急性肾损伤（acute kidney injury，AKI）是常见的临床综合征，具有高发病率、高病死率和高医疗成本等特点，已成为全球性的公共卫生问题。流行病学研究显示，我国每年约有300万住院患者罹患AKI，AKI不仅影响患者的短期预后，还可诱发慢性肾脏病（chronic kidney disease，CKD）并促进其进展^［1］。AKI基础上的CKD已成为需要高度重视的健康问题。然而，AKI向CKD转变的确切机制目前仍不清楚。

肾小管上皮细胞（tubular epithelial cell，TEC）是肾单位重要的结构组成之一，对维持肾脏正常生理功能具有重要作用。近年研究提示，近端小管严重损伤或多次损伤将导致不可逆的结构破坏和功能丢失，引起间质炎症和纤维化、肾小球硬化以及毛细血管稀疏等慢性化表现，提示TEC损伤是导致AKI慢性进展的重要推动者^［2］。因此，深入探讨TEC损伤后反应和功能改变对阐明AKI向CKD的转变机制具有十分重要的意义。本文将从TEC不完全修复、细胞信号通路活化、细胞器损伤、表观遗传学改变及TEC与其他细胞对话等方面，综述TEC损伤在AKI向CKD转变中的作用及其机制。

通常TEC具有强大的自我更新能力，当损伤因素去除后可以快速修复。然而当损伤因素持续存在，TEC修复不良，出现细胞周期阻滞和部分上皮细胞-间充质转化（partial epithelial-mesenchymal transition，EMT），将导致肾脏炎症和纤维化的发生发展。

1. 细胞周期阻滞：Yang等^［3］在多种AKI动物模型如肾脏缺血再灌注损伤（IRI）、马兜铃酸肾毒性模型、单侧输尿管梗阻（UUO）模型中均观察到大量TEC发生G2/M期阻滞，这些细胞通过激活c-Jun氨基末端激酶（JNK）信号通路，上调转化生长因子β1（TGF-β1）、结缔组织生长因子（CTGF）等促纤维化因子，从而刺激成纤维细胞增殖和细胞外基质的堆积。而抑制TEC中共济失调毛细血管扩张突变基因（ATM）、p53或JNK信号通路，可减少G2/M期阻滞，改善小管间质纤维化。Liu等^［4］在UUO模型中也发现，损伤TEC中低氧诱导因子1α（HIF-1α）活化上调p53表达，通过抑制周期蛋白依赖性激酶1和细胞周期蛋白B1、D1，诱导G2/M期阻滞，促进肾脏纤维化。除G2/M期阻滞外，G1/S期阻滞亦影响AKI结局。Lai等^［5］发现，IRI后，C反应蛋白通过CD32-Smad3-p27途径诱导TEC发生G1/S期阻滞，从而抑制TEC增殖，促进肾小管坏死；而阻断上述途径可显著促进AKI后的肾脏修复。这些研究表明，TEC G1/S期和G2/M期细胞周期阻滞在AKI向CKD转变过程中发挥了重要作用，而改善细胞周期阻滞可能成为防治AKI慢性进展的有效手段。

2. 部分EMT形成：尽管EMT在肾脏纤维化形成中的作用备受争议，但是Grande等^［6］和Lovisa等^［7］的研究证实，特异性敲除TEC中的EMT调控基因，如锌指转录因子1（Snai1）或Twist家族BHLH转录因子1（Twist1）能显著改善UUO诱导的肾脏纤维化；有趣地是，他们均观察到纤维化过程中TEC会同时表达上皮细胞和间充质细胞标志物，但未向间质迁移，并把这一现象称为部分EMT。发生部分EMT的TEC，其有机阴离子转运蛋白、氨基酸转运蛋白以及钠依赖性磷酸转运蛋白表达下降，丢失肾小管的正常功能；同时会发生G2/M细胞周期阻滞，阻断TEC的正常修复。此外，发生部分EMT的TEC中核因子κb（NF-κb）和TGF-β信号通路激活，促进肿瘤坏死因子α（TNF-α）等炎症因子的表达，以及α平滑肌肌动蛋白（α-SMA）、波形蛋白等胞外基质的沉积，导致间质炎症和纤维化。因此，受损TEC发生部分EMT可能是导致AKI向CKD转变的重要原因。

1. 低氧诱导因子（hypoxia inducible factor，HIF）通路：HIF信号通路是由低氧条件下HIF与靶基因上的缺氧反应元件结合从而调控多种基因转录的信号转导途径。肾脏由于其独特的生理结构与功能，氧合能力低而氧需较大，易发生缺氧。有研究显示，IRI可诱导TEC中HIF-1α蛋白表达上调^［8］。Yang等^［9］在小鼠顺铂干预前2 d使用HIF稳定剂罗沙司他进行预处理，在顺铂干预后第4天观察到，罗沙司他可稳定并上调TEC中HIF-1α的表达，减轻肾小管损伤与凋亡，改善炎症与肾功能，这提示AKI后短暂的HIF-1α活化可促进肾脏修复。而Kimura等^［10］通过构建TEC希佩尔-林道（VHL）基因敲除小鼠使TEC中HIF-1α持续高表达，之后实施5/6肾大部切除术，结果显示，与对照组比较，基因敲除小鼠16周后近端肾小管周围即出现轻度纤维化，20周后肾脏成纤维细胞特异性蛋白1（FSP1）阳性细胞与1型胶原蛋白显著增加，纤维化分布广泛，这可能意味着HIF-1α持续活化可诱导损伤后向CKD转化。

2. Wnt通路：Wnt信号通路是由配体蛋白Wnt和膜蛋白受体结合激发的一组多通道的信号转导途径。有研究显示，在IRI或顺铂诱导的AKI小鼠模型中，肌腱蛋白C促进Wnt/β-连环蛋白（β-catenin）通路活化，有利于TEC的存活和增殖，在AKI后发挥保护作用^［11］。Xiao等^［12］研究发现，中度IRI导致短暂的Wnt/β-catenin通路激活，促进肾脏形态功能恢复；而重度IRI导致Wnt/β-catenin通路持续激活，上调Snail1、纤溶酶原激活物抑制剂1（PAI-1）、基质金属蛋白酶7（MMP-7）、FSP1等促纤维化基因，并促进α-SMA、纤连蛋白及Ⅰ、Ⅲ型胶原表达，使肾脏出现纤维化病变。另外，新近研究发现，大鼠IRI术后第14天，使用褪黑素和茯苓酸A联合治疗，可通过抑制TEC中Wnt/β-catenin途径，下调Snail1、Twist、PAI-1和MMP-7，从而减轻间质纤维化^［13］。因此，Wnt/β-catenin通路对AKI向CKD转变的作用与活化程度有关，肾脏受损后早期，适度的Wnt/β-catenin活化可以促进肾小管细胞存活，改善肾脏损伤；但过度活化会诱导促纤维化基因表达，激活成纤维细胞，促进小管间质纤维化，促使AKI向CKD转化。

3. 模式识别受体活化：大量研究表明，TEC上模式识别受体，包括Toll样受体（TLR）和Nod样受体（NLR）的活化介导了多种肾脏疾病的发生。高迁移率族蛋白可激活TEC上的TLR2/TLR4，促进AKI过程中炎症形成^［14］。本课题组的研究发现，白蛋白可激活TEC中TLR2-髓样分化因子88（MyD88）-NF-κB途径，促进间质炎症的发生^［15］。此外，NLR中的一些成员如NLRP3可与凋亡相关斑点样蛋白（ASC）和caspase-1寡聚化成多蛋白复合物-NLRP3炎性体，参与免疫调控。IRI可导致TEC中线粒体活性氧产生增多，诱导硫氧还蛋白结合蛋白（TXNIP）与NLRP3结合，从而促进白细胞介素（IL）1β成熟释放和肾脏炎症的发生^［16］。因此，TEC损伤后模式识别受体的活化可能是AKI后炎症形成和持续的重要机制。

1. 线粒体损伤：近端TEC是主要依赖有氧代谢的高代谢细胞，其中含有大量的线粒体。IRI诱导的AKI模型中，TEC线粒体变得肿胀畸形，线粒体呼吸被显著抑制，导致ATP急剧损失，从而抑制肌动蛋白聚合，破坏细胞骨架，引起TEC脱落及刷状缘丢失^［17］。另外，线粒体损伤可促进蛋白尿诱导的TEC凋亡^［18］。Bai等^［19］发现，在UUO、IRI、白蛋白超负荷小鼠模型和CKD患者中，TEC中miR-214表达上调，可通过抑制线粒体氧化磷酸化，诱导细胞凋亡，促进间质炎症与纤维化，提示线粒体损伤可能促进AKI进展。

2. 内质网应激：内质网生理功能紊乱可破坏内质网蛋白及钙离子稳态，诱发内质网应激。Peyrou等^［20］在对氨基苯酚诱导的肾毒性AKI模型中观察到，急性坏死和扩张的肾小管中内质网应激增强，这提示AKI后TEC内质网应激激活。Shu等^［21］在IRI术后第3天给予牛磺去氧胆酸或4-苯基丁酸可抑制缺血后肾小管内质网应激，减轻IRI第7天和第14天后肾小管萎缩、间质纤维化等CKD表现，提示AKI后TEC内质网应激可能促进AKI向CKD转变。

表观遗传学改变，包括组蛋白修饰、DNA甲基化、非编码RNA编辑等，也可参与调控肾脏促炎、促纤维化基因。Xiong等^［22］的研究发现，小鼠UUO损伤导致TEC中组蛋白去乙酰化酶4（HDAC4）上调。抑制HDAC4可通过上调klotho、骨形态发生蛋白7（BMP-7）和Smad7等抗纤维化分子的表达，并下调TGF-β/Smad-3和NF-κB信号传导途径，从而有效减轻UUO诱导的肾脏纤维化。TEC损伤后非编码RNA的表达亦受到影响，包括microRNA和长链非编码RNA（lncRNA）^［23］。UUO损伤可导致TEC中microRNA-493上调，诱导TEC发生G2/M期阻滞，促进α-SMA和Ⅳ型胶原蛋白α1（COL-4A1）等促纤维化因子分泌，促进肾脏纤维化^［24］。Pu等^［25］的研究显示，在UUO小鼠中，TGF-β1/Smad3可通过上调lncRNA Ptprd-IR，从而活化NF-κB信号通路，加重肾脏炎症反应^［25］。

现已明确，TEC不仅是被动的“受害者”，其同样也作为主动参与者介导肾脏炎症和纤维化的发生发展。研究表明，受损TEC会由单纯的重吸收表型转化为分泌表型，合成与释放多种生物活性分子，如细胞因子、趋化因子、外泌体等，影响周围其他细胞如炎症细胞、内皮细胞、成纤维细胞的功能，从而介导AKI的发生发展。

1. TEC-炎症细胞对话：炎症细胞浸润和活化是导致AKI向CKD转化的重要因素。Chi等^［26］研究发现，TEC损伤后分泌大量IL-36α，一方面通过活化巨噬细胞与树突状细胞中的NLRP3炎性体促进IL-1β分泌，另一方面可诱导树突状细胞介导的CD4⁺和CD8⁺T细胞增殖，促进UUO诱导的间质炎症与纤维化。除了传统的细胞因子，TEC还可释放外泌体介导与炎症细胞的对话。本课题组的研究发现，在多种急、慢性肾脏损伤模型中，白蛋白刺激TEC分泌含有单核细胞趋化蛋白1（MCP1）mRNA的外泌体，活化并募集巨噬细胞，促进小管间质炎症的发生^［27］。进一步通过基因芯片筛查发现，这些外泌体中还富含miR-19b-3p，其可以通过抑制靶基因细胞因子信号转导因子1（SOCS-1）而活化NF-κB通路，导致巨噬细胞向M1型极化，促进肾间质炎症反应^［28］。此外，缺氧损伤也可以诱导TEC释放富含microRNA-23a的外泌体至巨噬细胞，通过抑制靶基因A20促进巨噬细胞活化，诱导肾小管间质炎症的发生^［29］。这些研究提示，TEC可借助外泌体调控巨噬细胞表型，加重肾脏炎症反应。

2. TEC-管周内皮细胞对话：AKI后肾小管周围毛细血管（peritubular capillaries，PTC）的破坏会进一步促进组织缺血缺氧，导致AKI的慢性进展。既往研究表明，TEC分泌的血管内皮生长因子（VEGF）可促进管周内皮细胞增殖，是维持PTC密度的重要因子^［30］。Tanaka等^［31］发现，尿毒症毒素吲哚酚硫酸盐可通过抑制HIF-1α C末端反式激活域（CTAD）功能，从而阻碍TEC中VEGF等HIF-1α靶基因的表达^［31］。这提示在CKD进展过程中，由于HIF-1α功能抑制导致TEC分泌VEGF减少，可能抑制管周内皮细胞增殖。Kang等^［32］研究发现，在大鼠5/6肾大部切除术后的前2周，TEC中VEGF表达未发生明显改变；术后8周，可能受IL-1β、IL-6、TNF-α等细胞因子影响，TEC分泌VEGF显著减少，导致PTC密度降低，促进间质炎症细胞浸润与纤维化。因此，随着病程延长，AKI后TEC分泌VEGF减少，可能导致管周内皮细胞增殖下降，从而促进PTC损伤，不利于AKI恢复。

3. TEC-成纤维细胞对话：TEC可与间质成纤维细胞对话，活化成纤维细胞，促进AKI向CKD转化。TEC受损后向间质空间分泌多种因子，例如，Li等^［33］在单侧输尿管阻塞和糖尿病肾病患者以及小鼠UUO和链脲佐菌素（STZ）两种模型中均观察到TEC中HER2表达上调，通过激活HER2/信号传导及转录激活蛋白3（Stat3）/CTGF途径活化间质成纤维细胞，促进细胞外基质堆积和肾脏纤维化。Liu等^［34］发现，在小鼠UUO和IRI模型中，TEC分泌装载有Shh及其信号通路蛋白Smo、Gli1的外泌体，促进成纤维细胞增殖和活化，导致胞外基质大量堆积；而抑制外泌体释放可显著改善肾功能和间质纤维化。

TEC损伤不仅是AKI的表现形式，更是导致AKI慢性进展的积极推动者。AKI后，TEC发生细胞周期阻滞与部分EMT，导致TEC不完全修复。另外，TEC损伤后HIF、Wnt通路和模式识别受体的激活，线粒体和内质网等细胞器的损伤，以及表观遗传学的改变，也参与AKI向CKD转变。此外，TEC与肾脏其他细胞对话可介导AKI向CKD转变，TEC通过分泌多种细胞因子及外泌体，募集活化炎症细胞，影响内皮细胞增殖，并活化成纤维细胞，导致肾组织慢性缺氧以及间质炎症和纤维化的进一步恶化。综上，TEC损伤是AKI向CKD转变的中心环节，保护TEC并促进TEC修复可能是防治AKI向CKD转化的重要策略。