急性缺血再灌注腎損傷中腎小管上皮細胞的逆向分化及其發(fā)生機制.pdf

1、在腎臟發(fā)育過程中，胚胎期腎小管上皮細胞是由間充質(zhì)細胞分化而來。在胚胎發(fā)育晚期，間充質(zhì)細胞慢慢失去其作為間充質(zhì)細胞的表型，并同時逐步獲得上皮細胞的形態(tài)和功能學特征，完成間充質(zhì)細胞——上皮細胞(Mesenchymal—EpitheliumTransdifferentiation，MET)的表型轉化。組織胚胎學理論認為，上皮細胞是成熟的終末功能細胞，一經(jīng)發(fā)育成熟便不能再進一步分化。但近年來的研究表明，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)展過程中，存在著細胞的逆向分化現(xiàn)象：上皮細胞在特定的病理狀態(tài)下，通過上皮細胞-肌成纖維細胞間的逆向轉型成為具有多向分化功能的間充質(zhì)細胞，即上皮細胞——間充質(zhì)(Epithelium-MesenchymalTransdifferentiation，EMT)的逆向分化。EMT現(xiàn)象被認為是組織胚胎學界的一場革命。目前發(fā)現(xiàn)，EMT可能涉及細胞的遷徙、損傷修復、疾病的遷延等一系列細胞病理、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)展過程中，EMT現(xiàn)象的出現(xiàn)可能預示著腫瘤細胞出現(xiàn)了兩種或兩種以上的表型，是腫瘤惡性程度增高的標志。此時EMT的結果可能給臨床的診斷和治療帶來新的困難。血管內(nèi)皮細胞發(fā)生EMT后導致細胞功能障礙也是各類血管疾病發(fā)生的重要因素。EMT與創(chuàng)傷修復密切相關。在神經(jīng)疾病中，成熟的神經(jīng)細胞能在一些特定條件的干預下被誘導逆向分化成為干細胞或幼稚細胞，干細胞或幼稚細胞再分化來修復損傷的神經(jīng)細胞。皮膚在創(chuàng)傷或燒傷后的修復過程中，

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

5、再生。 追溯到腎臟胚胎發(fā)育過程中，我們可以發(fā)現(xiàn)，EMT實際上是腎臟發(fā)育MET的一種逆向分化過程，其涉及了一系列參與、影響腎小管上皮細胞發(fā)育基因的開啟和關閉。追溯到腎臟發(fā)育早期，間充質(zhì)細胞群與輸尿管芽開始接觸時，一些基因獲得啟動調(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的表達時間、部位、數(shù)量的消漲與腎臟發(fā)育過程中間充質(zhì)

6、細胞——上皮細胞分化存在密切的關系。WT1、pax2在腎臟發(fā)育早期便表達升高，隨著腎小管上皮細胞的發(fā)育成熟，WT1、pax2表達逐漸下降至消失。正常的成年腎近曲小管細胞核內(nèi)不表達pax2和WT1。胚胎學研究發(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，上皮細胞內(nèi)控制間充質(zhì)細胞表型的基因信息并非完全消失而只是暫時關閉。在腎胚胎發(fā)育時WT1出

7、現(xiàn)表達，腎臟發(fā)育成熟后表達幾近消失，WT1基因呈關閉——開放——關閉的模式。在慢性腎損傷中WT1重新一過性開放，其重新開放可能與腎小管上皮細胞向肌成纖維細胞逆向分化。 相對于進行性腎間質(zhì)纖維化導致慢性腎衰，臨床上急性腎衰病因復雜、病情變化迅速，且個體差異很大，臨床缺乏快速診斷和療效評價技術，故目前急性腎衰的治療難以達到滿意效果。腎前、腎后以及腎性的多種病因均可導致急性腎衰的發(fā)生。研究發(fā)現(xiàn)，在急性腎小管壞死的實驗動物和患者的腎臟，

8、大部分腎小管受損傷，隨后發(fā)生一系列再生、修復事件，包括近曲小管S2/S3節(jié)段及髓袢降枝粗段(TALH)細胞的再生，殘留腎小管上皮細胞的再生、修復，間質(zhì)纖維母細胞的再生等，增殖細胞通過正向分化，修復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程。結合以上研究背景，我們假設：腎小管上皮細胞在腎臟急性損傷的情況下，也可能出現(xiàn)逆向分化，轉變?yōu)榫哂性鲋撤只瘽撃艿拈g充質(zhì)細胞，在特定的腎臟局部環(huán)境誘導下，參與腎小管上皮細胞的再生、修復。