应用PCR芯片筛查人重度肾积水组织的纤维化相关(3)

目的 探讨纤维化相关基因, 特别是与转化生长因子β(Transforming growth factor-β, TGF-β)信号通路相关的基因在人重度积水肾与正常肾组织中的差异表达变化。 方法 收集临床重度肾积水新鲜标本12例,正常肾组织标本6例,分别提取总RNA并纯化。选择TGF-β/骨形成蛋白(Bone

优点外，还具有基因的实时定量（Real time）分析功能，这样既提高了结果的可靠性，又省去了重复Real time PCR鉴定的繁冗步骤。而且它还系统地将编码产物和功能相关的基因进行了分类，因而使结果更具有针对性。我们之所以选用此类芯片中的TGF-β/BMP信号通路芯片，主要基于以下两点：①该两条通路在器官纤维化的过程中占有至关重要的地位；②从较为主要的通道入手，初步探索终末期肾积水组织中纤维化相关基因的表达，为进一步开展更多通路的筛检提供基础。

本研究结果发现：第一，Nodal[10]、GSC[11]、IGF[12]等与TGF-β信号通路相关的基因，在重度积水肾组织中显著上调，证明了它们对肾纤维化的促进作用。其中前三者的上调更为明显，而TGF-β（包括TGFB1、TGFB2、TGFB3）作为“最强的纤维化诱导因子”[13]，其上调幅度则相对较小（TGFB2的2- Ct值为1.54）。由此可推测，当肾积水-肾纤维化改变进展到终末期（广泛纤维化）时，TGF-β不再是诱导/参与病变的主要因子，而是由Nodal、IGF等因子代之以继续发挥其致纤维化的作用。同理，由于Lefty1基因在重度积水肾组织中呈现为极显著的低表达（降低13.55倍），结合相关文献[14, 15]，我们也预测Lefty1对纤维化病变具有抑制作用，但以上结论均需进一步实验证明。

第二，BMP家族及其受体的基因表达在结果中增减各异。如表1、2所示，该家族中表达显著上调的基因有BMP3~4、GDF7，显著下调的有BMP2、BMP5~7、GDF5~6；其受体中表达显著上调的有BMPRⅠB、BMPRⅡ、ACVRL1，显著下调的有BMPRⅠA、ACVRL1。根据现有资料，BMP家族中报道最多的是BMP7对肾纤维化（因→果）的抑制作用。Morrissey[16]等应用BMP7治疗单侧输尿管梗阻（UUO）大鼠模型，发现治疗组梗阻解除后，肾小球滤过率（GFR）和肾功能较对照组恢复明显加快，小管间质纤维化和小管细胞萎缩、

巨噬细胞浸润减少了55凋亡程度明显降低。Hruska[17]等同样发现BMP7处理的UUO肾中，

％-75％，免疫组化染色显示Ⅳ型胶原和α-SMA的表达明显减弱。本结果中，重度积水后的肾纤维化改变伴随着BMP7基因的下调（降低2.90倍），从相反的方向（果→因）也证明了BMP7对纤维化改变具有负调节作用。另外也有文献报道，BMP2在体内不仅能抑制小管细胞增殖[18]，还可抑制系膜细胞增殖[19]，而BMP4与囊性纤维化的病理改变有关[20]。那么如何解释它们在肾纤维化过程中的作用？从功能基因组学的角度我们推测，这是因为它们在整个纤维化过程中各司其责，既有促纤维化作用的成员（上调基因）又有抗纤维化作用的成员（下调基因），形成了一个彼此联系又相互影响的功能基因组，和其他基因组（如：TGF-β/Smads[1]、Nodal[10]、Lefty[14]等）一起共同参与调节肾脏胶原蛋白的产生和降解，维持着肾脏细胞外基质（主要是胶原蛋白）的“稳态（Homeostasis）”[15]，一旦由于肾积水等外界因素的干预刺激了促纤维化基因的表达，这种稳态即被打破，接下来就会发生肾纤维化等一系列的病变。

总之，功能基因组学着眼于全局，从整体上“横向”、“逆向”地研究和分析组织中各基因的作用和功能。虽然肾积水在不同的发展阶段，其病理生理变化以及基因、蛋白等的表达会有不同，与终末期肾纤维化也存在一定的差异，但后者基本反映了整个病变的规律性。通过本实验我们不仅证明了Nodal、GSC和IGF1等是促进肾纤维化改变的重要因子，并初步考虑Lefty1蛋白和BMP家族的部分成员，包括BMP2~3、BMP7和BMPER等，可能也是参与调控终末期肾积水纤维化改变的关键因子。当然，以上结论还需进一步研究和证明，方可为今后多靶点、联合防治肾纤维化策略的制定提供更加科学、完整的依据。