血清Chemerin 在2型糖尿病肾脏疾病发生发展中作用机制的研究进展

裴晓莎，秦洁

1 山西医科大学，太原030000；2 山西医科大学附属人民医院

近年来，糖尿病作为全球最常见的慢性疾病之一，不仅影响人们的生活水平而且威胁人类生命健康。2020 年滕卫平教授根据一项大规模的全国性横断面调查指出，中国成人糖尿病的总患病率已达到12.8%，意味着中国糖尿病总人数达到1.298 亿人次［1］。而作为常见2 型糖尿病（T2DM）的血管并发症之一，糖尿病肾脏疾病（DKD）发病率居高不下。2019 版中国糖尿病肾脏疾病防治临床指南中指出，受多种因素的影响，DKD 在T2DM 患者中的发病率为10%～40%。PACKHAM 等［2］通过对DKD 患者长时间的随访得出，ESRD 病死率逐渐上升，且DKD 在T2DM 患者中已成为我国导致终末期肾病的首要原因［3］，因此早期预防、早期诊断、早期干预DKD 发生发展对提高广大糖尿病患者存活率，减少其他并发症的发生及改善生活质量有重要意义。

目前尿微量白蛋白（mAlb）、尿微量白蛋白/尿肌酐（UACR）、肾小球滤过率（eGFR）等指标在筛查糖尿病肾脏疾病时有较高灵敏度，但特异度较低，更适合作为筛选标准而非诊断标准，因此寻找一种更为有效的早期诊断DKD 的方法更有意义。LEIHERE等［4］研究发现，血清Chemerin 水平与肾功能受损有关，可能对肾脏损害和心血管事件有预测作用。另有研究发现，血清Chemerin 浓度与糖尿病肾脏疾病、糖尿病视网膜病等微血管并发症存在独立相关性，血清Chemerin 水平与DKD 严重程度呈正相关［5］。血清Chemerin 作为一种具有趋化作用的炎性细胞因子，与其受体结合后通过多种作用机制参与DKD的发生发展，有望成为DKD的早期诊断的重要标志。目前Chemerin 如何参与DKD 的发生发展的作用机制尚不完全清楚。现对Chemerin 参与DKD发生发展的可能作用机制综述如下。

1 Chemerin概述

1.1 Chemerin 的发现及生物特性 Chemerin 亦称他扎罗卜素诱导基因蛋白2（TIG 2）或视黄酸受体应答蛋白2（RARRES 2），是NAGPAL 等［6］于1997 年治疗银屑病时发现的一种具有免疫调节作用的因子。GORALSKI等［7］于2007年发现Chemerin作为一种新型脂肪因子，参与脂肪发生和脂肪细胞代谢的调节。而随后的多种研究发现，Chemerin 在不同程度上参与了肥胖、代谢综合征、糖尿病、糖尿病肾病、多囊卵巢综合征、冠心病、关节炎、克罗恩病等多种疾病的发生发展。

研究发现，Chemerin 在白色脂肪、肝脏、胎盘中表达最多，在棕色脂肪组织、肺脏、肾脏、卵巢、心脏、骨骼肌、胰腺中也有少量表达［7］。Chemerin 最初由163 个氨基酸组成，其编码的前体分泌蛋白（prepro‑chemerin）通过截断20个氨基酸的N 端信号肽，以生物活性较弱的前体形式（prochemerin）存在于血液循环中，其前体的羧基末端存在多个蛋白酶切割位点，当机体发生损伤、凝血、纤溶、炎症时，根据蛋白酶切割位点的不同，组织蛋白酶G、弹性蛋白酶及纤溶酶等多种蛋白酶将prochemerin 裂解，形成不同的亚型与受体不同程度的结合，促进免疫细胞的趋化发挥生物学功能［6-7］。

1.2 Chemerin及其受体 据报道，目前已发现有三种受体能与Chemerin 结合，他们分别是G 蛋白耦联受 体CMKLR1（ChemR23）、G 蛋 白 偶 联 受 体1（GPR1）和肥大细胞表面趋化因子受体2（CCRL2）。其中，已知的大部分Chemerin 功能主要由CMKLR1介导。CMKLR1 是GANTZ 等［10］早期发现的一种G蛋白偶联受体，至2003 年，WITTAMER 等［11］发现Chemerin 是G 蛋白偶联受体CMKLR1 的天然配体。Chemerin 前体形式被裂解活化后转化成为CMKLR1受体的强效、高特异性的激动剂，能特异性结合并激活CMKLR1，通过诱导自然杀伤细胞、巨噬细胞、未成熟树突状细胞（DC）内钙离子的释放，抑制cAMP的积聚及丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）的磷酸化，参与代谢和炎性反应［7，11-13］。

GPR1 与CMKLR1 具有高序列的同源性，在白色脂肪组织及骨骼肌中高度表达［14］。有研究表明Chemerin 激活GPR1 时与CMKLR1 的激活有相似功效，介导钙离子通量的调节，是Chemerin 的另一种受体［14-15］。CCRL2 是一种不典型的受体，与Chemer‑in 结合不能诱导下游信号通路、钙离子动员或配体内化，但可调节Chemerin 水平和生物活性，增强Chemerin与CMKLR1结合介导的趋化作用［15］。

2 Chemerin在DKD发生发展中的作用机制

2.1 Chemerin 作为炎症的诱导剂加重肾脏的炎性反应 DKD 以持续的肾脏组织炎症为病理生理特征。已知DKD 患者肾脏组织中有大量淋巴细胞、肥大细胞、巨噬细胞的聚集，Chemerin作为炎症的诱导剂，与CMKLR1 受体结合诱导炎性介质的释放，加重肾脏的炎性反应，最终导致肾脏纤维化。

近年来研究证实，核转录因子kappa B（NF-κB）是人体内皮细胞中关键促炎症转录调节因子，促炎介质白细胞介素1β（IL-1β）和Chemerin 能协同诱导NF-κB 的活化促进内皮细胞黏附因子（E-selectin、VCAM-1 和ICAM-1）的表达和分泌，增强单核细胞-内皮细胞的黏附，促进炎性细胞向肾脏聚集，加重DKD 的发生发展［16］。另外，有学者收集肾穿刺活检的组织标本及建立糖尿病肾脏疾病的小鼠模型研究发现，Chemerin/ChemR23 可上调肾皮质转化生长因子（TGF）β1水平，介导炎症反应；8 周时通过尾静脉注入LV3-shRNA 敲除小鼠的ChemR23，发现ChemR23 的敲除能减轻肾脏炎症反应及肾小球损伤。同时Chemerin 刺激体外培养肾小球内皮细胞（GEnCs）后使磷酸化的p38 丝裂原活化蛋白激酶（p38MAPK）增加，而这一过程同样能被LV3-shRNA和SB203580（p38MAPK 抑制剂）抑制，表明Chemer‑in/CMKLR1 轴不仅能通过p38MAPK 信号通路介导诱导肾小球内皮细胞的损伤与炎症反应，引起蛋白尿和肾功能不全［17］，而且对其阻断亦可逆转肾脏炎症反应，这种机制为DKD的治疗开辟新的靶点。

2.2 Chemerin 通过氧化应激参与DKD 的发生发展 氧化应激是众多疾病发生的病理生理基础，同样在肾脏疾病的发生发展中起重要作用。氧化应激是体内氧化与抗氧化作用失衡的一种状态，通过诱导线粒体氧化磷酸化产生大量的活性氧（ROS），活性氧主要通过烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADPH）氧化酶（NOX）的激活而产生来发生氧化作用［18］。研究表明Chemerin 能降低抗内皮一氧化氮合酶活性位点的磷酸化，提示氧化应激机制和胰岛素下游信号参与了Chemerin 诱导的NO 生物利用度降低机制，从而引起内皮功能障碍［19］。核转录因子红系2相关因子2（Nrf2）是近年来新发现的一种氧化应激反应的重要核转录因子，具有调节和激活细胞内抗氧化作用，中和活性氧，维持氧化还原稳态的重要作用［20］。NEVES 等［18］在观察非糖尿病小鼠及肥胖糖尿病小鼠肾脏氧化还原状态和功能过程中发现，肾效应的潜在机制包括上调NOXs 和下调Nrf2 调控的抗氧化基因，增加ROS 的产生和蛋白质氧化；而CMKLR1 阻断剂CCX832 干预后可以逆转这一有害反应，不仅降低尿肌酐水平、蛋白尿，改善小鼠肾脏氧化应激和蛋白质氧化，而且改善小鼠肾脏Nrf2 抗氧化系统。研究表明，Chemerin 可通过引起肾脏的氧化应激等机制参与糖尿病相关的肾功能不全，积极的抗氧化治疗能有效改善肾脏疾病，而CCX832有可能成为一种改善DKD的有效候选药。

2.3 Chemerin 通过影响肾脏血流动力学加重DKD 研究［21］发现，用Chemerin 处理人主动脉内皮细胞（HAEC）后Chemerin 对血管生成起刺激作用时，线粒体活性氧（ROS）的产生亦增加，同时上调自噬相关基因，证明Chemerin 通过氧化还原调节的自噬活性的上调促进HAEC 血管的生成。随后有研究报道了Chemerin 在体外通过CMKLR1 诱导人内皮细胞血管的生成，此过程中PI3K-Akt轴和MEK/ERK轴对血管生成起重要作用［22］。我们知道内皮素-1（ET-1）是内皮细胞调节血管稳态过程中产生的最有效的血管活性肽，Chemerin 已证实可通过激活内皮素-1/内皮素-1 受体介导的通路增强血管收缩反应［23］。有研究发现，Chemerin定位于小管内皮细胞、心内膜内皮细胞、肺细支气管上皮细胞及肾脏的小管和内皮细胞中，表明C 末端片段C9（Chemerin149-157）与CMKLR1 结合可通过抑制cAMP 的累积引起血管收缩，这一过程可通过CMKLR1 拮抗剂CCX832阻断［24］。Chemerin参与血管内皮细胞生成，通过多种途径引起血管收缩，在肾脏血流动力学中发挥重要作用，加重DKD的进展。

2.4 Chemerin 间接引起血脂紊乱参与DKD 的发生发展 脂肪组织作为储能器官的同时，近年来亦被证实是一个重要的内分泌器官，参与肥胖和代谢综合征等疾病。众所周知，脂肪组织通过影响胰岛素的敏感性、血压水平、糖代谢、炎症反应参与多种病理生理过程。其根据结构和功能分为白色脂肪组织（WAT）和棕色脂肪组织（BAT），WAT 本身可释放大量脂肪因子，包括Chemerin，参与脂肪细胞的代谢、脂肪组织的稳态和脂肪组织中的炎症［9］；Chemerin不仅参与介导免疫炎症反应，与其他脂肪因子作用相同，还可诱导脂肪细胞的成熟与分化，一项基于大规模人群的研究亦证实Chemerin 与总胆固醇呈正相关关系，参与脂代谢紊乱的发生发展［25］。

越来越多的研究表明，糖尿病或非糖尿病患者的血脂异常和肾脏疾病发生发展有关，可通过多种机制引起DKD［26-27］。JABARPOUR 等［27］阐述了高胆固醇血症在内皮细胞中诱导氧化应激产生氧化的低密度脂蛋白（Ox-LDL），其可增加促炎因子、黏附因子、生长因子的表达，使泡沫细胞在巨噬细胞内聚集形成动脉粥样斑块从而引起肾小球硬化；Ox-LDL亦可干扰各种血管活性分子（一氧化氮、内皮素1、血管紧张素Ⅱ、转化因子β 等），使脂质在肾脏中累积导致肾小球、肾小管等病理改变。

2.5 Chemerin 参与胰岛素抵抗 T2DM 是一种以高血糖引起的胰岛素抵抗为特征的代谢紊乱，既往有多项研究已证实血清Chemerin 与T2DM 有关，但现有研究表明两者的关系相互矛盾。TAKAHASHI等［28］通过对体外3T3-L1 脂肪细胞培养模型的研究发现，血清趋化素促进胰岛素刺激的胰岛素受体底物-1 酪氨酸磷酸化和3T3-L1 脂肪细胞的葡萄糖摄取，同时增强胰岛素信号。一项对离体胰岛和灌注胰腺研究发现，Chemerin 和其受体ChemR23 在胰岛β 细胞中低剂量表达，给予注射葡糖糖后，缺乏Chemerin 的小鼠血糖水平明显高于Chemerin 存在的小鼠，导致葡萄糖依赖性胰岛素分泌（GSIS）受损，表明Chemerin 会以组织依赖性方式调节β 细胞功能，参与了胰岛素敏感性的调节，在葡萄糖的稳态的调节中起重要作用［9，29］。而在一项肥胖/糖尿病小鼠的模型中，Chemerin的血清水平明显升高，趋化素及通过调节白色脂肪、骨骼肌、肝脏等组织中葡萄糖的稳态，加重血糖不耐受，参与胰岛素抵抗的病理过程［30］。两种不同的研究结果可能与脂肪形成的过程有关，在早期脂肪形成过程中可能增加胰岛素的敏感性，但肥胖时脂肪生成增加，使Chemerin 释放促炎因子引起胰岛素抵抗［31］。目前Chemerin 参与葡萄糖稳态的具体机制仍有争议，有待进一步探讨。

胰岛素抵抗是代谢性疾病共同发病的基础之一，机体的胰岛素抵抗状态是引起肾损伤的始动因素之一，可以通过胰岛素样生长因子1、转化生长因子β、肾素-血管紧张素-醛固酮系统、内皮素1、高胰岛素血症等途径导致肾损害［32］。近期有研究首次表明前列腺素E1 通过自噬依赖的途径减轻胰岛素抵抗，对肾脏起保护作用［33］。

综上所述，Chemerin 以多种不同复杂的机制参与DKD 的发生发展，其具体的发病机制仍在探索阶段，因此设计实验研究Chemerin 是否可以作为早期诊断DKD 的标志物及是否通过自噬途径参与胰岛素抵抗相关机制引起肾脏损害有不可或缺的意义。目前已知Chemerin/ChemR23 是参与糖尿病相关肾功能障碍的重要靶点，通过阻断Chemerin/ChemR23途径可有效减轻炎症、血管氧化应激、血流动力学等机制发生从而减少T2DM 并发症的发生发展。因此Chemerin/ChemR23 是限制胰岛素抵抗和与肥胖相关的糖尿病相关血管并发症的一个有希望的治疗靶点，在控制血压、血糖和血脂、戒烟等多种因素干预的同时，对其靶向治疗有可能成为未来临床治疗DKD的新方向。