PACAP在肾脏中的保护作用

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　　摘要：垂体腺苷酸环化酶激活肽（PACAP）是一种多效性神经肽，广泛分布于机体内，具有抗凋亡、抗炎、抗氧化等功能，在不同器官系统损伤模型中发挥保护作用。目前PACAP在神经系统中的保护作用已得到广泛认可，且其在肾脏的保护作用逐渐受到重视。本文主要综述PACAP对肾缺血/再灌注、氧化应激、缺氧、糖尿病肾病、淀粉样变和化疗药物相关肾脏疾病的保护作用。
　　关键词：PACAP;肾脏疾病;保护;缺血/再灌注;氧化应激
　　中图分类号：R285                                   文献标识码：A                                 DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2020.02.011
　　文章编号：1006-1959（2020）02-0040-04
　　Abstract：Pituitary adenylate cyclase activating peptide（PACAP） is a pleiotropic neuropeptide that is widely distributed in the body. It has anti-apoptotic， anti-inflammatory， and anti-oxidant functions， and plays a protective role in different organ system injury models. At present， the protective effect of PACAP in the nervous system has been widely recognized， and its protective effect in the kidney has gradually received attention. This article reviews the protective effects of PACAP on renal ischemia/reperfusion， oxidative stress， hypoxia， diabetic nephropathy， amyloidosis， and chemotherapeutic kidney disease.
　　Key words：PACAP;Kidney disease;Protection;Ischemia/reperfusion;Oxidative stress
　　垂体腺苷酸环化酶激活肽（pituitary adenylate cyclase-activating polypeptide，PACAP）是从大鼠垂体细胞中分离出来的下丘脑肽，具有激活腺苷酸环化酶的能力。PACAP属于血管活性肠肽（vasoactive intestinal polypeptide，VIP）家族成员，有PACAP-38和PACAP-27两种形式，分别为38-氨基酸肽和27-氨基酸肽，主要通过G蛋白偶联中的三个受体发挥作用。特定的PAC1受体与PACAP的结合比VIP高很多，而VPAC1和VPAC2受体与PACAP和VIP的结合相似，在中枢神经系统和外周器官中具有广泛的保护作用。近年来，越来越多的研究发现PACAP在泌尿系统中起着多种作用，如刺激肾素分泌、影响肾血流量、影响膀胱上皮功能等。本文主要从PACAP对肾缺血/再灌注、氧化应激、缺氧、糖尿病肾病、淀粉样变和药物引起的肾脏疾病的保护作用等方面进行综述，旨在为研究PACAP在肾脏疾病治疗中的潜在作用提供参考依据。
　　1缺血再灌注肾损伤
　　缺血/再灌注肾损伤可能是肾功能衰竭的主要原因之一，且与刺激因素有关。PACAP对缺血损伤的保护作用首次在全脑和局灶性脑缺血模型中被发现，研究显示[1，2]，PACAP有助于缩小梗死脑区的面积。Banki E等[3]研究发现，双侧颈动脉阻塞导致的视网膜低灌注经PACAP治疗后有所恢复。隨着现代医疗技术的发展，PACAP的保护作用已在中枢神经系统和几个外周器官得到证实，包括肠道和肾脏[4，5]。越来越多的证据表明PACAP主要通过介导炎症介质和氧化应激减轻肾脏的缺血/再灌注损伤[3，5，6]。
　　PACAP可提高IL-6水平，降低髓过氧化物酶活性，减少CD45+细胞数，降低细胞内的炎性细胞指标[7]。多项研究证实了PACAP在体内缺血再灌注损伤中的保护作用。Szakaly P等[8]研究发现单次注射PACAP可显著降低缺血45、60或75 min后的死亡率。PACAP还改善了肾小管的组织损伤，如肾小管萎缩程度降低。PACAP可降低缺血60 min后的氧化应激水平，如抗氧化超氧化物歧化酶水平的恢复[9]。PACAP注射增加谷胱甘肽水平，使慢性肾脏病患者较低水平的抗凋亡Bcl-2分子得以恢复。PACAP治疗也逆转了部分缺血损伤后细胞因子表达的改变，如fractalkine、细胞间粘附分子-1、RANTES、基质金属蛋白酶抑制剂-1和巨噬细胞调节蛋白[10]，Li M等[11]在缺血/再灌注小鼠模型中也证实了这些变化，结果显示PACAP治疗后肾小管损伤、细胞凋亡及细胞免疫反应明显减轻，且PACAP治疗组TNF-α水平降低，肾功能恢复。Khan AM等[12]的研究探讨了toll样受体（toll-like receptors）在PACAP介导的小鼠缺血再灌注损伤中肾保护作用。PACAP治疗的动物基本维持血清肌酐水平不变，甚至表现出正常的肾功能。PACAP治疗后肾脏损伤的生物标志物、缺血缺氧诱导升高的TNF-α、细胞凋亡和中性粒细胞聚集等均明显减少。同时，该研究还发现缺血缺氧后数十个toll样受体基因的改变，并发现PACAP治疗可以逆转这些变化，可抑制toll样受体相关的细胞因子蛋白水平。 　　由于大多数研究都是在雄性大鼠身上进行的，且PACAP有性别依赖的效应，探讨肽的细胞保护作用是否也能在雌性动物身上观察到，以及是否存在性别依赖性差异，这一点至关重要。Laszlo E等[13]研究比较了雌性和雄性大鼠缺血/再灌注后注射PACAP的效果，雄性和雌性大鼠接受同样的单侧肾动脉夹闭术，然后进行24、48 h或14 d后的再灌注，结果显示动脉夹闭术前静脉注射PACAP组大鼠与对照组相比，前者雄性和雌性大鼠的肾小管损伤明显减轻，且雌性动物在实验组和对照组均显示出更轻的肾脏损伤。这些结果可以证实PACAP对缺血/再灌注肾损伤有保护作用，但缺血/再灌注后雌性大鼠损伤程度更轻，可能还涉及其他的保护因素。
　　总之，PACAP能够在肾脏缺血/再灌注损伤中发挥保护作用，降低死亡率，减少结构损伤，减轻氧化应激和缺血性肾损伤。
　　2氧化应激与低氧
　　氧化应激在肾脏疾病中起重要作用，活性氧参与了糖尿病肾病、衰老、高血压、缺血再灌注损伤或药物性肾病等多种肾脏疾病的发病过程[14，15]。Horvath G等[9]通过培养新生小鼠的原代肾细胞来研究PACAP对细胞活力的影响，结果发现氧化应激诱导过氧化氢产生导致细胞存活率下降，用10或100 nmol/L的PACAP同时处理可以恢复细胞活力。该实验还研究了PACAP的最低有效剂量，发现在浓度为100 pmol/L时就足以发挥保护作用。此外，Li M等[11]还研究了PACAP对野生型和MYD99+/-小鼠近端小管上皮细胞体外缺氧的影响，结果显示在浸泡引起的细胞缺氧时细胞因子活化和细胞死亡，可检测到单核细胞趋化蛋白-1（MCP-1）、白细胞介素-6（IL-6）和巨噬细胞内蛋白-2（MIP-2）水平显著升高，而PACAP治疗可抑制缺氧诱导的这些变化。
　　有研究通过检测PACAP缺陷小鼠的变化，发现缺乏内源性PACAP的动物在发育、行为、反应和对抗各种应激源的反应等方面表现出一些异常[16-18]。早期的研究表明，与野生型动物细胞相比，PACAP小鼠的小脑颗粒细胞对氧化应激的敏感性更高，且在许多不同的细胞和组织损伤的模型中都显示出这种敏感性的增加。与其他缺乏PACAP的组织器官一致，缺乏内源性PACAP的肾细胞也表现出对于氧化应激的低抵抗力。此外，将PACAP-/-小鼠中分离细胞，并与野生型小鼠原代肾细胞培养结果进行比较。补充外源性PACAP可减轻体外氧化应激所致的损伤。这些不同模型中不同器官和细胞缺乏PACAP时表现出一致的结果。另有研究将野生型和PACAP+/-小鼠的细胞暴露在体外缺氧条件下，与先前关于氧化应激实验的观察结果一样，缺乏PACAP的小鼠对体外低氧反应适应能力更差。
　　3糖尿病肾病
　　糖尿病肾病是终末期肾病的主要病因之一，也是糖尿病的主要并发症之一[19-21]。 Kenichi S等[22]在糖尿病肾病模型中，通过单次静脉注射链脲佐菌素诱导雄性大鼠糖尿病，每2天腹腔注射PACAP，持续8周，结果显示PACAP能明显减轻糖尿病肾病相关形态学改变，如系膜扩张、肾小管损伤、阿曼尼-埃布斯坦现象。用细胞因子阵列评价刺激反应，相比之下，糖尿病肾病伴随大量的细胞因子激活，而PACAP注射显著下调了许多细胞因子，如CINC-1、TIMP-1、LIX、MIG、s-ICAM。这项研究表明PACAP可通过调节细胞因子水平来对抗糖尿病引起的肾脏改变[22]。此外，PACAP代谢稳定性差，在体内半衰期只有2～10 min。因此，PACAP只能局部用药，限制了其在临床上的使用。采用基因重组技术表达的缓释重组PACAP衍生肽MHDBAY，极大延长了其在db/db糖尿病小鼠体内的半衰期，通过激活特异性受体VPCA2，可促进胰岛素分泌，降低血糖水平，改善胰岛素抵抗[23]。
　　在后续的研究中， Banki E等[24]进一步探讨了PACAP在链脲佐菌素糖尿病肾病模型中诱导保护作用的分子机制，结果发现糖尿病动物表现出促凋亡p38MAPK和裂解caspase-3水平的升高，而PACAP治疗可抵消上述反应。PACAP治疗还可降低NF kappa B的p60亚基的表达，pAkt和pERK1/2等抗凋亡因子在糖尿病肾脏中的表达明显增加;PACAP治疗后观察到肾纤维化标志物，如Ⅳ型胶原和TGF-β-1的下调;电镜下可见糖尿病肾小球部分基底膜节段性增厚，而PACAP治疗的糖尿病动物没有显示这种局灶性节段性增厚。糖尿病肾小球存在严重足细胞损伤，足突明显增宽，而PACAP治疗的糖尿病动物损伤足突更轻。
　　总之，以上研究表明，PACAP在糖尿病肾病中具有重要的作用，其作用机制包括抗凋亡、抗纤维化、抗氧化和抗凝血等作用。
　　4淀粉样变性肾损害
　　Reglodi D等[25]的研究在PACPA缺陷小鼠中发现了老年前期系统性淀粉样变性，包括肾脏的淀粉样变性。系统性淀粉样变的特征是淀粉样蛋白在不同组织中沉积，最终导致多器官功能障碍。PACPA缺陷小鼠的几个器官出现了严重的淀粉样变性，包括脾脏、肠、甲状腺、食道、皮肤和肝脏，肾脏也是最受影响的器官之一。PACPA缺陷的3～12个月动物幼仔中，大约1/3的动物肾脏中已经出现淀粉样沉积的迹象，而野生型小鼠在幼年时没有观察到淀粉样沉积。在老年期，近90%的PACAP缺陷小鼠的腎脏表现出严重的淀粉样变，而只有一半的野生型小鼠表现出这种症状。Reglodi D等[26]研究表明，缺乏PACAP的小鼠会表现出更多早期衰老的病理改变，例如视网膜变化、角膜角化以及系统性淀粉样变性。Ohtaki H等[27]研究发现，PACAP缺陷小鼠随着年龄的增加，氧化应激水平增加，而另一项研究显示缺乏内源性PACAP缺陷的小鼠视网膜中有退行性改变[28]。总之，与野生型小鼠相比，缺乏内源性PACAP的小鼠出现了更严重的系统性淀粉样变。鉴于PACAP的抗凋亡、抗炎症和抗氧化作用及其肾脏保护作用，可以认为PACAP具有对抗衰老诱导的变化的作用。缺乏内源性PACPA可加速肾脏和其他几个器官淀粉样蛋白沉积。 　　5總结
　　PACAP对肾缺血/再灌注、氧化应激、缺氧、糖尿病肾病、淀粉样变引起的肾脏疾病具有保护作用，其可潜在的改善慢性肾病患者的肾功能并减轻各种药物的肾毒性，有望用于急慢性肾脏疾病的治疗。但目前关于PACAP在人体肾脏中的存在及其功能作用的研究较少，其在动物体内的作用是否与人体中相同还存在争议，今后应开展更加广泛的研究进行证实，以期为治疗急慢性肾脏疾病提供新途径。
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　　收稿日期：2019-10-21;修回日期：2019-10-30
　　編辑/王朵梅
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