-1受体UNC5B基因后，引起了更严重的肾脏疾病，加重了糖尿病肾病引起的蛋白尿，提示UNC5B受体在糖尿病肾病发病进程中可能发挥了保护性作用。

3.3Netrin-1对DN的保护作用 Mohamed等[22]研究发现，DN患者肾小管上皮细胞诱导产生的Netrin-1可通过其过度表达进而抑制炎症、增加白蛋白的摄取，减少蛋白尿和间质纤维化。体外研究发现，Netrin-1介导的对糖尿病肾病的部分保护作用是通过增加肾小管上皮细胞对蛋白的摄取来实现。动物实验也证实，对1型糖尿病小鼠给予重组Netrin-1注射后，可保护肾脏使其避免炎症反应、蛋白尿和纤维化[21]。可能的机制是：Netrin-1与其UNC5B受体促进肾小管上皮细胞的增殖与迁移，而肾小管上皮细胞快速增殖是肾脏修复的细胞标志，最终导致肾脏结构和功能的恢复[6]。Netrin-1还可通过抑制肾小管上皮细胞分泌单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)来抑制尿蛋白的排泄[23]。Calpurnia[24]等研究证实，相比于糖尿病肾病后期患者，Netrin-1在早期无微量白蛋白尿的糖尿病肾病患者尿液中排泄明显增加，且在无微量蛋白尿的糖尿病患者尿液中，Netrin-1水平明显升高，表明DN患者尿液中Netrin-1的出现是在微量蛋白尿之前，即在糖尿病肾病发病过程中肾小管损伤在前，且加剧了肾小球的损伤。因此，在肾脏损伤时，应激状态下的近曲小管过度表达Netrin-1，其可作为预测肾损伤的分子标志，从尿液即可检测，具有早期临床意义；同时，高表达的Netrin-1可通过促进肾小管上皮细胞的增殖与迁移、抑制肾小管上皮细胞分泌MCP-1、减轻DN局部炎症和增加白蛋白摄取，从而改善肾脏损伤的症状。

综上所述，Netrin-1在糖尿病早期微血管病变的发生、发展中具有重要作用，在DR及DN发病过程中，Netrin-1不仅具有损伤生物标志物的作用，还具有促进血管生成、抑制炎症因子和炎症反应的作用，这些新靶点可以为临床诊疗提供帮助。

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国家自然科学基金资助项目(31260223)。

柯亭羽(E-mail： ketingyu@hotmail.com)

10.3969/j.issn.1002-266X.2016.30.037

R587.1

A

1002-266X(2016)30-0105-03

2015-10-28)