《肾小球系膜细胞的细胞生物学功能》
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摘 要：在肾脏内,肾小球系膜细胞属于一种十分活跃的细胞,它对肾脏的多种功能具有维持和参与作用.由于系膜细胞和多种肾脏疾病的发生发展具有十分密切的关系,因此近年来肾小球系膜细胞成为一项重要研究的内容.本文主要对肾小球系膜细胞的细胞生物学功能进行分析和研究.
关键词：肾小球系膜细胞;细胞生物学功能;系膜基质
在肾小球内,肾小球系膜细胞属于一种固有细胞,也可以将其称之为血管系膜细胞或间充质细胞.肾小球毛细血管袢之间为肾小球系膜细胞的主要部位,与基底膜或内皮细胞邻近,在肾脏内,它发挥着非常重要的作用.通过多年的深入研究,将肾小球系膜细胞的功能陆续发现,例如对系膜基质稳态和肾小球微血管床的结构完整性具有维持作用;对系膜基质降解和产生之间的平衡具有调节作用;对肾小球的滤过具有参与作用等,同时和某些细胞之间还有信号传导存在,对肾小球的正常功能具有维持作用,上述功能均说明在肾脏中,肾小球系膜细胞占据着十分重要的地位[1].在肾脏发生病变的情况下,肾小球系膜细胞会受累,从而对肾脏的功能产生间接或直接的影响,甚者会发生肾功能衰竭.所以,对于部分肾脏疾病的治疗来说,加强对肾小球系膜细胞生物学功能的了解是一项十分重要的内容[2].
一 肾小球系膜细胞和系膜基质的降解和沉积
肾小球系膜细胞能够向自身分泌的系膜基质中嵌入,对肾脏环境的平衡和肾小球毛细血管网的结构具有维持作用.当打破其降解与分泌的平衡状态时,表明肾脏遭到损伤.研究显示,对于慢性肾脏疾病来说,其发生可能和系膜基质分解减少和过度合成具有十分密切的关系,使系膜基质蓄积于肾小球内,导致肾小管间质纤维化或肾小球硬化情况发生,可见在肾脏疾病的发生发展中,系膜基质降解系统的作用非常关键[3].
肾小球系膜细胞不仅可以对系膜基质进行分泌,还可以对多种细胞因子进行分泌,例如转化生长因子-β、基质金属蛋白酶等,在系膜基质的降解和沉积中,其作用十分关键.对于基质金属蛋白酶来说,它对系膜基质内蛋白质的降解具有促进作用.而转化生长因子-β对ECM的产生具有调节作用,它可以调节多种组织细胞的修复、分化和生长.同时,它对系膜基质蛋白的表达具有刺激作用,例如纤维连接蛋白、层粘连蛋白、胶原等,并对蛋白酶抑制剂的合成具有抑制作用.所以,在系膜基质发生沉积的情况下,可以通过外界的干预加快基质金属蛋白酶的产生,而使转化生长因子-β的表达减少,以便增加系膜基质的降解,使肾脏的损伤减轻[4].
二 肾小球系膜细胞和肾小球基底膜之间的相互作用
在系膜区,肾小球系膜细胞和肾小球基底膜能够将机械性的连接形成.肾小球基底膜不会将肾小球毛细血管完全包围,同时在系膜角部位的肾小球基底膜还比较缺乏.对于肾小球毛细血管壁来说,其张力主要利用肾小球基底膜和肾小球系膜细胞突起的复杂锚定系统有效连接,在系膜-肾小球基底膜和系膜角的交界面平衡.并且,肾小球基底膜和可以收缩的肾小球系膜细胞能够将一种生物力学单位建立起来,随着肾小球系膜的舒张或收缩,它能够将肾小球毛细血管的几何形状改变,可见通过对肾小球毛细血管网产生影响,能够使两者的滤过作用充分发挥出来.
三 肾小球毛细血管的修复和肾小球系膜细胞损伤
肾小球系膜细胞内有收缩性纤维丝存在,通过对纤维丝的收缩产生刺激作用,从而实现对肾小球毛细血管表面积的调节,有效控制肾小球血流量,促进肾小球的滤过功能完成.在有肾脏疾病发生时,会首先损伤部分肾小球系膜细胞,而肾小球系膜细胞的病变会破坏肾小球的结构,导致其功能丧失.并且机体也会出现修复的过程：（一）生芽式的毛细血管不断新生,它指的是内皮细胞迁移和增殖,基底膜蛋白发生水解,血管盲端出芽,并将与另一条血管连通的管道形成;（二）非生芽套入式的血管不断新生,指的是通过将间质细胞或细胞成分柱或组织柱插入血管腔内,促进毛细血管不断生长,同时经过分裂将多条血管形成.
在修复肾小球损伤期间,肾小球系膜细胞对血管的新生也具有参与作用.研究显示,在修复期间内皮细胞会发生重组,将跨毛细血管柱形结构形成,肾小球系膜细胞形成的突起会向柱形结构的核心位置侵入,接触并与肾小球基底膜连接.因肌成纤维细胞内有α-平滑肌肌动蛋白存在,会使其收缩力发挥出来,以便对周围的肾小球基底膜产生拉动作用,从而有效的支持肾小球毛细血管;并且因肾小球系膜细胞突起的收缩力能够对肾小球基底膜进行有效拉动,可以再折叠肾小球基底膜,上述改变能够加快血管的新生[5].
四 肾小球系膜细胞相关信号通路
肾小球的组成包括肾小球系膜细胞、足细胞、肾小球内皮细胞,它们相互作用、相互配合,最终将肾小球滤过结构形成.在肾小球形成期间,肾小球系膜细胞能够紧密连接内皮细胞.研究发现,肾小球系膜细胞和内皮细胞间有细胞间信号传导系统存在.并且,为了对肾小球系膜细胞和足细胞间的联系进行探究,在其中的信号传导中,研究学者将CD47-SIRPα通路发现.在SIRPα中,CD47属于一种配体,且在多种细胞表面广泛存在.研究发现,在肾小球系膜细胞出现损伤时,会明显降低SIRPα的磷酸化水平,当肾小球系膜细胞进一步损伤有溶解出现时,CD47可以与SIRPα有效结合将复合物形成[6].可见,对于肾小球系膜细胞和足细胞的联系,CD47-SIRPα通路发挥着非常关键的作用.
结束语：
综上所述,在肾小球中,肾小球系膜細胞是主要的细胞,它能够调节肾脏的多种功能.内皮细胞和肾小球系膜细胞能够产生相互作用,从而将肾小球的滤过功能完成;对于肾小球毛细血管网结构的维持和构建,肾小球系膜细胞发挥着非常重要的作用,它可以将系膜基质分泌出来,能够修复肾小球毛细血管的损伤;在某些信号通路的作用下,肾小球系膜细胞还可以和内皮细胞相互联系,对肾小球功能发挥调节作用.上述功能的存在能够使我们更加清楚地认识肾小球系膜细胞,从而实现对某些肾脏疾病的有效治疗.
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作者简介：
李巍（1981-）,男,籍贯：河南省郑州市,职称：讲师, 研究生,研究方向：生物
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细胞生物学和肾小球引用文献:
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