TGF是指肾脏内部血流量的变化进而导致肾小球活动的反馈机制,全称 tubuloglomerular feedback 。
管球反馈
肾小管球间反馈(tubuloglomerular feedback)
当
肾血流量↑→
肾小球滤过↑ →远端小管液在髓袢流速变快→NaCl在髓袢升支的重吸收↓
→入球小动脉、出球小动脉舒张→肾血流量↓
Thurau & Boylan (1976) 发现在急性肾中毒,小管
上皮细胞损害时,GFR显著下降。
Q 机制:
致密斑受刺激导致
球旁器产生ANG II, TXA2和NO等,作用于入球、出球小动脉,进而改变肾血流量。
TGF(transforming growth factor)
转化生长因子
(transforming growth factor-β,TGF-β)是属于一组新近发现的调节细胞生长和分化的TGF-β超家族。这一家族除TGF-β外,还有活化素(activins)、
抑制素(inhibins)、
缪勒氏管抑制质(Mullerian inhibitor substance,MIS)和
骨形成蛋白(bone morphogenetic proteins,BMPs)。TGF-β的命名是根据这种
细胞因子能使正常的
成纤维细胞的
表型发生转化,即在表皮生长因子(EGF)同时存在的条件下,改变成纤维细胞内壁生长特性而获得在
琼脂中生长的能力,并失去生长中密度信赖的抑制作用。TGF-β与早先报道的从非洲绿猴肾上皮细胞BSC-1所分泌的生长抑制因子是同一物。
TGF-β的产生
(1)机体多种细胞均可分泌非活性状态的TGF-β。在体外,非活性状态的TGF-β又称为latent TGF-β,通过酸化一时可被活化。在体内,酸性环境可存在于骨折附近和正在愈合的伤口。蛋白本身的裂解作用可使TGF-β复合体变为活化TGF-β。一般在
细胞分化活跃的组织常含有较高水平的TGF-β,如
成骨细胞、肾脏、骨髓和胎肝的
造血细胞。TGF-β1在人血小板和哺乳动物骨中含量最高;TGF-β2在猪血小板和哺乳动物骨中含量最高;TGF-β3以
间充质起源的细胞产生为主。
(2)活化后T细胞或
B细胞产生TGF-β水平比
静止细胞明显为高。
(3)几乎所有肿瘤细胞内可检测到TGF-βmRNA。
神经胶质细胞瘤在体内可分泌较高水平的TGF-β。
TGF-β的分子结构和基因
1985年TGF-β的基因克隆成功,并在
大肠杆菌内得到表达。在哺乳动物至少发现有TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3、TGF-β1β2四个亚型。在鸟类和两栖类动物还分别存在着TGF-β4和TGF-β5,对后两者的生物学作用所知甚少。
TGF-β是由两个结构相同或相近的、分子量的12.5kDa
亚单位借
二硫键连接的双体。人TGF-β
cDNA序列研究表明,单体的TGF-β的112
氨基酸残基是由含400氨基酸残基的前体份子(per-pro-TGF-β)从
羧基端裂解而来。pre-pro-TGF-βN端含有一个
信号肽,在分泌前被裂解掉,成为非活性状态的多
肽链前体(pro-TGF-β),通过改变
离子强度、
酸化或蛋白酶
水解切除掉,成为非活性状态的多肽链前体(pro-TGF-β),通过改变离子强度、酸化或蛋白酶水解切除N端部分氨基酸残基,所剩余的羧基端部分形成有活性的TGF-β。TGF-β1与TGF-β2有71%氨基酸同源性,TGF-β1与TGF-β3有77%同源性,TGF-β2与TGF-β3有80%同源性。TGF-β与TGF-β超家族其化成员有30~40%同源性。
人TGF-β1、TGF-β2和TGF-β3的基因分别定位于染色体19q3、1q41和14q24,均含有7个
外显子,核苷酸序列有高度
同源性,所编码的前体分子C端者有9个保守的Cys,提示TGF-β1、TGF-?和TGF-β3基因可能来自一个共同的祖先基因。人和小鼠TGF-β1的同源性高达99%,表明在不同种属中TGF-β都具有重要的生物学功能。对其人TGF-β1
基因调控区进行了研究,发现该基因5`端序列包含5个明显的调控区:一个类
增强子(enhancer-like)活性区,二个
负调控区和二个启动子区。
TGF-β受体
许多
细胞表面都有TGF-
β受体。
大鼠成纤维
细胞系NRK-49F和BALB/c
3T3细胞表面TGF-β受体亲和力Kd值为5.6~14*101M,每个细胞TGF-β结合点约1.6~1.9*104。在
淋巴细胞表面,TGF-βRKd值1~5.1*10-12M。T细胞、B细胞每个细胞TGF-βR数约250,活化后受体数量可增加5~6倍,但Kd值无明显变化。
造血细胞表面TGF-βR对TGF-β1亲和力要比TGF-β2明显为高,这可能解释了造血细胞对TGF-β1反应要比TGF-β2更为敏感。TGF-β1、β2和β3结合细胞表面相同的受体。
最近发现TGF-βR存在着Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型三种形式,分子量分别为53kDa、70~85kDa和250~350kDa,。Ⅰ、Ⅱ型TGF-βR均为
糖蛋白,它们和TGF-β1的亲和力要比和TGF-β2的亲和力大10~80倍;Ⅲ型受体是一种
蛋白聚糖(proteoglycan),它与TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3的亲和力近似,是为TGF-β主要的受体,可能在TGF-β发挥生物学功能中起着主要作用。TGF-βRⅢ又名Endoglin,CD105,TGF-β1和TGF-β3为其主要
配体。
Ⅱ型TGF-βR胞浆区具有
丝氨酸/
苏氨酸激酶区。这种结构也见于活化受体Ⅱ(ActRⅡ)和ActRⅡB。Ⅲ型TGF-β受体本身缺乏蛋白激酶活性,对于其如何参与信号的传递还不清楚。当TGF-β诱导增殖时
G蛋白可能参与诱导过程,此外,TGF-β促进Ca2+内流和胞内IP3水平的升高,激活PKC。
TGF-β的生物学作用
起初对TGF-β的生物学功能研究主要在炎症、
组织修复和
胚胎发育等方面,近年来发现TGF-β对细胞的生长、分化和免疫功能都有重要的调节作用。TGF-β1、β2和β3功能相似,一般来说,TGF-β对
间充质起源的细胞起刺激作用,而对上皮或神经外胚层来源的细胞起抑制作用。
(1)抑制
免疫活性细胞的增殖:①抑制IL-3、GM-CSF、M-CSF所诱导小鼠造血
前体细胞和LTBMC的集落形成,并降低
巨核细胞对IL-3T和CSF的反应性。②抑制ConA诱导或ConA与
IL-2、
IL-6联合诱导的
胸腺细胞增殖。③抑制
丝裂原、
同种异体抗原刺激的
T细胞增殖或IL-2依赖的T细胞生长。④抑制SAC刺激后IL-2依赖的
B细胞增殖。
(2)对细胞
表型的调节:①抑制IL-2诱导的T细胞IL-2R、TfR和TLiSA1活化抗原的表达,对CD3表达未见有影响。②抑制
IFN-γ诱导黑素瘤细胞MHCⅡ类抗原表达。
(3)抑制
淋巴细胞的分化:①抑制
IL-2和BCDF依赖的B细胞分泌IgM,促进B细胞分泌Ig类型转换为IgA和IgE。②抑制混合淋巴
细胞培养(MLC)中
CTL、NK和LAK功能,这种抑制作用可被
TNF-α(小鼠MIC)或IL-2(人MLC)所逆转。③抑制
PBMC中NK活性以及NK细胞对TNF-α的的以应性。④抑制ConA和IL-2、
IL-6协同诱导小鼠
胸腺MHC非限制杀伤性细胞的活性。
(4)抑制
细胞因子产生:如抑制PBMC中
IFN-γ和TNF-α的产生。
(5)其它调节作用:①促进
成纤维细胞、
成骨细胞和
雪旺氏细胞的生长。TGF-β1、TGF-β2促进人成纤维细胞IL-6的产生,其机理可能是通过对IL-6
基因转录的调节。②抑制
上皮细胞、
破骨细胞、
内皮细胞生长和脂肪、
心肌、
骨骼肌的形成。TGF-β可
拮抗EGF的某些生物学功能。③促进
细胞外基质(
ECM)如胶原蛋白、
纤粘连蛋白的表达和抑制ECM的降解,对细胞的
形态发生、增殖和分化过程起着重要作用,有利于
胚胎发育和细胞修复。动物体内实验表明,局部注射TGF-β可以促进伤口愈合和典型
肉芽组织形成。④
单核细胞和
成纤维细胞的趋化剂,但不引起胶颗粒和氧化物的产生。⑤抑制
淋巴细胞与内皮细胞的
粘附。⑥促进
嗜碱性粒细胞释放
组织胺。
(6)TGF-β1与
原癌基因表达:TGF-β1能诱导c-sis的表达,但抑制c-myc的表达,这种诱导或抑制作用与作用细胞种类及TGF-β的不同功能有关。如TGF-β诱导成纤维细胞中c-sis
基因表达,与促进其在软
琼脂中生长有关;而对上皮
角朊细胞生长的抑制则与抑制c-
myc基因表达有关。TGF-β1、TGF-β2和TGF-β3在大多数生物学作用方面非常相似,但在有些作用方面可有很大差异,如TGF-β2对
血管内皮细胞和
造血祖细胞的生长抑制作用仅为TGF-β1和TGF-β3的1%。
TGF-β在治疗伤口愈合,促进软骨和骨修复以及通过
免疫抑制治疗
自身免疫性疾病和
移植排斥等方面有潜在的应用前景。
[
α2-巨球蛋白的
细胞因子载体效应]α2-巨球蛋白(α2M)是由4个相同多肽
亚单位靠链同
二硫键和非
共价键结合形成具有交叉结构的四聚体。每个亚单位内由
半胱氨酸的巯基与邻近的
谷氨酰胺残基的
羧基形成硫酸键。这种
硫酯键易受
蛋白水解酶裂解从而使α2M构型变化增加其
电泳迁移率,称为快型α2M(Fα2M)硫酯键裂解可与含有巯基的细胞因子结合成复合物,出现细胞因子载体效应。
(1)IL-1β:IL-1β与α2M结合的最佳条件为pH9.0~9.3,这种结合是可逆的,与α2M结合的IL-1β呈“隐蔽”状态,如果IL-1β从复合物中释放出来,仍恢复自然的IL-1β活性。
(2)
IL-6:α2M与IL-6结合可保护IL-6,不易被
胰蛋白酶、
糜蛋白酶以及
组织蛋白酶G的作用,从而处长血浆中IL-6的半衰期。呈结合状态的IL-6并不改变基生物学活性。
(3)THF-β:α2M可降低血浆中THF-β的生物学活性,其机理除抑制THF-β与其相应受体结合外,α2M与THF-β复合物可能被具有α2M受体的
吞噬细胞所清除。
(4)其它:α2M还可作为
巨噬细胞活化因子(
MAF)、血小板衍生的生长因子(
PDGF)、
碱性成纤维细胞生长因子(
bFGF)的载体,对它们的生物学活性产生不同的影响。
胎牛血清中含有较高水平的α2M,因此体外培养测定
条件培养液中某引起
细胞因子时应加注意。
表4-10 α2M对所结合细胞因子活性的影响