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user: 3. 高尿酸血症引起慢性肾脏损伤的分子机制 早期研究认为，高尿酸所造成的肾脏损伤来源于尿酸盐结晶的直接损伤。近年来，大量的临床研究和流行病学表明，高尿酸可以通过多种分子机制导致肾脏损伤，包括引起肾小球系膜细胞损伤，诱导炎症反应和肾脏间质纤维化，激活氧化应激，诱导EMT等。尿酸盐在肾小球自由滤过后，由位于近曲小管的尿酸盐转运子重吸收和再分泌；且当尿酸过饱和时，尿酸主要结晶在肾小管和集合管中，肾小管基底膜细胞剥落；又由于大量的线粒体分布在近曲小管上皮细胞，使其易受活性氧等因素的侵害。因此，尿酸对肾脏的损伤主要涉及肾小管细胞，进而引发肾小管间质病变，最终导致不可逆的肾功能损害，甚至出现终末期肾病(end-stage renal disease， ESRD)或肾功能衰竭。现将近年来研究中涉及的相关机制总结如下。 3.1. 炎症反应与纤维化 高尿酸可以通过激活多条信号通路导致肾脏血管和肾小管细胞损伤，从而诱导炎症反应的发生 [ 11 ] 。而炎性细胞因子的表达可以激活促纤维化因子，使基质蛋白合成增多，细胞外基质(extracellular matrix， ECM)沉积，导致肾小管间质纤维化。肾小管间质纤维化是CKD进展至ESRD的最终通路。CKD尽管病因不同，但最终都将归结为肾间质纤维化这一病理过程。因此，抑制炎症反应及纤维化进程具有重要的临床意义。 目前已有大量研究证实丝裂原激活蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase， MAPK)信号转导系统在肾脏炎症和纤维化过程中有重要作用。p38 MAPK信号通路是MAPK通路的分支之一，参与了细胞凋亡、炎性反应及纤维化的发生和发展过程。尿酸可以激活PKC/MAPK/cPLA2通路，使环氧酶-2 (cyclooxygenase-2， COX-2)表达增加，诱导血管平滑肌细胞和肾小管上皮细胞产生单核细胞趋化蛋白(monocyte chemoattractant protein1， MCP-1)，上调血小板源性生长因子(platelet-derived growth factor， PDGF)。MCP-1和PDGF可以直接引起血管病变和肾脏损害 [ 12 ] [ 13 ] 。此外，胞外信号调节激酶(extracellular signal-re- gulated kinase， ERK)作为MAPK家族的一员，在尿酸性肾病的发展过程中也十分关键。尿酸通过激活NADPH/ROS/ERK1/2信号通路诱导血管内皮细胞和平滑肌细胞的C-反应蛋白(C-reactive protein， CRP)表达上调，减少NO的合成，导致入球小动脉的血管平滑肌增生 [ 14 ] 。 核转录因子(nuclear factor kappa B， NF-κB)是炎症的核心调节因子，与尿酸性肾损伤密切相关。尿酸通过激活NF-κB信号通路促进肾脏肿瘤坏死因子α (tumor necrosis factor-α， TNF-α)和白介素(interleukins， ILs)的基因表达，诱导肾小管上皮细胞产生细胞间粘附分子，加剧肾间质的炎症反应，并上调肾小管上皮细胞赖氨酰氧化酶、细胞间黏附分子1 (intercellular adhesion molecule 1， ICAM-1)和血管细胞粘附分子1 (vascular cell adhesion molecule 1， VCAM-1)的表达，使ECM合成增加，导致间质纤维化 [ 15 ] 。 此外，转化生长因子(transforming growth factor-β1， TGF-β1)信号通路对肾小球萎缩和肾小管间质纤维化等病变也起到重要的调节作用。TGF-β1与TGF-β1受体结合后，激活Smad2，Smad3，磷酸化的Smad2和Smad3与Smad4结合后一起转位入核，通过核转录激活TGF-β1下游的靶基因，促进胶原I、II、IV及纤维连接蛋白(fibronectin， FN)等多种ECM成分的产生 [ 16 ] 。同时，TGF-β1还可以通过反式激活细胞表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor， EGFR)，调节促纤维化过程的产生，并激活其下游的信号通路，如ERK1/2通路，PI3K/Akt信号通路，JAK/STAT信号通路等。 除了以上三条调节炎症和纤维化的经典信号通路，近年来又有一些新的发现。EGFR作为ErbB家族成员之一，具有酪氨酸激酶活性，是一种重要的跨膜受体。EGFR的过度表达或突变或者与之结合的配体的高度表达，都会导致肿瘤的产生，如非小细胞肺癌、乳腺癌、宫颈癌、胃癌等。因此，在以往的研究中EGFR抑制剂主要用于治疗癌症。而最近的研究发现，EGFR与肾脏的炎症及纤维化过程密切相关。EGFR除了受TGF-β1的调控，在血管紧张素II、内皮素-1或氧化应激等环境因素的刺激下，也可诱导EGFR的反式激活。在高尿酸血症大鼠模型中，EGFR的磷酸化水平明显升高，并导致严重的肾小球萎缩和肾间质纤维化。给予EGFR抑制剂后，肾脏损伤明显减轻，尿中微蛋白含量降低，并且可以抑制TGF-β1和NF-κB信号通路，减少促纤维化细胞因子的表达。此外，EGFR抑制剂还可使黄嘌呤氧化酶(xanthine oxidase， XOD)表达水平降低，减少尿酸的合成；促进有机阴离子转运子1 (organic anion transporter1， OAT1)和有机阴离子转运子3 (organic anion transporter3， OAT3)的表达，促进尿酸排出 [ 17 ] 。 G蛋白偶联的雌激素受体(G protein coupled estrogen receptor， GPER)是迄今发现的最重要的雌激素膜性受体。最近发现GPER的激活可以抑制TGF-β1激活的Smad2和Smad3的磷酸化以及Smad4复合体的形成，由此抑制Smad信号通路，减少下游Ⅳ型胶原蛋白和纤连蛋白的表达量，阻滞系膜基质的形成，调控系膜细胞迁移，从而减轻炎症及纤维化水平 [ 18 ] 。 另外，Jacobien C等发现，肝细胞核因子1β (hepatocyte nuclear factor 1β， HNF1β)可能与高尿酸血症性肾病相关。HNF1β可以调控尿调节素(UMOD)基因的转录，而尿调节可以调控尿酸转运子。因此，HNF1β突变的患者大多数都患有高尿酸血症和早发性痛风 [ 19 ] 。 XOD作为体内合成尿酸的关键酶，一直以来人们认为嘌呤代谢紊乱是导致XOD活性增加，合成过量尿酸的唯一因素。而Nomura J等在体外实验中发现，XOD可被多种炎症刺激因素上调，包括脂多糖、缺氧和促炎性细胞因子，进而形成过量的ROS，下调丝裂原活化蛋白激酶-1 (mitogen-activated protein kinasephosphatase-1， MKP-1)，从而调控脂多糖诱导的应激活化蛋白激酶(c-Jun N-terminal kinase， JNK)磷酸化，导致MCP-1在巨噬细胞中表达，造成组织损伤 [ 20 ] 。 3.2. 氧化应激与内皮损伤 氧化应激是指机体促氧化与抗氧化之间失衡导致的组织损伤，主要涉及活性氮(reactive nitrogen species， RNS)和活性氧(reactive oxygen species， ROS)。RNS包括NO、ONOO·、HOONO等具有高度氧化活性的自由基和硝基类化合物。研究发现，尿酸可以引起血管内皮细胞NADPH氧化酶的NOX-4亚基表达增加，血管紧张素II表达增加，肾脏血管内皮细胞内皮素-1 (endothelin-1， ET-1)的生成，抑制致密斑中一氧化氮合酶(nitric oxide synthase， NOS)的生成，NO生物利用度降低，尿液中NO代谢物减少( / )。而NO作为最强的内源性血管舒张因子，被认为是血管内皮功能紊乱最重要、最早期的表现。因此，NO活性降低导致内皮损伤，同时损害线粒体功能 [ 21 ] 。此外，体外给予胰岛β细胞尿酸刺激，可促进IκBα的磷酸化水平，激活NF-κB信号通路，上调诱导型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase， iNOS)的表达，产生过量的NO。即尿酸可以通过NF-κB-iNOS-NO通路直接造成胰岛β细胞损伤 [ 22 ] 。 ROS是体内氧化应激的主要来源，包括超氧阴离子( )、羟自由基(OH)、氢过氧自由基、过氧化氢和单电键氧等，它们对正常的肾脏组织均可造成损伤。XOD在合成尿酸的过程中，将次黄嘌呤氧化为黄嘌呤，进而氧化为尿酸，同时产生超氧阴离子。过量的超氧阴离子会造成慢性肾脏损伤、慢性心脏损伤以及缺血再灌注损伤等 [ 23 ] 。Sen S等发现，给予超氧阴离子清除剂印度药用植物Meyna spinosa叶子提取物可以减轻由尿酸造成的肾脏损伤 [ 24 ] 。 3.3. 肾小管上皮细胞表型转化 EMT指上皮细胞通过特定程序转化为具有间质表型细胞的生物学过程。在这一过程中，上皮细胞失去细胞极性及与基底膜连接等上皮表型，获得了较高的迁移与侵袭能力、抗凋亡等间质表型。这一症状预示着肾脏纤维化的产生。研究发现，尿酸可以抑制E-钙黏蛋白(E-cadherin) mRNA的转录，并引起下游Snail、Slug和Twist转录因子的过表达，从而抑制E-cadherin的合成；同时，通过泛素化作用使E-cadherin降解。E-cadherin在上皮细胞中介导细胞连接，参与细胞分化并抑制细胞迁移，因此，E-cadherin表达下调会使细胞相互分离，形成成纤维细胞样的细胞 [ 25 ] 。此外，尿酸可以促进α-平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin， α-SMA)的表达。而α-SMA是肌成纤维细胞的标志蛋白，肌成纤维细胞具有活跃的增殖和分泌胶原的功能，引起ECM沉积，肾小管萎缩，肾脏纤维化。同时，转化生长因子β (transforming growth factor-β， TGF-β)也可以通过引起Snail、Slug和Twist转录因子的过表达而抑制E-cadherin的合成 [ 26 ] 。并且由于这一过程的可逆性，EMT被认为是治疗肾损伤的重要靶点。