足细胞病发病机制
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足细胞名词解释
足细胞是组成动物细胞的一种特殊类型的细胞结构。
它主要存在于动物的神经系统中,是一种受到专门调节和控制的细胞。
足细胞在动物细胞的功能和结构中起着重要的作用。
足细胞的主要特征是其形状,它通常呈现出有丝分裂的外观,因此被称为足细胞。
这种形状使得足细胞能够有效地与其他细胞或组织进行接触和连接,以传递电信号和物质交流。
足细胞通常具有伸出的突起,称为足突,通过这些足突,足细胞可以与其他细胞形成紧密的联系。
足细胞在神经系统中的功能是将电信号从一个神经元传递到另一个神经元,以实现信息的传递和处理。
足细胞通过足突与其他细胞形成突触连接,突触是神经元之间传递信号的关键结构。
当神经信号传递到足突时,足细胞会释放化学物质,称为神经递质,通过突触将信号传递给接收细胞。
这种传递过程是神经系统中信息处理的基础,足细胞的功能对于正常的神经功能至关重要。
此外,足细胞还在其他组织中起着重要的作用。
在肌肉组织中,足细胞帮助肌肉细胞连接在一起,以保持肌肉的结构和功能。
在肾脏组织中,足细胞形成过滤屏障,帮助过滤血液中的废物和毒素,以保持体内的水平稳定。
总之,足细胞是一种重要的细胞类型,它在动物的神经系统中扮演着关键的角色,帮助传递和处理神经信号。
同时,足细胞还在其他组织中起到连接和支持的作用。
对足细胞的研究有助
于我们更好地理解神经系统的功能和疾病,并提供治疗相关疾病的基础。
糖尿病肾病足细胞损伤病理机制及信号通路的研究进展摘要:糖尿病患者随着病程延长,病情不断发展,会产生一系列并发症,其中,糖尿病肾病是常见的微血管并发症,是终末期肾病重要病因之一。
对于糖尿病肾病发病机制进行研究,其中足细胞损伤起到重要作用,涉及足细胞肥大,上皮间充质转化、足细胞凋亡及自噬等。
同时多个肾脏信号通路破坏,导致患者肾脏功能受损。
基于此,文章重点分析糖尿病肾病足细胞损伤病理机制及信号通路。
关键词:糖尿病肾病足;细胞损伤;病理机制;信号通路;研究进展足细胞是特殊的上皮细胞,是肾小球滤过屏障形成的主要部分,由于足细胞受损,导致滤过屏障破坏,且相关膜蛋白缺失,造成蛋白尿情况发生。
在对糖尿病肾病患者病理检查中发现,足细胞损伤与支持细胞功能障碍及上皮细胞障碍有直接关系。
而足细胞不可再生,会受到多种因素干扰,引起不可逆损伤,进而导致患者肾功能不全。
本文从糖尿病肾病足细胞损伤病理机制及信号通路两方面进行研究,为临床治疗提供参考价值。
1足细胞结构和功能足细胞也就是肾小囊脏层上皮细胞,是肾小球滤过屏障重要组成部分。
肾小球滤过屏障,可包括足细胞及足突间裂孔隔膜、肾小球基底膜以及有窗孔的内皮细胞,是血浆蛋白滤过的最后一道屏障。
当糖尿病患者机体血糖水平较高时,会直接影响到肾小球滤过屏障功能,使其第三层中任意一层的结构及电荷屏障功能受损,进而会产生蛋白尿情况,并加快疾病进展,引发肾功能障碍。
且相关研究[1]也证实了肾小球滤过屏障受损与足细胞损伤有直接关联,也就是说,足细胞的结构及功能产生破坏,会加快糖尿病疾病进展,并引发糖尿病肾病的发生。
2足细胞损伤病理机制及信号通路2.1足细胞肥大在糖尿病肾病发病早期,足细胞肥大,病理机制较为复杂,根据相关研究表示,肾小球足细胞肥大与糖尿病肾病具有相关性,其中,MAPK通路、TGF-β通路、AngⅡ对系膜基质作用存在靶向价值。
在高糖影响下,AngⅡ利用ROS将激酶ERK1/2和Akt/PKB的蛋白表达水平提升,并来激活TGF-β信号通路,进而导致肾小球足细胞肥大。
糖尿病肾病足细胞病理生理机制研究进展颜平①张蕊①△①哈尔滨医科大学附属第二医院肾病三科(哈尔滨150001)△通讯作者糖尿病肾病(diabetic nephropathy ,DN )作为终末期肾功能衰竭的主要病因之一,是糖尿病患者最严重的并发症之一[1]。
越来越多的研究表明糖尿病肾病中尿蛋白的增加与足细胞的功能和形态学改变密切相关。
足细胞是一种独特的、高度分化的终末分化细胞,是肾小球滤过屏障不可分割的组成部分。
糖尿病肾病中足细胞损伤后易发生一系列形态学变化,主要包括足细胞肥大、足细胞上皮间充质转分化(epithelial mesenchymaltransformation ,EMT )、足细胞脱离和足细胞凋亡[2]。
本文就糖尿病肾病足细胞的病理生理机制研究进展做一综述,为延缓DN 进展提供新的治疗靶点。
1足细胞肥大在糖尿病的早期,肾小球高滤过往往伴随着足细胞肥大,因足细胞是终末分化细胞,受损后不能再生。
一般来说,足细胞可通过细胞肥大适应机械应力,有利于覆盖肾小球基底膜(GBM )的剥落区域,但过度的压力会造成细胞功能和骨架的失调。
虽然DN 早期足细胞肥大的病理生理学机制尚不十分明确,但动物和人类的研究已经证实肾小球足细胞肥大与DN 的发生有关[3]。
哺乳动物的雷帕霉素(MTOR)信号靶点主要由mTORC1和mTORC2组成,一些研究表明mTORC 1与高糖诱导的足细胞肥大密切相关[4]。
最近Zhuo 等[5]应用小干扰RNA (siRNA )技术证实了AMPK -mTOR通路在高糖诱导的足细胞肥大中的作用。
Kim 等[6]发现翻译调控肿瘤蛋白(TCTP )作为细胞生长的中介信号,在糖尿病小鼠肾小球中高表达,导致足细胞肥大。
细胞周期素依赖激酶抑制蛋白(CKIs )是一类细胞周期负调控蛋白,荧光双标记法表明TCTP 主要存在于足细胞,TCTP 能激活mTORC1信号通路,促进CKIs 的高表达,从而引起足细胞周期停滞和肥大。
足细胞损伤机制的研究进展一、足细胞结构足细胞是一种特殊类型的分化上皮细胞,也是维持肾小球滤过屏障结构和功能的完整性以及选择滤过蛋白质大小的重要组成部分。
足细胞具有复杂的细胞形态,即复杂的细胞极性组织——细胞体和广泛的突起网络——足突。
它的初级足突逐渐延伸形成次级足突,并与相邻足细胞的次级足突连接形成SD,参与构成肾小球滤过屏障。
早期有研究发现,初级足突和次级足突具有独特的细胞骨架特征和成分。
细胞体和初级足突主要的细胞骨架成分是微管(microtubule,MT)和中间丝(inter⁃mediate filaments,IF)。
其中,MT 主要以a/β微管蛋白亚基为基本元件构成,是一种高度动态的结构,参与多种生物的细胞有丝分裂以及纤毛的形成;IF 主要由波形蛋白和结蛋白构成,在孤立肾小球中,已证实IF可调节细胞弹性。
次级足突的主要细胞骨架成分是微丝,它主要是由F⁃肌动蛋白和肌球蛋白聚集组成。
肌动蛋白细胞骨架广泛分布于次级足突中,是导致足细胞损伤和功能障碍的重要成分。
足细胞损伤或功能障碍可由不同的代谢紊乱引起,使足细胞从肾小球基底膜脱离,导致肾小球滤过屏障功能障碍,从而引起蛋白尿和多种肾脏疾病。
二、足细胞损伤原因1. 先天性因素母源性同种免疫性肾小球病是一种新的器官特异性母源性疾病,主要是由于遗传缺陷导致母亲孕后产生针对胎儿的抗体,该抗体穿过胎盘,与胎儿肾小球足细胞结合,引起足细胞破坏,从而导致肾功能障碍。
有研究者在检测膜性肾病患儿及母亲的血液样品时,发现了一个90 kDa 的抗原,即中性内肽酶(neutral endopetidase,NEP)。
NEP 抗原缺陷母亲在怀孕时,产生针对胎儿NEP抗原的抗NEP IgG1 抗体,该抗体通过胎盘,在足细胞基底膜形成原位免疫复合物引起足细胞破坏、蛋白尿的产生,甚至发生终末期肾衰竭。
同时,也发现金属膜内肽酶基因截短突变是孕期同种免疫的诱因,可诱导抗NEP抗体的产生。
足细胞损伤与蛋白尿蛋白尿是很多肾脏疾病的早期表现,也是肾功能进行性恶化的原因之一。
近年,人们陆续发现足细胞损伤,特别是足细胞所表达的相关蛋白分子nephrin、podocin、CD2AP等的改变与蛋白尿密切相关。
本文对足细胞损伤与蛋白尿的相关研究作一综述。
1.足细胞的特性足细胞,即肾小球脏层上皮细胞。
它的足突呈指状交叉覆盖于基底膜(glomerular basement membrane,GBM)外侧,并通过粘附分子和蛋白多糖分子与GBM 相连。
两相邻的足细胞之间的裂隙称为裂孔,其表面覆盖一层拉链状结构—裂孔膜(Slit diaphragm,SD),是血浆蛋白滤过的最后屏障。
2.足细胞损伤的病理因素足细胞损伤的因素很多,简述如下:2.1 基因突变近年来,人们发现大多数导致肾小球疾病的致病基因多特异的表达于足细胞,并表现为足细胞结构和功能的特异性缺陷,出现蛋白尿。
现分述如下:2.1.1 Nephrin Nephrin是特异的表达于肾小球足细胞上的一种标志性蛋白分子[1],定位在足细胞的SD区域。
Nephrin的编码基因为NPHS1,NPHS1突变可导致某些类型的肾脏病变,在糖尿病肾病中nephrin的表达也会减少[2]。
2.1.2 CD2 Associated protein (CD2AP) CD2AP是SD在细胞浆内的插入位点接合体蛋白。
CD2AP基因敲除小鼠表现为先天性肾病综合征,足突消失,一般在生后几周内死亡。
2.1.3 Podocin Podocin分子为肾小球裂孔膜上继Nephrin后又一个被确定的蛋白分子,为NPHS2 的基因产物,定位在SD区,呈发卡样结构插入足突膜。
NPHS2 基因突变可使实验动物的小鼠早期即出现严重蛋白尿。
病理组织学上可见足细胞形态异常,足突融合,SD消失[3]。
2.2 细胞因子的作用2.2.1转化生长因子β1(transforming growth factorβ1,TGFβ1)TGFβ1作用于足细胞可使其分泌GBM成分增多,还可以促进足细胞分泌基质金属蛋白酶,导致肾小球GBM增厚和通透性改变[4]。
糖尿病肾病足细胞损伤的病理机制及中药的干预作用在糖尿病肾病(diabetic nephropathy,DN)进程中,足细胞损伤与蛋白尿密切相关。
足细胞损伤的病理特征主要是指足细胞形态和功能的改变,包括足突融合、足细胞数量和密度减少、足细胞凋亡、足细胞上皮-间充质转分化以及足细胞肥大等。
这些病理性损伤受控于肾组织内多条信号调控途径,如哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)/自噬通路、转化生长因子(transforming growth factor,TGF)-β1通路以及Notch通路等。
以雷公藤制剂为代表的一些中药提取物,如雷公藤多苷(multiglycoside of Tripterygium wilfordii,GTW)、雷公藤甲素(triptolide,TP)、黄芪多糖(astragalus polysaccharide,APS)、黄芪甲苷(astragaloside IV,AS-IV)以及三七总皂苷(Panax notoginseng saponins,PNS)在体内外对DN模型鼠足细胞病变或高糖诱导的足细胞损伤都具有一定的保护作用。
国内的初步研究表明,GTW很可能通过调控DN模型鼠肾组织mTORC1信号通路活性而改善足细胞损伤。
因此,基于DN足细胞损伤的信号调控途径而探讨中药干预作用的研究是今后的发展方向。
标签:糖尿病肾病;中药;足细胞;病理机制;mTOR/自噬信号通路[Abstract] Podocyte injury is closely related to proteinuria in the progress of diabetic nephropathy(DN). The pathological characters of podocyte injury mainly refer to the change of podocyte form and function,including foot process effacement,reduction of podocyte number and density,podocyte apoptosis,podocyte epithelial-mesenchymal transdifferentiation(EMT)and podocyte hypertrophy. These pathological damages are controlled by multiple signaling pathways in the kidney,such as mammalian target of rapamycin(mTOR)/autophagy pathway,transforming growth factor(TGF)-β1 pathway and Notch pathway. For podocyte injuries induced by high glucose or in murine models of DN,some Chinese herbal medicine(CHM)extracts,such as multiglycoside of Tripterygium wilfordii (GTW),triptolide(TP),astragaloside IV(AS-IV),astragalus polysaccharide (APS)and Panax notoginseng saponins(PNS),have the protective effects in vivo or in vitro. The preliminary studies in China showed that GTW improves podocyte injury in the DN model rats probably through regulating the activity of mTORC1 signaling pathway in the kidney. Therefore,it is the developmental direction for the further study to clarify the interventional effects of CHM based on podocyte injury-related signaling pathway in DN.[Key words] diabetic nephropathy;Chinese herbal medicine;podocyte;pathomechanism;mTOR/autophagy signaling pathwaydoi:10.4268/cjcmm20161308在糖尿病肾病(diabetic nephropathy,DN)进程中,肾小球及其球内各种固有细胞都会发生形态和功能的改变,其中,足细胞(podocyte)损伤与蛋白尿密切相关。