逐步修復腎小球基底膜
Alda Tufro
本刊負責人：劉文虎 北京市首都醫科大學附屬友誼醫院
審校：許鍾鎬 吉林大學第一醫院
翻譯：陳蕾 西安交通大學第一附屬醫院
短文
腎小球基底膜(GBM)位於腎小球內皮細胞和足細胞足突之間。腎小球基底膜與裂孔隔膜共同構成防止蛋白尿的腎小球濾過屏障。成熟腎臟中腎小球基底膜的主要成分是層粘連蛋白三聚體(α5、β2、γ1，被為LM521)、IV型膠原(α3、α4、α5)、集聚蛋白（agrin）和巢蛋白(nidogen)。IV型膠原完全由足細胞合成，而LM521由內皮細胞和足細胞合成。高解析度成像已經確定了這些分子是如何在腎小球基底膜中分布和相互作用的。LM521位於內皮細胞和足細胞旁邊，以頭對頭方式排列，緊挨集聚蛋白，而IV型膠原網路定位於腎小球基底膜的中心，與巢蛋白和介導聚合作用的LM521的短臂相鄰，連接IV型膠原和層粘連蛋白網路。
層粘連蛋白521和IV型膠原的突變會導致腎小球基底膜的缺陷，主要由於個體鏈截斷或缺乏、分泌受損、聚合缺陷或網路形成，這些將導致嚴重的蛋白尿、腎病綜合症、終末期腎病以及也表達突變蛋白的其他器官的相關異常。Alport綜合征是由IV型膠原基因突變(X染色體COL4A5或常染色體COL4A3或COL4A4)引起的，它破壞IV型膠原網路的形成，使腎小球基底膜變薄、增厚和分裂，引發與感覺神經性耳聾和晶狀體缺陷有關的進行性慢性腎臟病或終末期腎病。以先天性腎病綜合征和微角膜為特徵Pierson綜合征，是由LAMB2的純合子或複合雜合子截斷突變引起的，而錯義LAMB2突變則表現為沒有相關眼球或神經異常的兒童腎病綜合征。Miner團隊實驗室最近的研究表明，LAMB2變異可以使小鼠的Alport綜合征表型惡化，它的修飾基因功能可以解釋家族性Alport綜合征表型的高度可變。
Lin等人在《Journal of the American Society of Nephrology》上發表了一篇激動人心的文章，在他們的Pierson綜合征小鼠模型中測試了使用人類LM521對腎小球基底膜缺陷進行腸外治療的可能性。他們記錄了hLM-521到達腎小球並積累在腎小球基底膜內皮面，使足突融合和足細胞損傷適度改善，也延緩了腎病綜合征的發展進程，這為系統治療可以改變腎小球基底膜構成的原理提供了證據。
這些經過精心設計的實驗也提供了相關的機制信息，並排除了混雜因素(例如，抗hlm521抗體和非特異性捕獲)。高解析度成像和示蹤研究表明，hLM521與GBM結合的時間約為3周。對蛋白尿和超微結構長期動態評估，證實了LAMB2-/-:Rag1-/-小鼠不能產生針對hLM521的抗體。
雖然Lin等人在研究中發現，通過腸外注射hLM521改變腎小球基底膜的組成可以延緩蛋白尿的發生，並暫時改善足突融合(FPE)，但這些作用並不能完全阻止Pierson小鼠腎病綜合征的發展。成功的部分性和短暫性可以歸因於hLM521的加入，這是一種局限於GBM內皮面的800-kD的大分子蛋白(超解析度免疫熒光顯示hLM521並不能穿過緻密板)。另外，hLM521的短暫作用可能是由於抗hLM521抗體的出現，作者通過實驗證明了這一點。然而，不能對異源層粘連蛋白進行免疫反應的小鼠對hLM521處理也有部分短暫反應，表明不完全融合是其主要的限制因素。
最近熒光和金標記納米顆粒在體內滲透的測試為hLM521在腎小球基底膜中不完全融合的研究提供了更深的發現，研究表明，IgG的二聚體納米顆粒(大約300kD)不能穿過正常的腎小球基底膜緻密板，而IgG單體大小的納米顆粒(大約150kD)有一部分是可以穿過的。與此相反，兩種大小的納米顆粒都能滲透到Pierson綜合征小鼠和Alport綜合征小鼠異常增厚的腎小球基底膜中。這些發現與Lin等人的研究結果一致，支持了即使通過異常腎小球基底膜，顆粒尺寸也會影響滲透的觀點。綜上所述，這些研究預示著hLM521或嵌合層蛋白(150 - 300kd)的較小片段可能會適當地融合到異常腎小球基底膜中。
Miner團隊實驗室之前的研究表明，通過基因學方法，足突細胞LAMB1過表達可以成功地替代缺失的LAMB2，從而減少蛋白尿，並預防足突融合和腎病綜合征的發展（儘管正常成熟的腎小球基底膜含有LM521而不是LM511）。同樣地，嵌合層粘連蛋白/巢蛋白基因的轉基因表達也成功地改善了小鼠的先天性肌營養不良。總的來說，這些研究強烈支持腎小球基底膜缺陷可以用嵌合蛋白替換修復的觀點。
進一步的研究需要測試hLM521片段或嵌合體，確定hLM521片段或嵌合體在GBM中停留的時間，並評估它們對蛋白尿和足突融合的影響。如果這些研究成功地改善了蛋白尿、足突融合和Alport綜合征、Pierson綜合征以及其他遺傳性腎病綜合征動物模型的存活率，我們推測間歇性層粘連蛋白替代很可能會作為新型療法開展人體臨床試驗。考慮到在糖尿病腎病中，腎小球基底膜增厚(緻密板變薄和層粘連蛋白/膠原成分改變)和微量白蛋白尿先於足細胞凋亡（FPE），這項工作的潛在意義超出了遺傳GBM疾病的範疇。
J Am Soc Nephrol 29: 1346–1347, 2018.
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