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多囊肾疾病基因产物可损害细胞内钙释放.

肾炎 来源:河北健康网 2023-01-09 阅读 77439 作者:孙志林 健康编辑 ⏱ 阅读约 6 分钟

在医学界,多囊肾是一种让人头疼的遗传病。它不像有些病那样来得急,而是悄悄地、一点点地在肾脏里长出许多充满液体的小囊泡,像一串串葡萄挂在肾组织上。随着这些囊肿越长越大、越长越多,正常的肾组织被挤得没地方待,肾功能也就跟着一路下滑,最后可能走到肾衰竭那一步。这种病里,最常见的一种类型叫常染色体显性遗传性多囊肾,简称ADPKD,大约每千个人里就有一两个人携带相关的致病基因。很多人可能是在体检做B超时偶然发现肾脏变大、长满囊肿,才意识到自己摊上了这件事。

过去几十年来,科学家一直在追查这个病的根源。他们发现,ADPKD的发病主要和两个基因有关,一个叫PKD1,另一个叫PKD2。这两个基因只要有一个出了问题,就可能让肾脏走上长囊肿的路。但问题是,这两个基因到底是怎么工作的?它们的产物——也就是多囊蛋白-1和多囊蛋白-2,在细胞里具体干了什么活,又是在哪个位置出岔子的?这些问题一直没弄清楚。

最近,美国耶鲁大学医学院的Stefan Somlo博士团队在《自然细胞生物学》杂志上发表了一项研究,算是把线索往前又推了一大步。他们盯上的是多囊蛋白-2——这个蛋白长得像一根管子,嵌在细胞的内质网上,看起来像个通道。内质网是细胞里一个像迷宫一样的膜结构,负责储存钙离子,也参与蛋白质加工和脂质合成。钙离子对细胞来说是个重要角色,它不光是骨头里的成分,更是一种信号分子。细胞受到刺激时,会把内质网里的钙放出来,钙浓度一波动,就能触发下游一系列反应,比如调节肌肉收缩、神经信号传递、细胞生长和死亡。这就像细胞内部用一种“钙波”来传递消息。

Somlo团队想搞明白,多囊蛋白-2到底是不是一个钙离子通道?如果是,它怎么工作?它对多囊肾的发生又有什么影响?他们拿猪肾细胞和小鼠肾脏做了实验。他们发现,在正常细胞里,多囊蛋白-2确实能作为一个钙激活型钙释放通道来工作——什么意思呢?就是说,当细胞内的钙浓度升到一定水平,多囊蛋白-2会被激活,打开自己的通道口,让内质网里的钙再释放出来。这个过程有点像多米诺骨牌:一个钙信号到来,触发多囊蛋白-2放大这个信号,让钙的波动更明显、更有节奏。这种由钙triggered的钙释放,是细胞内信号传递的一个常见机制,许多细胞都靠它来调节自己。

可是,当研究人员把多囊肾患者身上的突变型多囊蛋白-2放到细胞里表达时,情况就变了。他们做了两类突变:一类是剪切突变,相当于把蛋白的某段剪掉了,这时候细胞对钙激活的敏感度明显降低,也就是说,得用更强的钙信号才能让通道打开;另一类是错义突变,就是蛋白序列里某个氨基酸被换掉了,这种更麻烦,细胞内质网的小泡里根本观察不到离子流动。换句话说,突变之后,多囊蛋白-2这个钙释放通道变得迟钝,甚至完全失灵。细胞内部的钙信号传递就被卡住了,该有的钙波放不出来,或者放得歪歪扭扭,下游的信号乱成一团,肾脏细胞就开始不正常地增生、分泌液体,慢慢就形成了囊肿。

这项研究真正有价值的地方在于,它把“多囊肾”和“细胞内钙释放信号”这两个原本看起来有点远的词连在了一起。过去我们只知道基因突变是根源,但不知道具体在细胞层面捣了什么乱。现在有了比较清晰的画面:多囊蛋白-2本来是个负责放大钙信号的通道,一旦它坏了,细胞内正常的钙信号节奏就乱了。这个乱子发生在肾脏发育和维持的早期阶段,让本来该保持安静、成熟的肾小管上皮细胞,变得像是回到了不成熟的增殖状态,拼命分裂、分泌液体,最终形成囊泡。

研究者也提到,钙在单细胞水平上可以看作是多囊蛋白通路中的第二信使。第一信使是从细胞外面传来的刺激,钙作为第二信使把信号传到细胞内部。多囊蛋白-2这条通路正常工作时,钙信号能平稳传递;突变之后,信号断了或者弱了,细胞的正常秩序也就维持不住了。不过,他们坦承,钙信号下游到底连着哪些分子、哪些通路,目前还是不清楚,就像一个岔路口上的交通灯,你知道它坏了,但不知道它具体管着哪几条路。

说到这里,很多人可能会问:那这项研究能不能马上带来治病的药?Somlo博士自己说得挺直白——目前对治疗不会产生直接影响。但他也给出了一个思路:如果我们把钙信号通路彻底搞明白了,也许能试着找一些激动剂,专门激活这条通路,哪怕不能让囊肿消退,至少可以延缓它生长的速度。别小看“延缓”这两个字,对患者来说,多囊肾是个慢慢发展的病,如果在年轻时候能多拖住几年甚至十几年,肾功能衰竭的时间就能往后延,透析或者换肾的时间也能晚点到来。对生活质量来说,那意义可就大了。

当然,从基础研究到临床应用,中间通常隔着漫长的路。实验室里得到的结论,还要在动物身上反复验证,再考虑安全性、有效性,最后才轮到人体试验。这条路可能要走十年、二十年,甚至更久。但正是这样一点一点地搞清楚机制,科学才有机会从源头上寻找办法。也许有一天,医生会对多囊肾患者说:“咱们把钙通道的功能恢复了试试。”那会是一个完全不同的治疗时代。

现在知道这些,对我们普通人来说,也不是没有用处。至少能让我们明白,一个疾病的发生,往往不是单一原因,而是从基因到蛋白、再到细胞信号、最后到组织器官的一连串事件。多囊肾不是一夜之间冒出来的,它背后是细胞内部一条精细的信号链出了故障。而科学家的每一篇论文,都是在给这条故障链寻找到底哪里断了、断了之后怎么修。这篇发表在《自然细胞生物学》上的研究,就是其中的一块拼图。拼图还远没拼完,但每一块都让画面更清楚一点。以后,当我们再听说多囊肾,也许不只是知道它是个难治的病,还会想起,它和细胞里一种叫钙的离子有关,和一个叫多囊蛋白-2的通道有关,也和无数个日夜在显微镜和培养皿前工作的研究者有关。


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标签: 多囊肾产物基因损害
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