2. 5. 2　HGF

A组大鼠的肾小管上皮细胞和间质表达的HGF在14周及20周时基本没有变化; B组大鼠的表达在各期与A组大鼠表达量的差异均有统计学意义(P <0. 01) ;但B组大鼠在20周与14周时的表达增加量差异无统计学意义(P >0. 05) (表3,图3)。

2. 5. 3　CTGF

光镜下, 14周时2组大鼠仅少量着色,差异无统计学意义; 20周时,A组大鼠的表达无变化,B组大鼠CTGF的表达有所增加但差异无统计学意义(图4) 。

3 　讨论

DN是糖尿病的主要慢性并发症之一,是导致终末期肾病( ESRD)的主要原因,并且行肾脏替代治疗的DN患者预后相对较差。而2型糖尿病患者占糖尿病患者的绝大部分,因此我们利用高热量饲料加腹腔注射STZ成功复制糖尿病模型,并以其作为研究对象。

本实验结果显示,经过高热量饲料喂养大鼠具备胰岛素抵抗的特点,但是大鼠通过高胰岛素血症进行代偿,血糖未见明显异常。辅以STZ腹腔注射后,选择性的损伤胰腺,导致失代偿,终出现糖耐量异常,血糖升高,进一步加重胰岛素抵抗。在2型DM大鼠成模6周( 14周)时24h尿白蛋白增加;成模12周( 20周)时24h尿白蛋白进一步增加,此时肾小球呈现高滤过,肾脏体积增大,提示此时肾脏病变仍为早期2型DN变化。但是在HE和PASM染色可发现模型组大鼠肾小管间质发生纤维化等病理变化,随着造模时间的延长,病变趋于严重。因此,本研究提示在早期2型DN中就出现局部肾小管间质的纤维化改变。

肾小管间质的病变在DN的发展中起着重要的作用。在临床观察中发现尿中反映肾小管间质损伤的指标可以作为肾脏病的预后指标。而且在我们前期的临床研究中也发现,在DM患者中反映肾小管功能的酶学指标要比反映肾小球功能的白蛋白更加敏感。但是对于肾小管间质的发病机制研究不是十分清楚。目前多数学者已达成共识,各种不同的致损因子均通过调节3个基本的环节发挥作用: TEC (肾小管上皮细胞)增生与凋亡; ECM (细胞外基质)沉积与降解; TEC表型转化。而且肾小管上皮细胞在DM的进展中并不只是一个受害者,其在肾脏损害的进程中也发挥着积极的作用^{[ 5 ]} 。在长期的糖代谢紊乱、血液动力学改变、蛋白尿、慢性缺氧等作用下刺激TEC,而激活的肾小管细胞可产生大量的细胞因子、化学因子及促纤维化生长因子,通过自分泌或旁分泌发挥作用,影响着DN的进展。

TGF2β1被公认为有致纤维化的作用,其也是DN发展的主要介导因子^{[ 6 ]} 。有学者^{[ 7 ]}已证实在DN 的发展中高糖对致纤维化的TGF2β1合成的各个环节进行调节。糖基化白蛋白也可以促进肾脏局部TGF2β1的表达,而抑制糖基化白蛋白的形成可以部分缓解肾脏改变^{[ 8 ]} 。此外,还发现胰岛素可以通过转录后机制促使近端肾小管的TGF2β1的表达^{[ 9 ]} 。同样,在本实验中通过免疫组织化学方法,也证实随着病程的延长,在尿糖、蛋白尿及高胰岛素血症等的作用下, TGF2β1在糖尿病肾小管间质中的表达增多。在DN小管间质纤维化过程中, TGF2β1参与了有关ECM堆积及细胞肥大的各大环节,还可使间质纤维原细胞转化为肌成纤维细胞,导致ECM 过度产生,小管间质纤维化^{[ 10 ]} 。此外, TGF2β1 可能经Smad信号转导通路调节表达肌成纤维细胞表型的基因的转录,促发TEC向成纤维细胞转化发生,促进肾间质纤维化^{[ 11 ]} 。总之,在DN中TGF2β1可能通过介导肾脏肥大,细胞表型转化,增加细胞外基质沉积等作用,而加速肾间质纤维化,导致肾功能受损。

CTGF属于CCN 家族(包括CTGF、Cyr61、NOV、Wisp l/ elml、Wisp2 /H ICP、Wisp3等) 。CTGF作为TGF致纤维化的下游因子,在许多方面介导TGF2β1的致纤维化的作用,在DN中起重要的作用。CTGF可增加细胞外基质及纤维原细胞;介导TGF2β1致细胞肥大的作用;介导TGF2β1致上皮细胞转型表达的作用,刺激肾小管上皮细胞向肌成纤维细胞转分化,而CT2GF反义寡核苷酸的导入可有效抑制TGF2β1诱导的转分化过程^{[ 12 ]} 。

在糖尿病肾病早期,在有害因素的作用下,使机体发生损伤,致纤维化的因子表达增多;同时机体有一定的自我调节能力,促使部分抑制损伤的机制启动,即抑制纤维化,促进组织修复的HGF在早期表达增多,从而可以对抗部分损伤机制起到保护作用。HGF属不耐热多糖蛋白。HGF 作为一种肾营养因子,可以保留和维持正常肾脏细胞的表型和分化状态,在病理情况下,其可以调节肾小管间质病变的各环节( TEC凋亡、表型转化及基质蛋白沉积等途径)而起保护作用。有学者利用一侧肾脏切除结合腹腔注射STZ制作的糖尿病肾病动物模型的实验中,发现HGF呈现先上升后下降的趋势,在成模第8周时HGF的表达达到高峰^{[ 13 ]} 。在本实验中HGF在肾小管间质中的表达也呈上升趋势,但在实验结束时未看到下降趋势,是否与本实验模拟2型糖尿病模型血糖升高比较缓和有关尚需进一步研究。在体外实验发现高糖可加速细胞凋亡及坏死,而HGF则可抑制细胞凋亡,对细胞起保护作用^{[ 14 ]} ;在自发型DN动物模型中给予外援性的HGF后发现, HGF通过减少小管上皮细胞的凋亡及表型转化、增加基质的分解,以及抑制TGF和CTGF上调及抑制TIMP (组织基质金属蛋白酶)抑制因子表达,从而抑制糖尿病时肾小管间质病变,明显的改善了肾功能^{[ 15 ]} 。

TGF2β1、CTGF和HGF 3种细胞生长因子之间存在相互的关系,在体外实验^{[ 16 ]}中证实HGF可以抑制TGF2β1刺激的肾小管上皮细胞表型转化及CTGF表达;而另一实验[ 17 ]显示TGF2β1的致纤维化作用是通过肾小管上皮细胞的CTGF的基因表达而实现的,同时TGF2β1可以抑制HGF的表达;而HGF可以阻止CTGF的表达起抗纤维化的作用。总之, TGF2β1、CT2GF和HGF在正常生理情况下,处于动态的平衡中;但在病理情况下平衡失调, TGF2β1和CTGF的表达占优势,组织出现纤维化改变。TGF2β1、CTGF和HGF三者在肾小管间质的表达的失衡,在DN肾小管间质病变的发展中起着重要作用;维持三者平衡的治疗,将给糖尿病肾病的治疗带来新的前景。