1、788 国际泌尿系统杂志2016年9月第36卷第5期International Journal of Urology and Nephrology，Sep 2016，V0136 NO5genie effects of HIF2A mutations in pheochromocytomas and para一 60Suh I，Shibru D，Eisenhofer G，et a1Candidate genes associat-gangliomasJEndocr Relat Cancer，2013，20(3)：349359 ed with malignant pheochmmoc”omas b
2、y genomewide expres一59CastroVega LJ，Buffet A，De Cubas AA，et a1Germline mu- sion profilingJAnn Surg，2009，250(6)：983990tations in FH confer predisposition to malignant pheochromocyto一 (本文编辑：刘珩)mas and paragangliomasJHum Mol Genet，2014，23(9)： (收稿日期：201511-16)24402446TLR4与急性肾损伤的关系研究进展吴乙侣综述 陈星华 丁国华 审校【摘要
3、】急性肾损伤(AKI)发病机制复杂且缺乏有效的药物治疗。Toll样受体4(TLR4)是固有免疫系统中的病原模式识别受体之一，通过识别并结合革兰阴性杆菌细胞壁成分脂多糖，激活信号转导通路。TLR4信号通路激活后释放多种炎症介质如肿瘤坏死因子Q、白细胞介素1(IL一1)、白细胞介素6(IL一6)介导急性肾损伤的发生。因此TLR4信号通路可成为治疗急性肾损伤的新靶点，本文重点就TLR4介导的信号通路与急性肾损伤的关系作一综述。【关键词】肾疾病；Toll样受体急性肾损伤(acute kidney injury，AKI)，是肾脏疾病常见的临床综合征，其发病率逐年攀升，危重患者中AKI死亡率约为35一70
4、。根据2011年改善全球。肾脏病预后组织(Kidney Disease：Improving Global Outcomes，KDIGO)制定的指南，AKI的定义是出现以下情况的任意一种：48h内血肌酐(Scr)升高265I山mmolL；已知或认定在过去7d内Scr升高基线值的15倍；6h内尿量05mL(kgh)1。2。AKI具有起病急、早期诊断困难、进展快、病死率高等特点，早期积极有效的治疗可改善患者预后，减少并发症，防止AKI进展为慢性肾脏病。因此，寻找新型有效的早期治疗AKI药物显得尤为重要。Toll样受体(TLRs)是近年来发现的一类细胞表面信号传导跨膜受体。它广泛存在于固有性免疫系统和
5、适应性免疫系统，提供病原体和生物相互作用界面。目前在哺乳动物体内发现至少有十种Toll样受体，其中TLR4是识别革兰氏阴性菌胞壁成分脂多糖(Lipopo1ysaeeharide，LPS)的主要受体，参与炎症反应。阻断TLR4信号通路可抑制炎症介质表达，提高脓毒症患者生存率J。此外，有研究表明Toll样受体介导了AKI的发生发展，针对Toll样受体的天然免疫信号传导机制可为临床防治急性肾损伤提供新的干预靶点。1 TLR4受体人们在研究果蝇胚胎发育过程中，发现dToll基因决定了果蝇的背腹侧分化，其编码的一个跨膜受体蛋白为Toll受体H。随后，Medzhito等51发现存在与dToll同源的人hT
6、ollDOI：103760emajissn16734416201605041作者单位：430060湖北，武汉武汉大学人民医院肾内科通讯作者：丁国华Email：ghxdinggmailcom综述基因及该基因编码的Toll样受体蛋白，并命名为TLR4。TLR4信号传导胞外部分：TER4是保守的I型跨膜蛋白，其胞外区包含1831个富含亮氨酸的重复序列，形成了一个马蹄形的拓补结构；其胞质区大约为200个氨基酸大小，与IL一1受体的胞质区相似，因而被称为TollIL一1受体同源性区(TollILl receptor homologous region，TIR)。6 J。TLR4广泛表达于单核细胞、巨噬细
7、胞和中性粒细胞、CDl4阳性T细胞、内皮细胞、上皮细胞及CDl4阴性T细胞上，在肾脏则表达于肾小管上皮细胞、血管内皮细胞、肾小球系膜细胞等。TLR4信号转导胞内部分：髓样分化蛋白88(MyD88)依赖性信号转导途径：MyD88依赖性途径主要通过其死域(death domain)与IL一1受体相关激酶(ILl receptor associated kinase，IRAK)结合，导致IRAK的自身磷酸化，从而激活肿瘤坏死因子受体相关因子一6(TNF一仪receptorassociated factor6，TRAF一6)，使有丝分裂原结合蛋白激酶(MAPK)家族活化，包括cjun氨基末端激酶、p3
8、8和细胞外信号调节激酶，同时可激活转化生长因子活化激酶1(TAKl)提高核因子抑制蛋白(IKB)激酶复合物活性(IKK)，作用于IKB使之磷酸化、泛素化最终被降解从而活化核因子KB(NFKB)，使NFKB转位到胞核，其活性二聚体可启动TNF一0【、IL一6、IL一8和IL一12040等炎症介质的释放旧91；髓样分化蛋白88(MyD88)非依赖性信号途径：脂多糖(LPS)调控干扰素相关蛋白、糖皮质激素终止反应基因(GARG一16)的表达、树突状细胞(DC)的成熟、干扰素调节万方数据国际泌尿系统杂志2016年9月第36卷第5期International Journal of Urol。gY and
9、 Nephml。gy，Sep 2016，V。l_36 NO5 789基因一1(IRG一1)表达，其中较为重要的一条途径是LPS诱导干扰素(IFN)的表达，最终导致干扰素调节因子3(IRF一3)和NFKB活化1。2 TLR4分子与急性肾损伤TLR4是天然免疫系统识别病原微生物的主要受体，也是一些内源性配体如高迁移率族蛋白B1(HMGBl)等细胞外基质降解成分的重要受体。配体作用于TLR4，使之活化，通过MyD88依赖性或非依赖性反应通路将信号逐级传递，最终激活NFKB，形成正反馈的级联放大效应，从而促进细胞因子、趋化因子、粘附分子等合成释放，最终导致器官功能障碍及脓毒症休克。大量研究表明TLR4
10、信号通路在各种原因导致的急性肾损伤中发挥重要作用，本文重点介绍由以下四种原因导致的急性肾损伤与TLR4的关系：脓毒血症导致的急性。肾损伤；缺血缺氧再灌注导致的急性肾损伤；肾毒性药物导致的急性肾损伤；梗阻导致的急性肾损伤。21 脓毒血症导致的急性肾损伤脓毒血症是由细菌、病毒或真菌感染引起的全身性炎症反应综合征(SIRS)。急性肾损伤是脓毒症最常见的严重并发症之一，是导致脓毒症患者死亡的独立危险因素。脓毒血症导致的急性肾损伤所释放的内源性物质，主要是脂多糖(LPS)，能与TLR4受体结合，激活TLR4介导的信号通路，通过NFKB途径，促使细胞因子、趋化因子释放，最终导致肾脏损伤。1。Hu等列发现在
11、大鼠盲肠结扎穿孑L(cecal ligation and puncture，CLP)导致的腹膜炎模型中，肾小管上皮细胞TLR4受体及磷酸化的NFKB 065表达较正常组显著增加，肾小管炎症因子浸润明显，给予谷氨酸盐(GLN)可减轻TLR4受体及磷酸化的NFKB 065表达，说明TLR4可能参与肾小管损伤反应的免疫激活。Joshua等4 3通过静脉注射LPS(10mgkg)建立大鼠脓毒血症AKI模型，发现LPS能通过TLR4MEKERK信号通路抑制肾皮质PGC一1 Ot(peroxisome proliferatoractivated receptory coactivator一1 d)蛋白及m
12、RNA表达，已知PGC一1仅是线粒体生物合成的主要调节分子，抑制PGCld的表达能够妨碍线粒体合成，扰乱线粒体稳态，最终导致。肾脏损伤。但尚未有研究证实在其他AKI的模型中，是否也通过激活TLR4信号通路来抑制线粒体生物合成。22缺血缺氧再灌注导致的急性肾损伤缺血再灌注损伤(Ischemic Reperfusion Injury，IRI)也是引起急性肾损伤的重要原因之一，是急性肾衰进展过程中的独立危险因素。近年来的研究发现，炎症、免疫反应参与了缺血再灌注损伤。肾脏缺血可诱发。肾脏炎症反应，再灌注则使炎症反应加重，缺血再灌注引起的炎症反应是引起肾组织损伤的重要原因1“。TLR4在肾脏缺血再灌注免
13、疫损伤中的作用也日益引起了人们的关注。Lee等、1叫发现在小鼠IRI模型中，用帕立骨化醇(甲状旁腺功能亢进治疗药)预处理肾小管上皮细胞后发现IRI模型组TLR4及NFKB表达水平增高，预处理组TLR4、NFKB表达水平显著降低。说明在IRI导致的AKI模型中，帕立骨化醇可通过TLR4一NFKB信号通路减轻。肾小管细胞炎症反应保护肾脏。Richard等1也发现，肾小管上皮细胞在缺氧缺血性损伤和氧化应激过程中，近曲小管中的TLR4表达会逐渐降低，并且尿液中检测出的TLR4可作为急性肾损伤的标志物。Onkar等驯发现在缺血导致的急性肾损伤中，TLR4信号通路通过刺激单核巨噬细胞分泌IL一22促使上皮
14、再生。在缺氧复氧(hypoxia reoxygenation，HR)模型中，发现给予。肾小管上皮细胞(NRK一52E)细胞外生性的肝细胞再生增强因子(ALR)能通过减少TLR4及NFKB蛋白的表达从而减轻由缺氧复氧(I-IR)导致的炎症反应，说明外生性的ALR的抗炎反应可能与TLR4一NFKB信号通路有关。23 肾毒性药物导致的急性肾损伤环孢素A(cyclosporinA，CsA)是选择性作用于T淋巴细胞的强效免疫抑制剂，主要用于治疗多种自身免疫病及预防器官移植术后的移植物抗宿主反应，急性肾损伤是CsA导致的较严重的药物不良反应。Lira等旧发现TLR4、HSPT0参与环孢素肾病患者。肾脏微循
15、环障碍的发生。顺铂是临床常用的抗肿瘤药物，其治疗效果与用药剂量正相关，然而顺铂有很多不良反应，且随着剂量加大其毒性增加，其中肾毒性是最常见且严重的反应，但其具体机制尚不明确，目前研究认为主要与氧化应激、脂质过氧化、细胞内钙稳态失调有关心“。Zhang等“纠发现顺铂导致的肾脏结构和功能损伤与TLR4信号通路介导的促炎因子和趋化因子的释放有关。进一步研究发现，顺铂通过激活。肾小管上皮细胞中JNK和p38 MAPK信号通路，导致TNF一仪的产生，进而损伤肾小管上皮细胞，且这两条信号通路是由TLR4激活的。为了证明在顺铂导致的急性肾损伤过程中。肾实质细胞及骨髓细胞上表达的TLR4的不同作用，作者分别采
16、用了不同的嵌合体小鼠，发现TLR4一一小鼠嵌合了野生型造血干细胞后肾脏损伤程度较野生型小鼠移植TLR4一一骨髓后明显减轻。这说明肾实质细胞所表达的TLR4在顺铂介导的急性肾损伤方面有更重要的作用。24梗阻导致的急性肾损伤梗阻性肾病是因尿流障碍导致的肾脏功能和器质性损害的疾病，长期尿路梗阻将导致。肾脏损伤甚至。肾衰竭。根据北美儿童肾移植合作研究数据显示，梗阻性肾病是引起儿童肾功能不全的首要原因，也是导致成人急性肾损伤的主要原因之一L2“。早期诊断并及时解除梗阻对于。肾脏功能的预后具有重要意义。Meldrum等。25。通过单侧输尿管结扎术(Unilateral ureteral obstructi
17、on，UUO)构建梗阻性。肾病模型，发现IL一18增加导致的肾脏纤维化是通过激活TLR4信号通路实现的。Campbell等。26。发现在小鼠梗阻性肾病模型(Unilateral ureteral obstruction，UUO)中，肾皮质TLR4表达增加，为了解TLR4在肌成纤维细胞累积中的作用，作者分别测定了仅一平滑肌肌动蛋白及E一钙粘素的表达，发现与TLR4万方数据790 国际泌尿系统杂志2016年9月第36卷第5期International Journal of Urology and Nephrology，SeP 2016，Vol36 NO-5敲除小鼠模型相比，UUO模型组小鼠d一平滑
18、肌肌动蛋白及E一钙粘素表达明显升高，随后作者为了解TLR4在肾脏纤维化中的作用，用同样的方法测定了TNF一仅及TGFp1的水平，发现UUO模型组与TLR4敲除组TNF一0【及TGFB1的表达水平无统计学差别。本研究证实了在梗阻肾模型中TLR4表达增加，TLR4能促进肌成纤维细胞累积，以非依赖TNFo【及TGF一131的途径参与肾纤维化的发生。25移植肾导致的急性肾损伤肾移植急性排斥反应的发生是影响移植肾长期存活的危险因素27。Oliveira等2副发现TLR4分子reRAN水平的表达能够评估移植肾功能延迟恢复(delayed graft function，DGF)的风险。血清中TLR4分子mR
19、AN水平的低表达与移植肾功能延迟恢复有关并且具有高达85的准确率。Kwon等旧。发现在。肾移植急性排斥反应患者中TLR4表达增加。Nogueira等1发现在具有TLR4多态性基因的肾移植受体患者中发生急性排斥反应的概率远远低于存在野生型TLR4供体的受体患者。但是，Krichen等”川发现TLR4在移植肾的急性排斥反应、慢性排斥反应及移植肾的存活率过程中并没有起主要作用。囚此，有关移植肾急性排斥反应过程中TLR4的变化及其分子机制还有待进一步研究。3 急性肾损伤的TLR4信号分子靶向治疗TLR4信号通路在其他器官损伤过程中发挥重要作用，抑制TLR4信号通路能明显改善器官损伤旧“，在急性肾损伤过
20、程中抑制TLR4信号通路也能降低炎症反应。Fenhammar列等利用TLR4受体抑制剂TAK一242研究TLR4信号通路在脓毒血症导致的AKI中的作用，在成年特克塞尔杂交羊体内静脉注射大肠杆菌(Ecoli)建立脓毒血症模型，给予TLR4抑制剂TAK一242治疗后，发现肾脏中性粒细胞浸润减少、肾小管毛细血管内皮细胞肿胀减轻、肾动脉压降低、小管损害减轻，提示在出现AKI前使用TAK一242可减轻LPS诱导的羊急性。肾损伤，该研究还提出需要进一步研究TLR4激活后导致AKI的确切机制，及抑制TLR4能否逆转已经发生了的AKI。Nair等34 o发现在LPS(10ragKg)构建的小鼠AKI模型中采用
21、蓝莓治疗，能够下调肾皮质TLR4受体表达、抑制NFKB活化、减少促炎因子的释放、抗氧化从而保护肾功能，该研究表明蓝莓保护肾功能的机制和VIPER(TLR4抑制剂)是相似的，即通过下调TLR4的表达来减轻炎症反应从而保护肾脏。目前已有大量研究证实抑制TLR4信号通路能保护多种原因导致的急性肾损伤，但TLR4阻断剂尚处于临床试验阶段，依立托伦(Eritoran)由美国波士顿的Eisai公司研发，系TLR4的人工合成拮抗剂，又叫E5564，为研究Eritoran是否能降低脓毒血症导致的死亡率，Opal等m自2006年6月到2010年9月从ICU纳入1961例脓毒血症患者，进行随机、双盲、安慰剂等分组
22、，跟踪28d内的死亡率，发现与安慰剂组相比，给予Erltoran治疗并没有降低脓毒血症患者28d的死亡率，这说明在多种炎症因素的作用下，单独抑制TLR4信号通路并不能降低患者的死亡率，因此，TLR4阻断剂治疗AKI尚有待进一步扩大样本以证实其用法和临床疗效。4小结综上所述，TLR4能够通过识别和结合脂多糖，激活信号转导通路，从而释放大量炎性介质，导致急性肾损伤的发生，而抑制TLR4分子的表达，可减少炎性介质的产生，减轻急性肾损伤的程度。Toll样受体家族的发现，将人们对先天性免疫及后天获得性免疫的研究带入了新的阶段，同时也给研究者们对于急性肾损伤免疫机制方面提供更多的思考空间。但是，并非所有类
23、型的急性。肾损伤均有TLR4信号途径的参与，随着人们对TLR4信号转导途径更加深入的了解，关于急性。肾损伤的免疫研究也将取得更多的进展，这将为临床治疗及预防提供新的切人点。参考文献1 Rewa 0，Bagshaw SMAcute kidney injuryepidemiology，outcomes and economicsJNat Rev Nephrol，2014，10(4)：1932072Thomas ME，Blaine C，Dawnay A，et a1The definition of acute kidney injury and its use in practiceJKidney
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