壁层上皮细胞与肾小球疾病

Parietal Epithelial Cells and Glomerular Dis-eases

摘要: 肾小球内皮细胞、系膜细胞、足细胞和壁层上皮细胞(parietal epithelial cells, PECs)作为肾小球的固有细胞，在肾小球疾病的发病机制中发挥着重要的作用。近年来，随着对PECs研究的不断深入，发现了其在正常生理功能和病理过程中可活化，并在肾小球新月体和球性硬化的形成和转归过程中发挥着重要作用。本文将对PECs在维持肾小球正常生理功能及在肾小球疾病发生发展过程中的作用及相关信号通路和信号分子作一综述。

Abstract: Glomerular endothelial cells, mesangial cells, podocytes and parietal epithelial cells (PECs) play an important role in the pathogenesis of glomerular disease as intrinsic cells of the glomerular. In recent years, with the deepening of the research on PECs, it has been found that PECs can be activated in normal physiological functions and pathological processes, and play an important role in the formation and progression of glomerular crescents and spherical sclerosis. In this review, we will review the role of PECs in maintaining normal physiological functions of glomerulus and in the occurrence and development of glomerular diseases as well as the related signaling pathways and molecules.

1. 引言

随着越来越多的人受到无法逆转的肾功能丧失的影响，心血管疾病的风险显著增加，肾小球壁层上皮细胞(parietal epithelial cells, PECs)作为肾小球的固有细胞之一，因其独特的解剖位置及能够增殖、分化的特点，在肾小球疾病发生发展过程中发挥的作用受到了广泛关注。肾脏在生理和病理状态下，PECs存在着不同的亚群，并呈现出活化状态 [1] 。目前对PECs在肾脏中作用的研究主要是：参与肾脏病理改变的形成以及肾脏损伤后的再生修复过程。以下是对PECs的详细介绍。

2. PECs的细胞生物学

2.1. PECs的构成

肾小球壁层上皮细胞(PECs)是一层排列在鲍曼囊内的扁平上皮细胞 [2] ，与尿极的近端小管上皮细胞和血管极的足细胞相连接 [3] 。PECs与鳞状上皮细胞类似，细胞体积小，厚度约0.1~0.3 um不等，在细胞核处可增加到2.0~3.5 um，扫描电子显微镜的研究表明，PECs的表面排列着许多微绒毛和纤毛，微绒毛和纤毛的存在不尽相同，因为并非所有的PECs都有微绒毛，而每个细胞纤毛的数量在0~2根之间。虽然PECs的细胞体很薄，但相邻细胞之间存在着紧密连接，是一个被称为“迷宫状”的复杂而又微妙的结构 [4] 。在肾小球内，典型的PECs是位于鲍曼氏囊上的扁平细胞，被称为经典的扁平壁层上皮细胞(flat PECs)，此外还有立方形PECs (cuboidal PECs, cPECs)，一种延伸到鲍曼囊的近端小管样细胞和出现在管状孔处扁平和立方形PECs亚群之间的连接处中间体PECs (intermediate PECs, iPECs)，iPECs呈三角形，细胞质较轻(核糖体较少)，无刷状边界 [1] ，见附图。在不同的肾小球疾病中，不同亚型的PECs所具有的激活潜能不同 [5] 。

2.2. PECs的作用

与其他肾脏固有细胞相比，关于PECs功能和生物学作用的研究较少，许多功能目前仍只是推测。由于PECs是上皮细胞，所以许多学者认为，该细胞具有其他上皮细胞的典型功能，包括分泌、吸收、保护、清洁、感知、跨细胞运输和选择性渗透等功能，尽管看起来合理，但目前仍缺乏能够证明这些功能的证据。目前有研究报道的PECs的功能如下。

2.2.1. 维持鲍曼氏囊的完整性

PECs顶端表面附近存在着多种表达细胞间紧密连接的蛋白，如claudin-1，claudin-2，ZO-1，occluding等，这些蛋白形成了细胞间的紧密连接结构，以此来维持鲍曼氏囊的完整性。紧密连接蛋白的功能通常是将细胞连接在一起，帮助维持细胞极性，防止分子通过质膜和相邻细胞之间的空间，防止滤液渗漏 [6] 。

2.2.2. 内吞吸收白蛋白

在正常生理情况下，PECs暴露在经由肾小球滤过屏障过滤的蛋白质中，PECs可吸收少量的白蛋白。当白蛋白的浓度增加时，细胞内白蛋白的含量也随之增多，这是由于PECs通过内吞作用和紧密连接的存在处理过滤白蛋白引起的。同时，胞质内过量的白蛋白也会造成PECs的损伤，改变其正常的结构和功能，最终可能造成疾病的不良后果 [6] 。

2.2.3. 增殖和修复功能

在肾脏的正常发育过程中，PECs会表现出增殖特性，当肾脏发育完成后，PECs的增殖则处于静止状态。足细胞是终末分化的细胞，通常情况下不再发生增殖，足细胞是构成肾小球滤过屏障的最外面一层细胞，足细胞损伤会导致蛋白尿的形成和终末期肾小球硬化，替换丢失的足细胞是限制和逆转肾小球瘢痕和蛋白尿的治疗机会 [7] [8] 。足细胞和PECs在肾脏发育的后期出现，这是胚芽间充质细胞极化形成肾上皮的过渡过程的结果 [9] ，并在肾小球形成的S形体阶段开始获得单个细胞特征，足细胞最终分化，而PECs在疾病状态下保持着易于增殖的能力 [10] 。当肾小球受到损伤，足细胞被破坏并丢失时，PECs将再次进入增殖状态，分化成足细胞，以此来补充少量丢失的足细胞 [11] [12] 。之前在小鼠的研究中发现，在新月体形成的早期阶段，在肾小球基底膜(glomerular basement membrane, GBM)和壁层基底膜(parietal basement membrane, PBM)之间内脏足细胞会形成一个桥梁状结构，引起PECs发生增殖 [13] ，在成人肾脏中，肾小球血管极处的鲍曼氏囊内有一些被称之为“肾小球上皮移行细胞”的共表达PECs和足细胞的蛋白质的PECs亚群 [7] ，Ronconi等人 [14] 研究发现，向血管极方向，用来识别PECs的标记物CD24和CD133的表达减弱，而足细胞标记蛋白的表达上调。由此Ronconi等人推测，PECs逐渐分化为鲍曼氏囊上的足细胞，这些细胞通过血管极迁移到毛细血管袢中，这一推测需要通过谱系追踪等方法进行证实。

2.2.4. 渗透屏障

PECs的紧密连接和鲍曼氏囊的基底膜一起，构成蛋白质的第二道屏障。紧密连接通常在相邻的上皮细胞之间形成不可渗透的屏障，从而阻止离子和分子在细胞之间通过。PECs和其下的鲍曼氏囊基底膜可能是鲍曼空间中存在的蛋白质和其他超滤成分的屏障，从而防止它们从肾小球内室“逃逸”到肾小球外室。当PECs受损时，细胞间紧密连接的形态和蛋白质出现异常改变，通透性屏障功能减弱或丧失，导致蛋白质逃逸到肾小球外室。肾小球的这一因素跟其他因素引起的炎症反应，被认为是肾小球周围炎症，继而导致球周纤维化的原因 [10] 。此外，PECs通过具有机械感知性和收缩性的纤毛，促进囊腔内尿液的流动 [10] [15] 。

2.3. PECs的活化

目前，新的研究数据表明，PECs参与了某些肾小球疾病的发病，其特点是PECs发生了活化，活化后的PECs称之为aPECs (activated PECs)。aPECs在形态学上表现为细胞核体积增大，立方状的细胞质增加，偶见胞质空泡化及蛋白滴的形成。激活后的PECs除形态学发生改变外，生物学特性也发生变化，表现为增殖、迁移或细胞外基质生成增加，进而可导致肾小球发生粘连，节段或是球性硬化。此外aPECs特异性表达CD44和磷酸化细胞外信号调节激酶(extracellular-signal-regulated kinase, Erk)，CD44和磷酸化细胞外信号调节激酶被认为是aPECs的特异性标志物 [3] [16] 。在实验性局灶节段硬化性肾小球肾炎(focal segmental glomerulosclerosis, FSGS)中，PECs中的CD44表达增加同磷酸化ERK1/2共定位，CD44的增多不仅仅是PECs活化的标志，同时也是PECs迁移及促纤维化表型关键的机制 [17] 。

CD44是一种广泛分布于细胞表面的糖蛋白，在正常肾小球中不表达，已被证实在多种病理生理过程中介导细胞的黏附和迁移，CD44是新月体肾炎和塌陷型局灶节段性肾小球硬化的发病机制所必需的 [18] 。有研究发现，Erk1/2在PECs中诱导CD44的表达，导致前硬化和迁移性PECs表型的出现 [19] 。受损足细胞中表达的巨噬细胞移动抑制因子(macrophage migration inhibitory factor, MIF)和配体基质细胞衍生因子1 (SDF-1)上调邻近PECs中的CD44和受体蛋白CXC趋化因子受体4 (CXCR4)，并促使CD44介导的PECs向受损的滤过屏障迁移。足细胞和PECs中MIF和SDF1的双相表达可能会刺激局部伤口愈合，从而重塑滤过屏障，导致肾小球发生节段性硬化 [20] 。Smeets等人 [21] 研究发现，LKIV69是一种单链抗体，可以在肾小球内特异性识别PECs产生的基质中存在的特定硫酸乙酰肝素部分。由于claudin-1和LKIV69是由PECs组成性表达，所以可以用来检测PECs对肾小球袢的侵袭；在几乎所有的实验病例中，LKIV69染色会很容易检测到PECs基质的微小沉积，一些小的FSGS前体硬化病变很容易被检测到，LKIV69是最敏感的标记，使用LKIV69抗体检测壁基质可能是检测早期FSGS病变的敏感工具。

3. PECs和肾小球疾病

随着对PECs的研究不断深入，目前发现PECs可能在新月体肾炎(crescentic glomerulonephritis, CGN)、FSGS和糖尿病肾病(diabetic nephropathy, DN)等疾病中发挥着重要作用。活化的PECs可以增殖并促进快速进展性肾小球肾炎(rapidly progressing glomerulonephritis, RPGN)新月体的形成，或参与假新月体和硬化病变的形成，如在某些形式的FSGS中，PECs迁移到肾小球袢并产生细胞外基质(extracellular matrix, ECM)基质蛋白 [22] ，ECM基质蛋白堆积，进而形成新月体和硬化病变。最新研究表明，FSGS和DN中增加的ECM蛋白主要来源于PECs，ECM蛋白的堆积，导致肾小球发生粘连、瘢痕和纤维化 [23] 。

3.1. PECs和CGN

CGN是一种以肾功能迅速丧失和新月体形成为特征的肾小球病变，常伴有炎症和坏死过程。肾小球发生严重炎症反应的标志是毛细血管外增生性细胞病变或细胞新月体，CGN期间的细胞新月体主要由aPECs、巨噬细胞和足细胞组成 [19] 。研究发现，aPECs是形成新月体的主要细胞 [24] 。

CGN新月体的形成不仅受到免疫触发因素的介导，足细胞的减少可以引起补体激活和肾小球硬化，活检中可发现PECs激活与C3/C3a的沉积同时存在，说明C3/C3a也参与了PECs激活，新月体的形成；当GBM发生损伤、破裂，血浆渗漏出来，也会导致新月体的形成；实验性CGN数据表明，作为激活的凝血级联反应的一员，纤维蛋白原也是驱动PECs活化的因素 [5] 。研究证实，除了炎症细胞外，PECs是细胞新月体的主要组成成分。PECs特异性紧密连接蛋白Claudin-1在新月体病变中表达。Claudin-1主要分布在新月体病变中增殖细胞的细胞间接触部位。Claudin-1通过在增殖细胞之间形成紧密连接参与细胞新月体的形成 [25] 。这些增殖的细胞可能会阻塞肾小管的出口，使尿液不再流出，肾单位发生退化，是肾功能发生不可逆丧失的主要原因之一 [26] 。

3.2. PECs和FSGS

FSGS是一种以肾小球局灶发生节段性硬化为特征的一组疾病，通常可以发展成为系统性或弥漫性的肾小球硬化。FSGS在病理上可以分为塌陷型、顶端型、细胞型、门周型和非特殊型。FSGS的损伤与PECs激活，并和肾小球袢处细胞粘附相关，aPECs侵入肾小球袢，细胞粘附，足细胞减少，ECM沉积等系列反应造成系膜硬化。aPECs可能会使足细胞发生损伤，引起肾小球疾病的发生 [16] 。研究发现，PECs不仅参与了FSGS的形成，并且参与了肾小球上皮细胞连续体的维持，进而维系了鲍曼氏囊腔的功能 [27] 。

PECs可以在各种刺激下发生增殖，活化的PECs产生的细胞外基质沿鲍曼氏囊及肾小球袢积聚。足细胞损伤是FSGS的一个特征，也是FSGS发生的始动因素，在足细胞耗竭后，PECs可以转分化成为足细胞表型 [28] 。研究表明，激活的PECs可能有两种结局：一是CD44继续表达，导致基质和肾小球发生硬化，二是CD44表达缺失，PECs分化为足细胞，补充肾小球损伤时丢失的足细胞 [29] 。CD44作为PECs发生活化的标志物，CD44的缺乏会引起肾小球发生细胞增殖减少以及蛋白尿的减少，CD44可以被看作是FSGS患者肾功能进一步恶化的标志 [30] 。

FSGS患者在活检中发现的有尖端病变的上皮细胞表达了中间PECs (intermediate PECs, iPECs)的标志物，这些iPECs优先表达活化标记物CD44和Ki-67，表明iPECs比经典扁平的PECs更容易被激活，iPECs可能是顶端型FSGS发生病变的源头 [1] 。肾小球袢和鲍曼氏囊的粘附发生在FSGS发生的早期阶段，充当了PECs迁移的桥梁。因此，检测活化的PECs可能是早期FSGS的辅助诊断方法 [8] 。在原发MCD和FSGS移植后早期复发的相关研究中，可以发现在FSGS复发的早期阶段，在脏层上皮细胞(visceral epithelial cell, VEC)和PEC部位CD44染色增加，而MCD罕见有CD44表达阳性的PECs [31] 。通过Smeets等 [21] 对FSGS和微小病变肾病(minimal change disease, MCD)的研究发现，在MCD中几乎检测不到aPECs，在FSGS的实验模型中，鲍曼氏囊上PECs活化是一个典型的特征，大多数CD44+的PECs参与了FSGS硬化病变的形成，说明在病变形成过程中，CD44发挥了功能性作用，故在PECs形成细胞桥/粘连或是迁移到肾小球袢后，才能够将FSGS同MCD区分开。

在动物实验中，通过对老年和年轻FSGS小鼠PECs的实验数据分析，老年FSGS小鼠同年轻FSGS小鼠相比，其足细胞密度较低，PECs活化、迁移和上皮-间充质转变(epithelial-to-mesenchymal transition, EMT)较多，伴随着鲍曼氏囊沿线IV型胶原染色增加，而肾小球袢的IV型胶原染色无明显差异 [32] 。

3.3. PECs和DN

DN是最常见的糖尿病微血管并发症之一，通常以终末期肾脏病告终。DN新月体形成的发病机制尚不清楚。通过肾小球活检证实，与炎性新月体相比，在DN的新月体中，nephrin阳性细胞的比例显著升高，新月体细胞表达claudin-1或nephrin，少量共表达claudin-1和nephrin，这种共表达的现象在炎性新月体中是不存在的，claudin-1和nephrin染色可能会有助于我们区分炎性新月体和假新月体。共表达claudin-1和nephrin的细胞说明，当肾小球受到严重损伤的时候，PECs可能会向足细胞发生转化 [13] [33] 。在报告的两例出现新月体的糖尿病结节性肾小球硬化症病例的肾活检中，研究者发现，细胞新月体中显示有PECs的增殖，没有炎性细胞和纤维蛋白的沉积，而且，活检可以发现GBM区域完好无损，足细胞桥出现在GBM和PBM之间，足细胞桥的出现，可能会引起PECs发生增殖。DN新月体的形成可能是受损的肾小球通过PECs的增殖来生成新的足细胞以进行自我修复的尝试 [13] 。

在DN的晚期可观察到PECs的活化，在BTBR^ob/ob糖尿病肾病的小鼠模型中，瘦素代替了较少的足细胞，补充了丢失的足细胞，并且伴有PECs的增殖 [16] 。目前DN患者PECs激活的机制尚不清楚，可能与DN处于晚期时，肾小球内皮细胞损伤严重，肾小球滤过膜受损，导致血浆渗漏，从而诱导PECs的激活和假性新月体的形成 [16] 。研究结果表明，糖尿病的代谢改变足以激活PECs，增加ECM蛋白的表达和分泌，从而导致鲍曼氏囊增厚，ECM沉积到肾小球袢，可能导致糖尿病肾小球硬化 [34] 。此外，研究证实，高糖条件下培养的PECs明显比正常葡萄糖条件下培养的PECs肥大，说明高糖诱导了PECs肥大。在DN患者中，PECs可呈现出肥大或是空泡化的状态，肥大的PECs可能参与了鲍曼氏囊基底膜增厚的过程 [33] 。在糖尿病小鼠中，我们可以发现双核PECs，说明DN中的PECs经历有丝分裂灾难而不是细胞凋亡，有丝分裂灾难是异常有丝分裂造成的细胞死亡，故糖尿病会使得PECs肥大，对PECs造成损伤 [33] 。

3.4. PECs和其他肾小球疾病

PECs在不同的肾小球疾病中发挥了不同的作用，这一现象可能与不同的PECs亚群功能的异质性有关 [28] 。Sicking等人 [35] 研究发现，当部分PECs发生病变、凋亡等次全消融时，剩余的PECs也会发生活化，增殖。这一现象表明，PECs的活化不仅仅是来自于炎症因素刺激，所以在一些非血管炎症刺激的肾小球疾病，如在膜性肾病(membranous nephropathy, MN)中也会看到活化的PECs [36] 。PECs参与毛细血管外增生，在足细胞或是毛细血管壁受到损伤后，可能会出现毛细血管外增生的现象，像抗肾小球基底膜病和抗中性粒细胞胞浆抗体(antineutrophil cytoplasmic antibody, ANCA)相关血管炎肾损害等严重的肾小球肾炎，与称为细胞新月体的较广泛的毛细血管外增殖有关 [3] 。PECs在其他肾小球疾病中发挥作用可能与足细胞或内皮细胞损伤，血浆渗漏等因素有关。

4. PECs活化的信号通路及信号分子

随着对PECs的研究越来越深入，有关PECs活化相关信号通路和分子的研究也越来越多，这有助于为活化PECs参与的肾小球疾病提供治疗靶点。

4.1. 血管紧张素II (Ang II)/AT1受体通路

血管紧张素转换酶(ACE)将血管紧张素I转换为血管紧张素II (Ang II)，Ang II激活血管紧张素1型(AT1)受体，进而生成细胞因子、趋化因子、粘附分子等物质，维持细胞的炎症状态 [16] 。RAS的主要效应因子Ang II与AT1受体结合，促进细胞生长、增殖、迁移和氧化应激 [37] 。Ang II通过阻断细胞周期抑制剂C/EBPδ，使得PECs发生活化，进行有丝分裂、增殖，而ACE抑制剂(ACEI)可使得C/EBPδ的活性增强，从而防止PECs的增殖 [38] ，能限制新月体的形成，防止ECM的积累和向肾小球硬化的演变 [39] 。在足细胞和PECs的串扰中，Ang II/AT1受体和SDF-1发挥了作用，Ang II使足细胞产生SDF-1，通过SDF-1和AT1受体PECs转化成Ang II处理的足细胞。当Ang II受到抑制时，PECs上的AT1和CXCR4受体表达以及足细胞中SDF-1的生成均减少，进而使得肾小球增生性病变减少 [40] 。

4.2. 肝素结合性表皮生长因子(Heparin-Binding Epidermal Growth Factor, HB-EGF)/表皮 生长因子受体(EGF Receptor, EGFR)通路

HB-EGF仅在CGN和cFSGS或FSGS的粘连部位表达，正常肾小球的PECs和其它类型的非炎症性肾小球疾病中HB-EGF低表达。HB-EGF的受体之一EGF受体(EGFR)也由PECs和足细胞表达。HB-EGF的缺乏或是HB-EGFR基因的缺失，均能够减缓CGN发展和提高生存率。这一发现表明HB-EGF/EGFR通路在PECs激活和新月体形成的诱导和进展中起着不可或缺的作用 [16] 。有研究证实，足细胞中EGFR的激活参与了导致肾衰竭死亡的严重形式的肾小球损伤。这些发现增加了一种可能性，即特定的EGFR抑制剂可能对治疗新月体和其他类型的炎症性肾小球肾炎具有治疗价值 [41] 。Wu X等人 [42] 观察到HB-EGF能够在培养的足细胞中诱导Notch信号激活，共同参与PECs的激活。

4.3. Notch信号通路

Notch1~4四个受体及Jagged 1、2及δ样配体组成了Notch蛋白家族，通过与配体的相互作用被激活后，Notch受体细胞内的结构域会转移到核中来激活相关靶基因的转录 [40] 。Notch信号在肾脏发育过程中发挥着多种作用，包括形成由不同上皮细胞类型组成的肾单位。Notch信号通路是一种进化上保守的信号通路，在胚胎发育、组织内稳态和疾病中具有关键功能。在肾脏发育完成之后，Notch信号活性就会下调，但不会完全消失 [43] 。体外实验研究表明，应用转化生长因子β1 (TGF-β1)培养的PECs会导致Notch受体Notch 1、配体Jagged 1和靶基因Hes 1的表达增高，其中，Hes 1的表达显著增高，但其他下游信号基因的变化则不明显。二苯并氮卓(dibenzazepine, DBZ)是一种γ分泌酶抑制剂，与DBZ预孵育可抑制Notch信号，明显减弱Hes 1的表达，并限制了间充质标志物的表达，说明TGF-β1介导了PECs中Notch依赖性表型的转化 [38] [44] 。Notch信号介导PECs迁移和表型变化，以补偿足细胞失去的过滤屏障。研究表明，在小鼠和人类的cFSGS中，激活PECs中的Notch信号分子出现异常表达。异常的非依赖性细胞迁移以及间充质表型的改变促进了cFSGS中的PECs损伤 [44] 。

4.4. CXCR4/SDF-1通路

在正常肾脏中，CD133+CD24+的PECs会偶尔表达受体蛋白CXC趋化因子受体4 (CXCR4)，但在以PECs增生为主要病变的CGN中，CXCR4的表达会显著增强。PECs中CXCR4的过度表达伴随着足细胞中的配体基质细胞衍生因子1 (SDF-1)的上调。而膜性肾病和伴有PECs增殖的DN患者则表现出非常弱的CXCR4表达 [16] 。研究证实，在FSGS中，CXCR4和SDF-1会成倍增加，CXCR4/SDF-1通路可能介导了肾小球硬化的形成 [45] 。在阿霉素诱导的肾病小鼠中，抑制SDF-1可以减少足细胞的丢失，减轻蛋白尿和肾小球损伤 [40] 。

4.5. Wnt/β-catenin信号通路

Wnt/β-catenin信号是一种进化上保守的多功能途径，参与调节细胞增殖和分化、血管生成、炎症和纤维化。经典的Wnt/β-catenin参与了足细胞的异常损伤和蛋白尿的形成。Wnt/β-catenin信号参与了足细胞和PECs标志物的表达，Wnt/β-catenin上调会使得足细胞分化标志物丢失而PECs的标志物增多，减少Wnt/β-catenin会促进足细胞标志物podocin和WT1的表达 [16] 。因此，Wnt/β-catenin信号可能参与了从PECs到足细胞的转变 [8] 。

4.6. ERK通路

有关FSGS的动物实验表明，ACE抑制会使得表达足细胞蛋白和活性ERK的PECs数量增加，抑制ERK通路，会对PECs的增殖和分化产生影响 [46] 。在PECs的细胞膜上，ERK1/2与CD44共定位。当PECs中pERK1/2降低时，CD44水平降低；相反，当pERK1/2增加时，CD44水平增加。并且，当ERK1/2激活受到抑制时，PECs迁移减少，而当ERK1/2被激活时，PECs迁移增加，说明激活形式pERK1/2是PECs中CD44水平的调节器 [47] 。

4.7. CD9

CD9是一种有4个跨膜结构域的21~24 KDa的四肽蛋白，通过形成富含着四肽的信号微区调节细胞的分化、增殖、迁移和死亡过程。实验性和人类FSGS中PECs上CD9的表达增多，在PECs中CD9被特异性删除的小鼠称为iPec-Cd9lox/lox小鼠，患有FSGS的iPec-Cd9lox/lox小鼠不会发展成蛋白尿，PECs激活缺失，在iPec-Cd9lox/lox小鼠诱导新月体肾炎时，可发现其新月体减少，这些实验数据说明，PECs的活化需要CD9的参与。此外，CD9缺乏足细胞和血小板特异性的小鼠同野生型小鼠诱导的新月体肾炎相比有关肾小球的损伤无差异性，可以证实PECs对导致肾小球发生损伤和蛋白尿的CD9具有特异性 [48] 。选择性的降低PECs中CD9的水平，有助于改善FSGS和新月体肾炎中的肾小球病变和蛋白尿。CD9的缺乏使得PECs向肾小球的定向迁移被阻断，CD44和β1整合素的表达被阻止，进而改善蛋白尿和肾功能 [28] 。

4.8. MAD2B-Skp2信号

有丝分裂阻滞缺陷蛋白(mitotic arrest deficient-like2, MAD2B)是一种后期促进复合物/细胞周期体(anaphase-promoting complex/cyclosome, APC/C)抑制剂和DNA聚合酶的一个小亚单位。正常情况下，在肾小球袢中检测到少量MAD2B，但在各种原因引起的CGN患者的肾活检中，MAD2B的水平明显升高，尤其是在鲍曼氏囊内，与PECs的分布一致。S期激酶相关蛋白2 (Skp2)是APC/C^CDH1的底物，为细胞生长所必需，并有助于细胞发生恶性增殖。研究证实，通过siRNA转染对Skp2进行抑制，TNF-α诱导PECs的活化和增殖以及Ⅰ型胶原蛋白和纤维连接蛋白的产生均可见明显减轻。MAD2B有助于CGN中PECs的活化及新月体形成，CGN可以由MAD2B-Skp2轴介导。研究发现，在抗GBM大鼠的肾小球和经TNF-α处理的PECs中，Skp2的蛋白增多，Skp2的诱导至少有部分是受MAD2B控制的。此外，体外缺失Skp2基因可以阻断由TNF-α刺激的PECs激活和功能障碍。这些发现表明Skp2参与PECs的激活，并由MAD2B介导 [49] 。

4.9. MicroRNA 193a

MicroRNA是长度约为21个核苷酸的非编码RNA，通过调节mRNA降解和蛋白质翻译在RNA沉默中发挥重要作用，在肾小球病变中，参与广泛 [8] 。研究表明，microRNA 193a的表达可能介导了PECs向足细胞表型的转换 [50] ，microRNA 193a在PECs中优先表达，而在足细胞中不表达，所以microRNA 193a可能是在生理或病理条件下PECs转分化为足细胞表型的额外的一个开关 [51] 。抑制microRNA 193a可促进PECs转换为足细胞表型，减少蛋白尿和新月体的形成 [8] [52] 。

4.10. 其他有关信号通路及信号分子

锌指转录因子4 (krüppel-like factor 4, Klf4)抑制了信号传导与转录激活因子3 (signal transducer and activator of transcription, STAT3)转录活性。特异性敲除Klf4的足细胞会增加STAT3信号的传导，造成足细胞损伤，肾小球周围的上皮细胞增生，最终损伤肾脏导致存活率下降。实验表明足细胞特异性基因Klf4的敲除诱导了足细胞丢失，进而导致PECs发生活化和增殖 [53] 。足细胞中血小板源性生长因子D (PDGF-D)激活血小板衍生生长因子(PDGF)受体会导致进行性新月体肾炎和肾小球硬化，过度表达PDGF-D可导致CGN和肾小球硬化的发生 [16] 。通过刺激PECs中的雷帕霉素靶蛋白复合物1 (mTORC1)信号通路，发现其在CGN的发病机制中起到了重要，激活mTORC1信号通路，会引起PECs的活化、增殖和新月体的形成，用mTORC1抑制剂可减少PECs的增殖 [54] 。正常肾小球的Src抑制蛋白激酶C底物(SSeCKS)在PECs中表达，将失活的细胞周期蛋白D1 (cyclin D1)隔离在细胞质，一旦SSeCKS被aPKC磷酸化，cyclin D1会被转移到细胞核，SSeCKS敲除的小鼠，PECs增殖和核cyclin D1表达增加，出现更严重的CGN，说明SSeCKS/cyclin D1信号对PECs的有丝分裂和增殖特性有影响 [5] [55] 。

5. 小结

随着对PECs的研究不断深入，已经在不同的肾小球疾病中发现了PECs的活化、增殖、迁移和表型转化等现象，但其发生机制和相关作用还待进一步研究。不同的PECs亚群有着不同的功能，在疾病中发挥的作用不同。PECs不仅具有滤过屏障、重吸收蛋白、增殖等功能，而且具有分化为足细胞的潜在祖细胞的特性，参与足细胞的损伤修复。目前已经证实，多种信号通路和信号分子参与了PECs的活化、增殖、迁移和表型转化的发生，参与了肾小球新月体形成和肾小球硬化的发生。进一步明确PECs在肾小球疾病发生发展过程中发挥的作用及机制，对相关信号通路和信号分子进行靶向调控，有助于为PECs参与的肾小球疾病提供新的治疗靶点。

基金项目

山东省自然科学基金(项目编号：ZR2020MH079)。

附图

NOTES

^*通讯作者。