CC趨化因子受體2/單核細胞趨化蛋白1與腎臟疾病的研究進展

沈雁婕 閆莉莉 任振華 鹿玲 張琴

1安徽醫科大學神經生物學研究所，合肥 230032；2安徽醫科大學第一附屬醫院兒科，合肥 230022

近年來，大量研究證明單核細胞在各種腎臟疾病的起始和進展過程中起重要的作用，而CC趨化因子受體2(CC chemokine receptor，CCR)2/單核細胞趨化蛋白-1(monocyte chemoattractant protein，MCP)1能趨化和激活單核細胞至炎癥部位，故其在腎病中的作用也逐漸被重視。大量研究表明CCR2/MCP-1是參與腎臟損傷的重要趨化因子，在IgA腎病(IgA nephropathy，IgAN)、糖尿病腎病(diabetic nephropathy，DN)、狼瘡腎炎(lupus nephritis，LN)等方向均有研究，且都得到了陽性結果。

一、CCR2結構功能

CCR2屬于G蛋白耦聯的受體超家族，含有7個富含疏水氨基酸的α螺旋跨膜結構，肽鏈相互環接形成氨基端在外，羧基端在內的細胞表面受體。其胞外端可結合特異性配體，胞內端可介導細胞內信號通路[1-2]。CCR2基因位于3號染色體趨化因子受體基因簇區域，開放讀碼框為1065個堿基對，編碼355個氨基酸殘基。由于羧基端的選擇性剪切，產生CCR2A、CCR2B兩種亞型，二者只在羧基末端有差別[3]。CCR2A主要在單核細胞和血管平滑肌細胞表面表達，CCR2B則主要存在于單核細胞和活化的NK細胞上。CCR2A和CCR2B可以激活不同的信號通路，并介導不同的功能，但CCR2B是主要形式，約占細胞表面表達的90%。CCR2可與趨化因子MCP-1、MCP-2、MCP-3、MCP-4和MCP-5結合，但MCP-1是CCR2最主要的配體[4]。

CCR2與MCP-1結合后，CCR2的空間結構將會發生變化并與細胞膜上的G蛋白結合，使Gα亞基中的鳥苷二磷酸被鳥苷三磷酸取代，導致GαGβGγ解聚，從而激活磷脂酶C(phospholipase C，PLC)，從而使磷脂酰肌醇4，5-雙磷酸(phosphatidylinositol 4，5-bisphosphate，PIP2)裂解生成三磷酸肌醇(inositol trisphosphate，IP3)和二酰酯甘油(diacylglycerol，DAG)。作為第三信使，IP3進一步增加鈣離子的釋放，DAG可激活蛋白激酶C(protein kinase C，PKC)，進而將信號轉入細胞內產生效應[5]。

CCR2也可與其他趨化因子受體形成同源或異源二聚體。CCR2的同源二聚體具有趨化活性。CCR2-CCR5異源復合物能激活鈣反應，支持細胞黏附。而CCR2-CXCR4異二聚體因變構效應，對MCP-1的結合有反抑制作用。

二、MCP-1結構功能

趨化因子是不同類型的細胞分泌的相對分子質量較小的細胞因子，根據蛋白質數量和分布位置的不同，可分為CC、CXC、CX3C和C4個亞家族。MCP-1是最早在人體內被發現和研究最多的CC類趨化因子，其基因位于17號染色體上，包含3個外顯子和2個內含子。成熟有活性的MCP-1由76個氨基酸殘基組成。在趨化和激活單核細胞至炎癥部位的過程中發揮著重要的作用。

MCP-1主要由活化的單核/巨噬細胞產生，其他細胞包括樹突狀細胞、內皮細胞、上皮細胞、纖維母細胞、平滑肌細胞、星形膠質細胞、小膠質細胞和某些腫瘤細胞等也可產生MCP-1[6]。有多種因素可作用于MCP-1的基因表達與蛋白質分泌，一些刺激因子如植物血凝素、組織型纖溶酶原激活物、白細胞介素-1β、腫瘤壞死因子-α、干擾素-γ、血小板源性生長因子、巨噬細胞集落刺激因子、粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子均可上調MCP-1的表達，而雌激素、類視黃質等可下調MCP-1的表達。

三、CCR2/MCP-1與腎臟疾病

1.LN LN是一種常見的繼發性腎小球腎炎，是系統性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus，SLE)的并發癥中最為嚴重的一種。LN的主要特征為免疫復合物的沉積和炎性細胞浸潤。CCR2通過白細胞招募與LN的進展相關。

在MRL/MpJ(fas)小鼠的實驗性LN中，MCP-1最初主要表達在腎小球并且僅在進展期階段表達于腎小管[7]。MCP-1通過存在于免疫細胞表面的趨化因子受體CCR2介導其生物學效應。CCR2主要由巨噬細胞表達，也可在CD4+T細胞和CD8+T細胞上表達。內皮細胞表達的MCP-1與白細胞表達的CCR2的相互作用介導白細胞整聯蛋白的活化。這是白細胞從血管到間質的黏附、扁平化和跨內皮血管形成的重要步驟。因此，人LN腎活體組織檢查和MRL/lpr小鼠模型中，間質MCP-1表達與CCR2陽性的巨噬細胞和T細胞浸潤密切相關[8]。

腎小球浸潤巨噬細胞能顯著提高腎MCP-1的生成，作為LN的誘因，如免疫復合物的沉積，通常持續存在，使白細胞浸潤增多，腎炎癥增多。先天性免疫附加受體的額外激活，如發生間歇性病毒或細菌性炎癥時的Toll樣受體，可增加腎MCP-1的表達，導致LN的嚴重惡化[9]。MCP-1/CCR2軸在LN中的致病作用得到了MCP-1或CCR2缺陷小鼠LN研究的支持。MCP-1缺陷的MRLS/lpr小鼠顯示腎小球巨噬細胞、間質巨噬細胞和T細胞數量減少，以及生存期延長。MCP-1缺乏也能改善MRL/lpr小鼠的關節炎。此外，即使僅在腎病前或腎病開始階段使用NH2末端截短的MCP-1類似物阻斷CCR2/MCP-1，可減少腎白細胞浸潤，并改善MRL/lpr小鼠中的LN。證明CCR2/MCP-1在實驗性LN的發生和發展中起關鍵性作用。這些發現與對缺乏CCR2的MRL/lpr小鼠的分析一致[10]。相反MCP-1和CCR2缺乏癥中狼瘡抗體和腎免疫復合物沉積的產生保持不變。表明MCP-1/CCR2軸在SLE自身免疫的中樞調節中具有冗余功能。

流行病學研究也支持CCR2/MCP-1在SLE中的重要性。在MCP-1基因中，轉錄序列之前的-2518位置存在A/G多態性，其在“功能喪失突變”的意義上與較低的MCP-1循環水平相關。在一項研究中，58%的無LN的SLE患者中發現A/A基因型，但僅有23%的LN患者發現了A/A。這支持了這樣的假設，即由于MCP-1依賴性腎臟炎癥減少導致的MCP-1生成減少，不太可能導致臨床相關的LN。事實上，具有雜合子或純合子-2518-G等位基因的LN患者具有更強的間質巨噬細胞浸潤。

2.DN DN是糖尿病的一種嚴重的并發癥。約三分之一的1型和2型糖尿患病者會患上DN。DN的治療主要通過抑制腎素-血管緊張素-醛固酮系統[11]，加強對血糖控制和高血壓的治療，從而延緩DN的發生和發展，但是該治療方式不能降低許多患者發生終末期腎病的風險[12]。

1型糖尿病和2型糖尿病的機制研究表明，進行性DN不僅是血流動力學和代謝紊亂的結果，并且是氧化應激和炎癥反應的結果。趨化因子通過促進白細胞活化和向腎臟循環募集誘導腎臟炎癥[13-14]。在實驗模型和DN臨床病例中證實，高血糖增加了腎小管細胞和足細胞分泌趨化因子(MCP-1、CCL5和CXCL12)，會導致蛋白尿和腎小球硬化[15-16]。也有研究表明，MCP-1/CCR2軸可能通過增加足細胞活力和白蛋白通透性而加劇DN的進展[17]。因此，尿MCP-1水平被認為是DN預后的一種特異性生物標志物，獨立于蛋白尿并可作為其補充[18]。

在實驗模型中，許多策略都能有效降低趨化因子的影響，包括使用特定受體拮抗劑、趨化因子抑制劑和分子方法(eg突變基因、DNA疫苗和RNA適配體)[17]。這些治療方法不僅降低了促炎細胞因子合成、白細胞募集、足細胞損傷、系膜基質擴張和蛋白尿，而且改善了胰島素抵抗、腎小球硬化、氧化應激和纖維化[17]。CCX140是CCR2的選擇性抑制劑，采用CCX140治療52周后，332例DN和蛋白尿患者的尿白蛋白/肌酐比值降低[19]。在另一項研究中，采用MCP-1抑制劑emapticappegol對出現蛋白尿的T2DM患者治療12周后，患者尿白蛋白/肌酐比值和血糖有明顯的改善作用，在停止治療8周后繼續下降[20]。這些報道均證實了MCP-1/CCR2軸在DN的發展過程中起重要作用。

3.CCR2與IgA腎病 IgAN又稱Bergers病，是最常見的腎小球腎炎，其特征是腎小球系膜內沉積以IgA1為基礎的免疫復合物。蛋白尿和血尿是IgAN的主要臨床表現，蛋白尿增多通常與IgAN患者較差的臨床病理特征有關。盡管大多數IgAN患者預后良好，但其中20%～50%的患者將在確診的20年內發展為終末期腎病。

IgAN的初始階段常有單核細胞浸潤，而CCR2對于單核細胞/巨噬細胞遷移至炎性部位起著重要作用。單核細胞可根據Ly6C的表達分成Ly6Clow和Ly6Chi。Ly6Clow不表達CCR2，表達CX3CR1，而Ly6Chi表達CCR2但不表達CX3CR1。在MCP-1的作用下，表達CCR2的單核細胞可向炎癥部位遷移并逐漸分化為巨噬細胞，分泌炎癥因子[21]。有人在單側輸尿管結扎小鼠中追蹤CCR2+/rfp細胞的動態軌跡，延時共聚焦成像顯示CCR2+/rfp細胞通過血管黏附和滾動到達炎癥部位，而CCR2rfp/rfp的血管黏附和滾動能力大大降低。對第14天的炎癥部位成像顯示，招募到的CCR2+/rfp遠多于CCR2rfg/rfp。由此可以提示CCR2/MCP-1在腎臟組織單核細胞浸潤中起關鍵作用[22]。

CCR2/MCP-1在IgAN中介導了腎臟損傷。MCP-1可通過與CCR2的結合，激活核因子κB途徑促進炎癥因子IL-6的分泌和細胞間黏附分子-1的生成。同樣的，MCP-1還可通過此途徑刺激血管內皮細胞產生IL-6，促進腎小球腎炎的發展。有研究證明，在堵塞小鼠單側輸尿管后，CCR2-/-小鼠的腎臟纖維化程度明顯比野生型輕，同時伴隨著蛋白尿和膠原沉積減少。隨后，該研究進行了炎癥相關蛋白的檢測，發現在CCR2-/-小鼠中，腫瘤壞死因子-α、白細胞介素(IL)-12B亞基和血管內皮生長因子蛋白水平較野生型小鼠有明顯降低，Th17相關細胞因子(IL-6、IL-17和粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子)的數量也相對減少[22]。以上實驗證明CCR2/MCP-1可介導炎癥反應，導致膠原堆積，促進腎臟纖維化，最終導致腎臟嚴重損傷。此外，孫永超等[23]認為腎小管間質MCP-1與24 h尿蛋白定量排泄呈正相關，提示IgAN患者尿蛋白升高可能刺激MCP-1表達，進一步促進和活化單核/巨噬細胞，最終導致腎損傷和腎間質纖維化。

MCP1和CCR2的高表達與非轉移性透明細胞腎細胞癌患者生存時間縮短和復發風險增加顯著相關，并且與患者總體生存和無復發生存呈負相關[24]。MCP-1/CCR2信號軸通過自分泌參與細胞信息傳遞和細胞遷移，從而增強腎細胞癌細胞增殖和遷移能力[25]。

此外，遺傳因素也是影響IgAN的重要因素。在對148對健康女性雙胞胎進行的檢測中，發現血清中半乳糖化不足的IgA1和IgA水平的遺傳率分別為80%和46%，說明遺傳因素在IgAN發病中的重要性[26]。鑒于CCR2和MCP-1之間的相關性以及它們在生物學功能上的協同作用，大量的研究集中在它們的SNPs上[27-30]。Mandal等[29]的研究表明MCP-1-2518A/G和CCR2+190G/A多態性具有協同關系?？偨Y分析表明MCP-1-2518A/G多態性與白種人LN的發生顯著相關[31]。MCP-1-2518AA基因型是糖尿病患者發展為DN的危險因素[32]。目前，MCP-1-2518A/G和CCR2+190G/A多態性與IgAN易感性的關系研究較少，且結果不一致。有研究人員通過病例對照研究發現，MCP-1-2518 AG基因型與AA基因型相比，IgAN風險降低至0.90，GG基因型與AA基因型相比，IgAN風險增加至1.20，但差異無統計學意義。在受試人群中，沒有發現CCR2+190多態性與IgAN易感性之間有任何顯著的關聯。研究發現MCP-1-2518基因型對不同性別患者24 h尿蛋白定量分布無差異，但GG基因型患者與AA/AG基因型患者相比，血壓較高。CCR2+190多態性和Lee等級有重要關聯，與性別、24 h尿蛋白定量或血壓則未觀察到有明顯關聯。在單倍體模型中也驗證了這一點，證明了MCP-1和CCR2多態性可能影響IgAN的進展，但不會增加或減少其易感性[33]。

四、結語與展望

綜上所述，CCR2/MCP-1與多種腎病有著密切聯系。進一步研究CCR2及其配體在腎臟疾病中的作用，針對CCR2進行干預，可能為有效治療各種腎臟疾病提供新途徑。

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