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晶體|Randall斑與草酸鈣結石形成：對免疫和炎癥的作用( 十 )

患者RandallCaOxplaque晶體結石蛋白免疫斑塊細胞炎癥腎臟蘭德爾


蛋白質組學技術已經鑒定出結石基質中的大量蛋白質 ， 一些研究報告稱 ， 在 CaOx 結石中發現的大部分蛋白質與炎癥細胞和過程有關 。 對于在腎結石患者尿液中唯一檢測到的蛋白質 ， 也有類似的發現 。 其中兩種蛋白質也在腎結石患者的腎臟中過度表達——腎小管細胞中的纖連蛋白和浸潤性白細胞中的鈣顆粒蛋白 A（也稱為 S100A8） 。 腎乳頭組織的全基因組基因表達譜顯示 ， 特發性 CaOx 結石形成者和健康對照組之間以及非 Randall 斑塊和來自結石形成者的 Randall 斑塊組織之間存在顯著差異 。 與正常的非斑塊相關的乳頭組織相比 ， 與斑塊相關的腎乳頭組織顯示出 LCN2、IL11、PTGS1、GPX3 和 MMD 的上調 ， 以及 SLC12A1 和 NALCN 的下調 。 這些基因與絲裂原活化蛋白激酶和 Akt-磷脂酰肌醇 3-激酶途徑以及導致腎損傷和氧化應激的促炎細胞因子有關 。 與正常的非斑塊組織相比 ， 具有 Randall 斑塊的腎組織中的免疫細胞數量和細胞凋亡水平也有所增加 。 這些發現表明炎癥、氧化應激和細胞凋亡可能與 CaP 晶體的沉積和蘭德爾斑塊的發展有關 。 另一項研究使用定量 PCR 發現炎癥細胞因子的表達顯著增加 ， 包括 CCL2、CCL5、CCL7、CC-趨化因子受體 2 (CCR2)、CD40、巨噬細胞集落刺激因子 1 受體 (CSF1)、CXC-趨化因子配體比較腎結石患者腎乳頭尖端中的 9 (CXCL9)、CXCL10、Fas 配體 (FASLG)、受體相互作用的絲氨酸-蘇氨酸激酶 2 (RIPK2)、e-選擇素 (SELE) 和 Toll 樣受體 3 (TLR3)帶有控件 ， 無論結石類型；在患者組織中也報道了 SPP1 上調和抗炎基因 FN1 表達降低 。 此外 ， 另一項研究報告稱 ， 腎結石患者的促炎細胞因子 TNF、IL-1β 和 IL-6 的血清水平高于對照組 。 與健康對照組相比 ， 患有腎結石、高鈣尿癥和低檸檬酸尿癥的兒童尿中與凝血、纖溶、粘附、炎癥、脂質轉運和氧化應激相關的蛋白質的排泄量也顯著增加 。 此外 ， 據報道 ， 青少年結石形成者尿中與慢性炎癥和纖維化有關的細胞因子水平升高 ， 而沒有其他代謝紊亂的跡象。 總的來說 ， 這些結果表明炎癥、氧化應激和斑塊形成之間存在關聯 。
巨噬細胞極化
巨噬細胞是一種異質性細胞群 ， 其表型和功能特征取決于其微環境、疾病類型和階段123 。 長期以來 ， 人們一直認為巨噬細胞與人類腎乳頭中的間質晶體有關 。 與對照組相比 ， 腎結石患者腎乳頭組織中表達的基因微陣列分析顯示 ， 與炎癥巨噬細胞表型（也稱為M1表型）相關的基因上調 ， 與抗炎巨噬細胞表型（也稱為M2表型）相關的基因下調 。
另一項研究報告稱 ， 結石形成者外周血中 CD14+CD163+CX3CR1+ M2 單核細胞的頻率明顯低于對照組 ， 而 CD14+CD68+CCR2+ M1 單核細胞的頻率較高。 用重組人巨噬細胞集落刺激因子 1 (CSF1; 也稱為 M-CSF) 或粒細胞-巨噬細胞 CSF (GM-CSF) 處理的人單核細胞 ， 并暴露于 CaOx 晶體和/或結石碎片 ， 分泌幾種趨化因子和細胞因子 ， 包括 CCL2、CCL3、IL-1 受體拮抗劑（IL-1ra）、補體蛋白 C5 和 C5a 以及 IL-8 。 有趣的是 ， 正常大鼠腎上皮細胞暴露于培養物中的 CaOx、透鈣石或尿酸晶體也產生 CCL2 。 用過氧化氫酶（一種自由基清除劑）處理可減少上皮細胞產生的 CCL2 ， 表明 ROS 的參與 。 原代人單核細胞對 CaOx 晶體也有強烈反應 ， 并產生 TNF、IL-1β、IL-8 和 IL-10；這些細胞在體外暴露于 CaOx 晶體 6 天后分化為炎性巨噬細胞。與野生型小鼠相比 ， Csf1-/- 小鼠缺乏 M2 巨噬細胞 ， 并且產生了更多的高草酸尿誘導的 CaOx 晶體 。 用重組 CSF1 治療或輸注 M2 巨噬細胞可減少晶體沉積 。 在另一項研究中 ， 過繼轉移至 C57BL/6 J 小鼠的骨髓源性巨噬細胞 (BMDM) 極化為具有脂多糖和 GM-CSF 的 M1 表型 ， 隨后每天腹腔內給予脂多糖和 IFNγ ， 促進了由乙醛酸鹽處理與對照相比 。 相比之下 ， 與對照相比 ， 輸注骨髓來源的巨噬細胞極化為具有 M2 表型的 IL-4 和 IL-13 抑制了晶體形成 。 在這些研究中 ， 接受 M2 巨噬細胞的小鼠腎臟中晶體相關基因（如 Spp1 和 CD44）的表達高于過繼轉移 M1 巨噬細胞的小鼠 ， 后者表達更高水平的促炎和粘附相關基因 ， 如Tnf、Il6、Nos2、C3 和 Vcam1 。 NLRP3 炎性體在晶體誘導的炎癥中具有重要作用 ， 其激活與炎性細胞因子如 IL-1β 的產生有關 ， IL-1β 也是血管鈣化的關鍵可溶性因子 。 在喂食高草酸鹽飲食的小鼠中 ， 用 β-羥基丁酸抑制 NLRP3 和含有半胱天冬酶募集結構域 (hASC) 的凋亡相關斑點樣蛋白可減少腎臟中 CaOx 晶體的沉積 ， 并使腎臟浸潤性巨噬細胞的表型出現偏差 。 與未處理的對照相比 ， 促炎對抗炎表型的影響 。 然而 ， IL-1β 抑制對 CaOx 沉積或巨噬細胞表型的影響與 β-羥基丁酸不同 ， 表明 NLRP3 和 hASC 的 IL-1β 非依賴性作用對 CaOx 晶體形成有影響 。