TLR2、TLR4在糖尿病肾病炎症状态中的作用及药物干预研究进展

宋菲等

【Key】 糖尿病肾病；TLR2；TLR4；药物

：R587.2 ：A DOI：10.3969/j.issn.10031383.2015.05.023

在经济发达国家，终末期肾脏疾病（ESRD）的首位病因仍然是糖尿病肾病（DN）。我国DN的发病率和患病率上升较快，已成为ESRD的第二位病因，严重损害到人民群众的身体健康和家庭幸福。但DN的发病关键机制尚未明了。近年来，许多研究认为DN进展的中心环节极有可能是炎症通路。持续微炎症反应及其导致的细胞外基质增生很可能是DN进展的共同通路[1]。阐明微炎症的作用机制很有可能为DN的治疗找到新的途径，而Toll样受体（TLRs）特别是其中的TLR2、TLR4在DN炎症通路中的作用成为研究热点。现将TLR2、TLR4在DN炎症通路中的作用及药物干预研究进展综述如下。

1 TLRS概述

1.1 TLRS的基本特性

研究发现TLRs有12种家族成员。早期首先在果蝇的研究中发现TLRs是一类Ⅰ型跨膜糖蛋白模式识别受体，有信号转导功能，存在于各种组织细胞如中性粒细胞、单核细胞、巨噬细胞、树突状细胞和B淋巴细胞等免疫、炎症细胞中广泛分布。有趣的是，TLRs在肾小球系膜细胞、肾小管上皮细胞和足细胞等肾脏固有细胞中也有表达[2]。在12种TLRS中，除了TLR1、TLR6、TLR10，其余受体均能识别不同的配体[3]。哺乳动物与果蝇相似，TLRs都属Ⅰ型跨膜蛋白，均由胞内区、胞外区、跨膜段3部分组成。TLRs信号转导途径包括髓样分化蛋白88（MyD88）依赖性及非依赖性两种途径。MyD88依赖性途径涉及TLRs中的多个，其中包括TLR2、TLR4。TLR2和TLR4需要含TIR的接头蛋白（TIRAP）和 MyD88 共同作用[4]。当受到病原微生物或其产物刺激时，TLR可识别相应配体并与之结合，活化MARK或NFκB信号转导途径，活化后的NFκB进入胞核启动基因转录，相应的炎症因子如白细胞介素（IL）、TNFα及干扰素（IFN）等被合成并分泌出来，继而引发一系列炎性反应，早期免疫应答形成。

1.2 TLR2的信号传导通路

TLR2的信号传导通路是通过MyD88依赖途径。TLR2识别相应的配体后通过同系的PAMPs衔接，随后与MyD88通过TIRTIR相互作用。MyD88进一步激活IL1受体相关激酶（IRAK） IRAK4、IRAK1、IRAK2以及IRAKM。最先被激活的激酶是IRAK4，激活后的IRAK4利用肿瘤坏死因子受体相关因子6（TRAF6）、β转化生长因子激活的蛋白激酶（TAKI）、TAKI结合蛋白1和2（TAB1，TAB2）进入下一级信号转导，经p38、JNK等促分裂原活化的蛋白激酶（MAPK）途经或经IκB激酶磷酸化激活NFκB途经，最终诱发一系列炎症细胞因子和黏附分子等的表达，进而产生一系列相应的生物学效应[5，6] 。

1.3 TLR4的信号传导通路

TLR4的信号传导通路分MyD88依赖途径及不依赖MyD88的TRIF途径。前者可联结TIR域并接收IRAK、IRAK1、IRAK4和TRAF1等激活转录因子，如NFκB和AP1，从而促使大量细胞活性因子（IL1、IL6、IL8）和炎症因子的合成及转录表达；后者是与含有TRIF的受体同源区（TIR）联结TRAM形成复合物，介导IRF3生成IFNβ和IP10[7～9]，终究产生相应免疫炎症应答。

由上述可见，研究发现TLR2、TLR4属于TLRs 12种成员，在肾小球系膜细胞、肾小管上皮细胞和足细胞等肾脏固有细胞中有明显表达，均参与了炎症反应和免疫应答过程，且信号传导通路清晰，因此，可能与肾脏炎症反应有密切关系，有进一步研究的价值。

2 TLR2、TLR4在DN炎症状态中的作用

国内外研究表明DN受遗传因素、血流动力学异常以及高糖相关的生化代谢异常等多方面因素影响[10，11]。基于炎症通路是DN进展的中心环节这一最新学说，目前成为研究热点，研究DN炎症状态特别是炎症通路的形成机制，并对其进行干预或阻断显得十分有意义，有望成为DN治疗的新方法。

2.1 TLR2在DN炎症状态中的作用

从上述可知，TLR2、TLR4在炎症通路中起着十分重要的作用。有研究发现[12]，DN大鼠肾组织上TLR2和其内源性配体（热激蛋白70和高迁移率族蛋白1）的表达较正常有所增加，并与MyD88和单核细胞趋化蛋白1表达呈正相关；链脲佐菌素（STZ）诱导的糖尿病小鼠在剔除TLR2基因后可发现其肾脏病变减轻，足细胞丢失减少。另有实验表明高糖能诱导TLR2mRNA的高表达[13]。Devaraj等[14]研究发现，敲除TLR2基因的T1DM小鼠肾脏的转化生长因子β（TGFβ）及层黏蛋白的表达减少，与此同时，nephrin、podocin的表达及足细胞数目增加。以上研究结果说明，TLR2在DN的发生发展中起着重要的作用，在DN中TLR2表达增高，反之，TLR2表达减弱则DN的病变减轻，值得进一步进行基础甚至临床的研究阐明。

2.2 TLR4在DN炎症状态中的作用

TLR4可在高糖状态下促进高血脂诱导DN肾小球病变的发生发展。Lepenies J等[15]通过对70例慢性肾脏疾病患者的肾组织TLR4、单核细胞趋化蛋白1（MCP1）、TGF、尿MCP1的表达进行定量 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ，并检测与肾功能相关的主要指标，结果发现肾组织TLR4的表达与MCP1显著相关，TLR4的表达与尿蛋白的程度成正比，并随着尿蛋白的升高而增加。还有研究发现，TLR4在DM患者的肾脏中过度表达，其表达程度与间质中巨噬细胞浸润和糖化血红蛋白水平呈正相关[16，17]。而林珊等人[18]研究显示，DN患者肾组织中TLR4的表达明显上调，并与肾小管上皮细胞炎症密切相关。另有体外实验表明高糖状态下大鼠模型中肾小球系膜细胞的TLR4的表达明显升高，并随着剂量浓度的增加而上升[19]。endprint

2.3 TLR2、TLR4在DN炎症状态中的协同作用

研究发现，在DN炎症状态中TLR2、TLR4的作用具有正相关的协同性。国外一项研究证明[20]TLR2和TLR4在糖尿病肾组织中的表达均增加。Dasu等[21]发现在高糖环境下，THP1人单个核细胞上TLR2和TLR4表达增加，但在敲除TLR2和TLR4基因后再在高糖环境中孵育24 h，则不论单独或联合敲除，NFκBp65表达均明显下调。因此可以假设，通过同时或分别调控TLR2、TLR4/NFκB信号传导通路，抑制DN的炎症反应状态，对延缓DN发生发展具有重要意义。

3 DN药物治疗的新发现

随着DN肾组织病变发生发展的炎症机制研究的逐渐深入，针对肾组织TLRs通路的一些药物的研究逐渐增多，近年来研究较多的药物主要有他克莫司（Tacrolimus）以及白芍总苷（TGP）等，现就这两个药物加以综述。

3.1 他克莫司（Tacrolimus）在肾脏病中的作用

Tacrolimus为从土壤放线菌中提取的一种具有大环内酯结构的新型免疫抑制剂，因其具有疗效好、费用低及副作用小等优点而备受关注，在临床上已较广泛应用于肾移植等抗免疫排斥反应。研究表明，Tacrolimus在体外可抑制淋巴细胞转录因子活化T细胞核因子（NFAT）以及NFκB 的活性，从而抑制IL2、IL6、IL8等重要炎症因子的表达，此可能为Tacrolimus免疫抑制的基础[22]。有动物实验显示，Tacrolimus治疗组大鼠肾组织巨噬细胞的浸润数较模型组并无显著差异，但与模型组相比，治疗组肾组织的TLR2、TLR4的表达明显受到抑制，NFκB细胞数也显著减少，这一现象说明Tacrolimus或可通过直接或间接作用下调肾脏巨噬细胞上TLR2与TLR4的表达，从而抑制与TLRNFκB的信号转导及调控途径有关的炎症反应[23]。因此，可以认为Tacrolimus能通过抑制TLR2与TLR4信号传导通路而减轻肾脏炎症状态，这一点使得将Tacrolimus应用于抑制DN炎症反应这一中心环节达到延缓或阻止DN进展成为可能，有待基础及临床进一步研究。

3.2 白芍总苷（TGP）在肾脏病中的作用

白芍总苷（TGP）主要由挥发油类、单萜类、三萜类及黄酮类等化合物组成。作为一种中药提取物，现已明确具有镇痛、镇静以及抗惊厥、抗炎等多种药理作用，长期的中医实验及临床应用于类风湿关节炎等免疫性疾病治疗，尚未发现TGP对人体有明显的副作用。专门的TGP的动物毒性研究也显示TGP无明显毒性损害。因此，其作为中药的免疫抑制剂，在临床免疫治疗中将可能有不可忽视的广泛应用前景。有研究[24]进一步证实TGP可以促进对特异性T调节细胞和非特异性T调节细胞的诱导，有效抑制巨噬细胞分泌IL1β、IL2、TNFα等多种炎症介质。在STZ诱导DN大鼠的研究中发现[25，26]，TGP能抑制病鼠肾组织中炎症通路及细胞因子的表达，这提示TGP可以通过减少糖尿病大鼠肾组织内巨噬细胞的浸润，抑制巨噬细胞在肾组织内局部的增殖，减少炎症因子的释放来发挥保护作用。Wu Y等发现[27]，TGP不但可以使糖尿病大鼠尿白蛋白排泄明显减轻，还能有效抑制肾组织细胞外基质蛋白Ⅳ型胶原的产生，对糖尿病大鼠肾小管间质损伤起到明显的保护作用，并发现糖尿病肾组织ICAMl的表达与TGP剂量成反比，起到了延缓大鼠DN进展的作用。由此可见，TGP对大鼠DN的肾组织病变发生发展的炎症通路这个中心环节有明显的抑制效应，起到减轻肾脏炎症及基质增殖，延缓或阻止DN进展的作用，最终可能达到提高患者生活质量及延长生存时间的目的，有待进一步的研究。

4 展望

对于多种组织细胞的TLR2、TLR4的研究，国内外已有较多的报道，其种类、分布、配体及作用机制等已经较为明确。但对于DN肾组织中的TLR2、TLR4的作用机制尚未完全明确。近年来，随着DN发病率的不断攀升和控制其进展难度大，越来越多的研究倾向于将TLR2、TLR4、MyD88、NFκB以及细胞因子作为抑制靶点来研究，最终目的为开发有效治疗DN的药物。目前，对于相关药物的基础研究仍少，临床研究未见报道，因此用药机制及临床应用研究还需进一步的深入。

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