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    慢性腎臟病（CKD）已成為威脅人類(lèi)健康的主要疾病之一。研究發(fā)現慢性腎衰竭患者存在腎小管周毛細血管（PTCs）減少，伴隨血液灌流下降限制腎間質(zhì)氧的**，進(jìn)而引起腎臟纖維化及腎小管萎縮，加速腎臟疾病進(jìn)展。
   
    另外糖尿病、高血壓等CKD常見(jiàn)的繼發(fā)性疾病中亦存在局部組織低氧現象，可見(jiàn)由于PTCs減少引起的組織低氧與器官纖維化密切相關(guān)。

    近幾年來(lái)，通過(guò)血管新生來(lái)改善腎小管間質(zhì)低氧，延緩CKD疾病進(jìn)展逐漸引起重視，但因新生血管易受炎癥及血管通透性改變的影響而臨床應用受限。本文著(zhù)重討論血管新生在改善腎組織低氧相關(guān)纖維化中的作用及其兩面性，以及新型增加PTCs的臨床干預措施。
   

    一、腎間質(zhì)低氧對腎臟纖維化作用
   
    雖然全身有20%的血液流經(jīng)腎臟，但其仍易遭受低氧損傷。在腎髓質(zhì)區域，動(dòng)脈與靜脈緊密相連，脈管之間的氣體彌散導致氧及營(yíng)養的無(wú)效運輸增加，造成腎髓質(zhì)低氧。哺乳動(dòng)物中腎髓質(zhì)氧分壓為10 mmHg，腎髓質(zhì)氧分壓約為30 mmHg，遠遠低于如此高的腎血流所應有的氧分壓。
   
    另外近端腎小管及髓質(zhì)升支粗段主要依靠Na/K-ATP酶進(jìn)行高代謝活動(dòng)，因此腎臟對低氧異常敏感，易受低氧損傷。一般情況下，血管內皮細胞處于靜止狀態(tài)，被壁細胞（周細胞、血管平滑肌細胞）包繞。
   
    在低氧損傷時(shí)，內皮細胞去分化及再生能力受損，因此可在糖尿病腎小球硬化、慢性間質(zhì)性腎炎、腎小球淀粉樣變、失代償性良性腎小球硬化、繼發(fā)的惡性腎小球硬化等患者的腎臟病理中觀(guān)察到PTCs 減少，且與血清肌酐呈負相關(guān)。
   
    PTCs 減少引起氧及營(yíng)養**下降，導致腎組織低氧，低氧參與多種腎臟疾病進(jìn)展，尤其是CKD。作者目前在C57BL/6衰老大鼠中的研究結果顯示：衰老大鼠腎組織中出現局部低氧現象。
   
    課題組前期研究結果顯示在單側輸尿管梗阻（UUO）組動(dòng)物模型中，26月齡衰老大鼠較3月齡年輕大鼠的腎小管間質(zhì)纖維化面積大。
   
    低氧促使腎小管上皮細胞凋亡并發(fā)生形態(tài)學(xué)變化，即上皮細胞間充質(zhì)改變（epithelial-mesenchymal transition，EMT）。腎小管上皮細胞發(fā)生EMT，促使腎小管間質(zhì)中細胞表面標志物E-鈣黏素（E-cadherin）、增殖細胞核抗原PCNA、α??平滑肌肌動(dòng)蛋白（α-SMA）與細胞外基質(zhì)Ⅰ型及Ⅲ型膠原的產(chǎn)生發(fā)生改變。

    在衰老腎組織中，這些標志物的變化可能參與衰老相關(guān)的腎小管間質(zhì)損傷與腎功能減退。另外自發(fā)的或因免疫性適應缺血狀態(tài)可促進(jìn)炎癥細胞（巨噬細胞、T 淋巴細胞）的募集、加速炎癥的進(jìn)展，引起腎臟纖維化。
   
    體內、外研究證明，低氧主要通過(guò)缺氧誘導因子（HIF）途徑及非HIF 途徑影響腎臟纖維化。在單腎切除、Thy-1腎炎、糖尿病大鼠、急性腎損傷（AKI）等模型中，HIF活化可延緩CKD。但亦有研究證明在腎小管上皮細胞活化的HIF與CKD進(jìn)展有關(guān)，其可促進(jìn)腎臟纖維化。
   
    因此不同類(lèi)型腎臟疾病中HIF 作用可能不同。在腎臟疾病中，為維持PTCs，近端小管上皮細胞表達血管內皮生長(cháng)因子（VEGF），而低氧通過(guò)**VEGF產(chǎn)生，參與腎臟纖維化。

    二、傳統促血管新生延緩腎臟疾病進(jìn)展措施
   
    研究發(fā)現，在人和動(dòng)物CKD 疾病中，血管生成因子（VEGF、血管生成素??Tie系統）、內源性血管生成抑制因子（凝血酶敏感蛋白-1、血管抑素、內皮抑素等）表達失衡，導致毛細血管稀疏，加重腎臟低氧，促進(jìn)腎臟纖維化，見(jiàn)圖1。
   
    因此傳統的促血管新生措施主要從血管生成因子、血管抑制因子兩方面來(lái)改善腎間質(zhì)低氧，以達到延緩腎臟疾病進(jìn)展目的。
   
    1. 血管生成因子促進(jìn)血管新生利與弊：

    由壁細胞分泌的血管生成因子可促進(jìn)血管新生及其重塑，其中以VEGF、血管生成素-Tie信號系統為主。VEGF的主要成分VEGF-A（由剪接變體亞型、VEGF121、VEGF165、VEGF165b、VEGF189 及VEGF206 組成），通過(guò)結合VEGF 受體2（VEGFR-2/FLK-1）調節血管的生成。
   
    血管生成素-Tie 信號系統在維持血管內皮靜止及血管源信號通路傳感性中起重要作用。血管生成素-1（Ang-1）在后腎間充質(zhì)、分化成熟的腎小管上皮及足細胞中表達，血管生成素-2（Ang-2）在直小血管附近的腎小管中表達，Ang-1、Ang-2 是Tie-2激動(dòng)劑，二者互相競爭，Ang-1-Tie-2信號通路在維持內皮細胞穩定方面起重要作用。
   
    在多種腎臟疾病中均可觀(guān)察到VEGF-A表達下降，且與PTCs 減少有關(guān)。例如：應用3、12、24 月齡大鼠石蠟切片進(jìn)行免疫組化染色、定量分析腎臟微血管變化及VEGF變化情況，結果顯示24 月齡（衰老組）大鼠腎組織內腎小球和PTCs 明顯減少，VEGF 減少，內皮細胞適應生存能力減退，出現血管生成障礙，因此利用血管生成因子誘導血管新生是必要的。
   
     在抗Thy-1 腎炎、抗腎小球基底膜（GBM）抗體誘導的腎小球腎炎等模型中，使用VEGF治療可促進(jìn)腎小球內皮損傷的恢復，而使用VEGFR-1（VEGF受體）加速腎小球壞死、促使PTCs 減少及間質(zhì)纖維化。
 
    相比較野生型糖尿病鼠及VEGF??A 基因敲除鼠，糖尿病VEGF-A基因敲除鼠增加腎小球損傷、凋亡現象及蛋白尿。CKD患者中，可溶性血管內皮生長(cháng)因子受體-1（sVEGFR-1）水平增加，其抑制VEGF表達，可導致內皮功能障礙，增加心血管發(fā)病率。
   
    另外Futrakul 等對CKD 患者進(jìn)行研究，發(fā)現Ang-2 表達上升，Ang-1 表達下降，Ang-1 可能在溶血性尿毒癥綜合征恢復過(guò)程中扮演重要角色，尤其是內皮細胞損傷，Ang-2 通過(guò)抑制Ang-1 與其共同受體Tie2結合，損傷內皮細胞，可作為評估CKD生存率的一個(gè)標志物。
   
    事實(shí)上，血管生成因子促使血管新生改善腎間質(zhì)低氧是存在爭議的，原因在于VEGF **產(chǎn)生的微脈管系統（MV）不成熟，彎曲、易滲漏，具有血管異質(zhì)性。這導致新生MV滲出物增加，出現炎性反應。

    另外組織間隙液壓增加、毛細血管淤塞、氧及營(yíng)養運輸不平衡，缺少灌注**的脈管易于出現功能退化，局部灌注不足亦可引起低氧，二者協(xié)同導致腎組織缺血損傷。
另外血管生成素亦介導炎性反應及纖維化，如在大鼠缺血再灌注模型中，Ang-2/Ang-1比例失衡（Ang-2增加為主），伴隨周細胞增殖，內皮細胞死亡，腎臟纖維化。在葉酸誘導的小鼠腎病模型中，即使PTCs未減少，Ang-1 亦可誘導炎性反應及纖維化。

    2. 血管生成抑制因子抑制血管新生利與弊：

    近十年來(lái)，血管生成抑制因子因其抑制血管生成的機制常被用來(lái)治療腫瘤和其它的血管依賴(lài)性疾病。在PTCs密度減少的慢性腎臟疾病中，它的上調可加重腎組織低氧，但同時(shí)也可能抵抗血管新生所引發(fā)的炎癥效應。

    血管生成抑制因子，如凝血酶敏感蛋白（TSP），是一種多功能母細胞的糖蛋白，參與調節血管生成、傷口愈合、膠原纖維形成等過(guò)程，在腎臟疾病時(shí)高表達，是介導腎臟纖維化的重要介質(zhì)。

    體內、外研究證明，TSP 家族五位成員中，僅TSP1、TSP2 通過(guò)直接影響內皮細胞、間接影響生長(cháng)因子的活化而抑制血管新生。在UUO 模型誘導的腎纖維化中，下調TSP-1可導致VEGF、PTCs密度增加，而間質(zhì)細胞中的HIF-1α、III 型膠原及重組人結締組織生長(cháng)因子（CTGF）表達下降，因此抑制TSP-1 可通過(guò)增加PTCs密度改善腎臟纖維化。

    其他血管生成抑制因子有：血管抑素、內皮抑素。血管抑素是纖維蛋白溶酶原的蛋白水解片段，可調節血管生成及炎性反應。Satoh 等認為血管生成障礙與衰老相關(guān)的腎臟MV減少有關(guān)，也是衰老相關(guān)腎臟病變的原因之一，而血管抑素可能是血管生成的潛在抑制劑。

    他們檢測不同月齡SD大鼠中血管抑素的表達，發(fā)現隨著(zhù)年齡增長(cháng)血管抑素表達逐漸增加，認為可能與衰老相關(guān)的血管減少及間質(zhì)損傷有關(guān)。內皮抑素是膠原ⅩⅧ的C??末端片段，是血管內皮生長(cháng)因子的潛在調節者。

    檢測201 個(gè)CKD 患者及相同數目正常人血清中內皮抑素的表達，發(fā)現血清內皮抑素表達與CKD 密切相關(guān)。由此可見(jiàn)血管生成抑制因子可能通過(guò)降低PTCs密度，誘導腎間質(zhì)低氧，加速疾病進(jìn)展。
   
    事實(shí)上，過(guò)表達的血管抑制因子在降低PTCs 密度的同時(shí)也具有抗炎作用。在鏈脲霉素誘導的糖尿病大鼠中，內源性血管抑素水平下降，提高血管抑素水平可改善蛋白尿及腎小球肥大，提示其可能具有抗炎、抗纖維化作用。

    在單腎切除大鼠模型中，過(guò)表達血管抑素可改善腎間質(zhì)纖維化及抑制巨噬細胞、T 淋巴細胞滲透，也提示血管抑制因子具有抗炎作用。在糖尿病腎病及其他CKD患者中，VEGF、血管生成素-Tie 系統等血管生成因子總體上表達下降，血管生成抑制因子如血管抑素、TSP1 等表達上調，正是這種不平衡，促進(jìn)腎臟疾病進(jìn)展。
而簡(jiǎn)單地通過(guò)單一的干預措施雖然可促進(jìn)血管新生，增加腎小管周毛細血管網(wǎng)數目，有利于改善腎間質(zhì)低氧，但亦可加重慢性炎癥。因此，探索新型增加PTCs的干預措施勢在必行。

    3. 增加PTCs的新型干預措施：

    單一的干預措施具有兩面性，一方面促進(jìn)血管新生，改善腎組織低氧，另一方面易導致組織炎癥，見(jiàn)圖2。目前，新型的干預措施從維持內皮細胞穩定、多血管因子級聯(lián)反應、細胞療法等方面增加PTCs，產(chǎn)生健康成熟的新生血管，改善腎間質(zhì)低氧，延緩CKD進(jìn)展。

    內皮細胞活化可能促進(jìn)肌成纖維細胞的活化或者向間質(zhì)細胞的轉變（EndoMT），造成PTCs 減少，加速疾病進(jìn)展。類(lèi)肝素硫酸蛋白聚糖（HSPGs）存在于內皮細胞表面可維持內皮細胞的抗凝及抗炎特性。

    分泌神經(jīng)素是一種血管原神經(jīng)肽，在不同動(dòng)物模型中，通過(guò)增加脈管密度改善組織灌注。體外實(shí)驗研究顯示分泌神經(jīng)素主要依賴(lài)堿性成纖維細胞生長(cháng)因子（bFGF）促進(jìn)入類(lèi)皮膚內皮細胞血管新生、增殖、凋亡，而硫酸類(lèi)肝素作為輔因子促進(jìn)這一過(guò)程。
硫酸葡聚糖是一種HSPGs類(lèi)似物，在血栓性微血管病（TMA）模型中，阻止內皮細胞凝固及補體激活，改善腎小球內皮細胞損傷及PTCs稀疏。

    多種血管因子的級聯(lián)反應可能會(huì )改善單一血管因子**而引起的一系列問(wèn)題。例如，在小鼠內皮細胞中脯氨酸羥化酶2（PHD-2）異質(zhì)體的缺乏，使HIF穩定表達，可維持腫瘤血管的密度及大小穩定，易滲漏、彎曲、重塑的血管減少，成熟化血管增加。

    目前對遷移性腎細胞癌治療的細胞因子療法中，靶向調控VEGFR、mTORC1 的因子不僅有效而且毒性小。然而由于產(chǎn)生抗藥性，導致腫瘤化脈管系統重新產(chǎn)生，許多病人復發(fā)。因此多因子聯(lián)合靶向調控多種血管生成信號通路，包括VEGFR、PI3K 和mTORC1/2，可能成為治療腎細胞癌的新型治療方法。
內皮祖細胞（endothelial progenitor cells，EPCs）可把血管原細胞因子及生長(cháng)因子運輸到缺血器官，通過(guò)旁分泌逆轉急性腎損傷。

    研究證明，隨著(zhù)慢性疾病進(jìn)展，血液循環(huán)中的內皮祖細胞下降。與正常人比較，CKD 患者EPCs低表達。與早期CKD（Ⅰ-Ⅲ）患者比較，晚期（Ⅳ-Ⅴ或者ESRD）患者EPCs 數目更低。血清VEGF 水平與循環(huán)中的EPCs水平密切相關(guān)。

    在出現微量白蛋白尿的糖尿病患者中，循環(huán)內皮祖細胞數量下降，內皮細胞修復機制受損，可能導致EndoMT發(fā)生。在豬腎動(dòng)脈狹窄的模型中，EPCs可減少內質(zhì)網(wǎng)壓力及氧化應激，增強腎臟生長(cháng)因子表達，**新生血管的增殖與成熟，有利于微血管重塑，改善纖維化。

    在經(jīng)過(guò)缺血預處理的SD 大鼠缺血再灌組模型中，研究發(fā)現通過(guò)促進(jìn)EPCs流動(dòng)及募集，可改善腎臟損傷，且VEGF在此過(guò)程中可能扮演重要角色。另外，來(lái)源于EPCs的微泡亦可通過(guò)促進(jìn)血管新生及阻止內皮細胞凋亡進(jìn)而對急慢性損傷具保護作用。

    在缺血再灌注損傷的大鼠模型中，靜脈注射的微泡主要在PTCs 及腎小管細胞處聚集，通過(guò)促進(jìn)腎小管細胞增殖、減少凋亡及白細胞浸潤而保護腎臟。微泡可阻止PTCs 減少，減輕腎小球硬化及腎小管纖維化，預防慢性疾病對腎臟的損傷。

    三、小結

    CKD在全球范圍內發(fā)病率逐年增加，研究預防及延緩腎臟疾病進(jìn)展的方法逐漸引起重視。PTCs減少是慢性腎臟疾病的特征之一，它引起腎間質(zhì)低氧，促使腎小管上皮細胞、內皮細胞等向肌成纖維細胞（間質(zhì)纖維化的關(guān)鍵效應細胞）轉化，以及血管生成因子與抑制因子表達失衡，引起腎臟纖維化，對CKD 進(jìn)展具有重要意義。因此研究血管新生在CKD中的作用至關(guān)重要。由于傳統的促血管新生方案具有兩面性，新型增加PTCs 干預措施可能有助于解決這一難題，但仍需進(jìn)一步的驗證。

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