肾小管上皮细胞-间充质细胞转分化与肾间质纤维化的关系研究

李冰，吕海琳，高兆丽，马成俊

山东大学齐鲁医院（青岛）泌尿内科，山东青岛 266000

上皮细胞不仅仅是人体皮肤，还包括人体各腔道表层的细胞，上皮细胞的位置不同，发挥的作用也不相同，可以分为保护、吸收、分泌以及排泄，发挥不同的作用，需要的细胞层数不尽相同，同样，上皮细胞的位置不同，为了适应位置所以会有不同的形状。间充质细胞是含有线粒体，高尔基体以及少量核糖体的分化程度很低的细胞。肾间质纤维化是细胞经过各种作用发生化学反应，造成纤维化，肾间质纤维化是肾疾病的病理反应，并且与患者病情的严重程度关系密切，而肾小管上皮细胞-间充质细胞转分化（EMT）与肾间质纤维化也具有重要的关系，该文从初期转分化、转分化的病理分析、肾小管上皮细胞-间充质细胞转分化的标志、影响转分化的因素、转分化的机制5各层面纵膈讨论肾小管上皮细胞-间充质细胞转分化与肾间质纤维化的关系，报道如下。

1 初期转分化

上皮细胞是位于皮肤表层的细胞，具有保护、防御的作用，在胚胎发育阶段，上皮细胞就会形成，是组织、细胞之一，是脊椎动物的外部表型。上皮细胞是固定不动的细胞，而间充质细胞可以发生迁移，间充质细胞能够分化成上皮细胞[1]。细胞的极性、纤维的组合、信息的传递以及肾间质纤维化等均与上皮细胞与间充质细胞的特定转化有关，在发育过程中，不能转化成间充质细胞的上皮细胞则会凋亡。

2 转分化的病理分析

1995年，Struze等人研究发现，肾小管上皮细胞-间充质细胞转分化与肾间质纤维化具有一定的联系。在Struze等人的研究中，选择FSP（抗成纤维细胞特异蛋白）作为分子探针，通过FSP分子探针的特异性结合检测不同状态的肾脏中纤维化细胞的数量和分布。实验选择小白鼠作为实验对象，研究结果显示，正常的小白鼠体内肾脏纤维化程度低，并且FSP-1阳性细胞含量较少，而在患有TBM（抗肾小管基底膜病）疾病的小白鼠体内则发现肾脏纤维化程度较高，并且FSP-1阳性细胞含量较多[2]。抗肾小管基底膜病是一种肾脏炎症，因此可以推测，肾脏疾病中肾小管细胞转化成FSP-1阳性细胞与上皮细胞发生转化有关。

3 肾小管上皮细胞-间充质细胞转分化的标志

临床上肾小管上皮细胞-间充质细胞转分化具有明显的标志，主要可以分为以下几个方面。

3.1 上皮细胞极性消失

上皮细胞具有细胞极性，上皮细胞通过细胞底部的板层素、IV型胶原固定于肾脏基底膜上，同时，上皮细胞的顶部有高尔基体，上皮细胞顶端与基底分布不同，因此具有端-基极性，当上皮细胞转化成纤维细胞时这种细胞极性就会消失，因此，上皮细胞极性消失表明上皮细胞转化成纤维细胞。

3.2 细胞间质连接松散

正常的上皮细胞与其他细胞是紧密连接的，在肾脏中，肾脏上皮细胞与周围细胞紧密连接，成为有功能的肾脏，上皮细胞与周围细胞连接主要靠CAMs（细胞间黏附分子），肾脏中上皮细胞的细胞极性、结构完整性和细胞功能性等与CAMs和肾脏基底膜有关，只有当CAMs和肾脏基底膜保持完整时，肾脏上皮细胞才能保持活性，不会发生转化，当肾脏上皮细胞受到转化生长因子的诱导时，CAMs的表达受到抑制、肾脏基底膜发生断裂，从而造成肾脏上皮细胞无法与周围细胞连接，因此，细胞间的紧密连接消失是肾脏上皮细胞转分化的标志[3]。

3.3 波形纤维蛋白得到表达

肾小管上皮细胞-间充质细胞转分化时，细胞骨架发生变化，上皮细胞转化成间充质细胞细胞骨架肌动蛋白微丝发生重组，与细胞特异性有关的中间纤维蛋白消失，而波形蛋白（Vimentin）出现，波形蛋白是转分化后的中间纤维，与肾间质纤维化有关，纤维化细胞的形态维持和移动功能与波形蛋白有关，当上皮细胞转化成间充质细胞时波形蛋白含量增加，因此，波形纤维蛋白得到表达是肾脏上皮细胞转分化的标志[4]。

3.4 平滑肌肌动蛋白得到表达

正常组织、细胞被纤维化以后会发育成成纤维细胞，成纤维细胞与被纤维化的细胞不同，是由被纤维化的细胞分化、生长发育而来，其生长速度较之前有所增加，成纤维细胞是纤维细胞变成肌成纤维细胞的中间转换体，纤维化细胞变成成纤维细胞进而分化成肌成纤维细胞，肌成纤维细胞能够在肾脏中表达SMA（平滑肌肌动蛋白），与平滑肌细胞具有相同的结构特征、相似的功能，在未激活的成纤维细胞中不会发生SMA表达，SMA表达只存在于激活的成纤维细胞中，因此，平滑肌肌动蛋白得到表达是肾脏上皮细胞转分化的标志[5-6]。

4 影响转分化的因素

研究发现，转分化同其他生物化学反应一样，受到体内某些因子的促进或抑制。文献报道称，转化生长因子、肝细胞生长因子等因子与肾小管上皮细胞-间充质细胞转分化有关，能够诱导肾小管上皮细胞-间充质细胞转分化，可以导致细胞纤维化[7]。

转化生长因子研究表明，转化生长因子作用于肾小管上皮细胞，生长因子含量越多，对肾小管上皮细胞的作用越强，平滑肌肌动蛋白表达越强、含量越多；同时，CAMs的表达会减弱，含量会降低，当转化生长因子的浓度达到50 ng/mL，并且持续时间达到6 d时，分泌CAMs的细胞消失不见；相关研究学者还发现IL-1诱发TEMT需要依赖转化生长因子，使用转化生长因子拮抗剂能够抑制诱发的发生，同时，使用IL-1拮抗剂同样也能够抑制诱发的发生。Okada等研究学者发现，EGF（表皮生长因子）具有和转化生长因子相类似的作用，并且表皮生长因子与转化生长因子二者可以协同作用，联合使用的作用效果较单一因子的诱导作用更强，影响转分化，发挥强效诱导作用[8-9]。

5 转分化的机制

临床上对于转分化的全面机制研究尚未完全清楚，研究发现多种细胞因子对肾间质纤维化均有作用，其中转化生长因子的诱导作用是最重要的作用机制。肾小管上皮细胞内的信号转导通路可以经由转化生长因子激活，例如丝裂原激活蛋白激酶信号转导通路、鸟苷酸酶信号转导通路以及蛋白激酶信号转导通路等。转化生长因子受体分为I型、Ⅱ型、Ⅲ型，Ⅲ型受体没有活性，不参与作用，转化生长因子与I型受体、Ⅱ型受体结合能够介导不同的信号转导通路[10]。

6 讨论

上皮细胞不仅仅是人体皮肤，还包括人体各腔道表层的细胞，上皮细胞的位置不同，发挥的作用也不相同，可以分为保护、吸收、分泌以及排泄，发挥不同的作用，需要的细胞层数不尽相同，同样，上皮细胞的位置不同，为了适应位置所以会有不同的形状。间充质细胞是含有线粒体，高尔基体以及少量核糖体的分化程度很低的细胞。肾间质纤维化是细胞经过各种作用发生化学反应，造成纤维化，肾间质纤维化是肾疾病的病理反应，造成肾间质纤维化发生的原因大体可以分为以下几个方面：①动脉性肾硬化，动脉性肾硬化发生的原因同动脉粥样硬化类似，只是发生位置不同，动脉性肾应该可造成患者发生肾间质纤维化；②良性肾硬化，良性肾硬化常见于老年人，高血压性血管疾病以及肾小球内高血压都会造成患者肾小球损伤，从而导致肾硬化；③恶性肾硬化，良性肾硬化病情加重或血压急剧升高引起的血管壁损伤均会造成恶性肾硬化[11]。以上三种情况都可以造成患者发生肾间质纤维化。预防肾间质纤维化需要从饮食上进行调养，生活要有规律，注意劳逸结合。

相对于转分化的机制、原因，患者更关心的是能否治愈，医生更关心的是如何预防、如何治疗，如何降低患者的痛苦，达到患者的要求。Yang等研究者研究发现，BMP-7和HGF，即内源性的因子骨形成蛋白-7和肝细胞生长因子可以阻断EMT，从而抑制肾间质纤维化的发生；S.HW、Li等研究者发现血管紧张素Ⅱ抑制剂、Rock抑制物以及ILK抑制物均能够降低转分化、抑制肾间质纤维化的发生。其中ILK抑制物参与转分化生长因子诱导的过程，通过抑制诱导过程中某一步骤达到抑制转分化、预防肾间质纤维化的目的[12-13]。以上几种方法均可以有效的干预肾小管上皮细胞-间充质细胞转分化，降低肾间质纤维化的发生。