急性缺血再灌注腎損傷中腎小管上皮細(xì)胞的逆向分化及其發(fā)生機(jī)制.pdf

1、在腎臟發(fā)育過(guò)程中，胚胎期腎小管上皮細(xì)胞是由間充質(zhì)細(xì)胞分化而來(lái)。在胚胎發(fā)育晚期，間充質(zhì)細(xì)胞慢慢失去其作為間充質(zhì)細(xì)胞的表型，并同時(shí)逐步獲得上皮細(xì)胞的形態(tài)和功能學(xué)特征，完成間充質(zhì)細(xì)胞——上皮細(xì)胞(Mesenchymal—EpitheliumTransdifferentiation，MET)的表型轉(zhuǎn)化。組織胚胎學(xué)理論認(rèn)為，上皮細(xì)胞是成熟的終末功能細(xì)胞，一經(jīng)發(fā)育成熟便不能再進(jìn)一步分化。但近年來(lái)的研究表明，在某些疾病比如惡性腫瘤、腎臟慢性損傷的發(fā)生

2、和發(fā)展過(guò)程中，存在著細(xì)胞的逆向分化現(xiàn)象：上皮細(xì)胞在特定的病理狀態(tài)下，通過(guò)上皮細(xì)胞-肌成纖維細(xì)胞間的逆向轉(zhuǎn)型成為具有多向分化功能的間充質(zhì)細(xì)胞，即上皮細(xì)胞——間充質(zhì)(Epithelium-MesenchymalTransdifferentiation，EMT)的逆向分化。EMT現(xiàn)象被認(rèn)為是組織胚胎學(xué)界的一場(chǎng)革命。目前發(fā)現(xiàn)，EMT可能涉及細(xì)胞的遷徙、損傷修復(fù)、疾病的遷延等一系列細(xì)胞病理、生理功能。因此研究疾病狀態(tài)下的EMT具有十分重要的意義。

3、 在惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中，EMT現(xiàn)象的出現(xiàn)可能預(yù)示著腫瘤細(xì)胞出現(xiàn)了兩種或兩種以上的表型，是腫瘤惡性程度增高的標(biāo)志。此時(shí)EMT的結(jié)果可能給臨床的診斷和治療帶來(lái)新的困難。血管內(nèi)皮細(xì)胞發(fā)生EMT后導(dǎo)致細(xì)胞功能障礙也是各類(lèi)血管疾病發(fā)生的重要因素。EMT與創(chuàng)傷修復(fù)密切相關(guān)。在神經(jīng)疾病中，成熟的神經(jīng)細(xì)胞能在一些特定條件的干預(yù)下被誘導(dǎo)逆向分化成為干細(xì)胞或幼稚細(xì)胞，干細(xì)胞或幼稚細(xì)胞再分化來(lái)修復(fù)損傷的神經(jīng)細(xì)胞。皮膚在創(chuàng)傷或燒傷后的修復(fù)過(guò)程中，

4、成熟的表皮細(xì)胞能在表皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子的作用下向表皮干細(xì)胞EMT，使損傷快速愈合。研究發(fā)現(xiàn)，EMT可能與腎小管上皮細(xì)胞再生、修復(fù)、纖維化等有密切關(guān)系。慢性腎損傷過(guò)程中我們?cè)l(fā)現(xiàn)逆向分化的存在，由腎小管上皮細(xì)胞——間充質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化獲得間充質(zhì)細(xì)胞標(biāo)記α-SMA。腎臟急性損傷過(guò)程中也涉及再生、修復(fù)等一系列病理生理過(guò)程，我們推測(cè)急性腎損傷過(guò)程中可能也存在EMT；腎小管上皮細(xì)胞可通過(guò)EMT逆向分化生成具有多向分化功能的間充質(zhì)細(xì)胞，繼而分化、參與腎小管的

5、再生。 追溯到腎臟胚胎發(fā)育過(guò)程中，我們可以發(fā)現(xiàn)，EMT實(shí)際上是腎臟發(fā)育MET的一種逆向分化過(guò)程，其涉及了一系列參與、影響腎小管上皮細(xì)胞發(fā)育基因的開(kāi)啟和關(guān)閉。追溯到腎臟發(fā)育早期，間充質(zhì)細(xì)胞群與輸尿管芽開(kāi)始接觸時(shí)，一些基因獲得啟動(dòng)調(diào)控腎臟的發(fā)育，其中研究得較為清楚的基因有Wilm's腫瘤基因(WT1)及PAX家族基因pax2。有研究提示W(wǎng)T1、pax2可能互為靶基因。WT1、pax2的表達(dá)時(shí)間、部位、數(shù)量的消漲與腎臟發(fā)育過(guò)程中間充質(zhì)

6、細(xì)胞——上皮細(xì)胞分化存在密切的關(guān)系。WT1、pax2在腎臟發(fā)育早期便表達(dá)升高，隨著腎小管上皮細(xì)胞的發(fā)育成熟，WT1、pax2表達(dá)逐漸下降至消失。正常的成年腎近曲小管細(xì)胞核內(nèi)不表達(dá)pax2和WT1。胚胎學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，WT1或pax2基因敲除小鼠的胚胎腎不能發(fā)育；WT1、pax2基因突變均引起腎腫瘤的發(fā)生或者腎臟畸形發(fā)育。我們前期的研究發(fā)現(xiàn)：在胚胎成熟后，上皮細(xì)胞內(nèi)控制間充質(zhì)細(xì)胞表型的基因信息并非完全消失而只是暫時(shí)關(guān)閉。在腎胚胎發(fā)育時(shí)WT1出

7、現(xiàn)表達(dá)，腎臟發(fā)育成熟后表達(dá)幾近消失，WT1基因呈關(guān)閉——開(kāi)放——關(guān)閉的模式。在慢性腎損傷中WT1重新一過(guò)性開(kāi)放，其重新開(kāi)放可能與腎小管上皮細(xì)胞向肌成纖維細(xì)胞逆向分化。 相對(duì)于進(jìn)行性腎間質(zhì)纖維化導(dǎo)致慢性腎衰，臨床上急性腎衰病因復(fù)雜、病情變化迅速，且個(gè)體差異很大，臨床缺乏快速診斷和療效評(píng)價(jià)技術(shù)，故目前急性腎衰的治療難以達(dá)到滿(mǎn)意效果。腎前、腎后以及腎性的多種病因均可導(dǎo)致急性腎衰的發(fā)生。研究發(fā)現(xiàn)，在急性腎小管壞死的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物和患者的腎臟，

8、大部分腎小管受損傷，隨后發(fā)生一系列再生、修復(fù)事件，包括近曲小管S2/S3節(jié)段及髓袢降枝粗段(TALH)細(xì)胞的再生，殘留腎小管上皮細(xì)胞的再生、修復(fù)，間質(zhì)纖維母細(xì)胞的再生等，增殖細(xì)胞通過(guò)正向分化，修復(fù)腎單位的功能完整性，腎臟局部許多因子參與了腎臟小管的再生過(guò)程。結(jié)合以上研究背景，我們假設(shè)：腎小管上皮細(xì)胞在腎臟急性損傷的情況下，也可能出現(xiàn)逆向分化，轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂性鲋撤只瘽撃艿拈g充質(zhì)細(xì)胞，在特定的腎臟局部環(huán)境誘導(dǎo)下，參與腎小管上皮細(xì)胞的再生、修復(fù)。