糖尿病肾病（DN）是糖尿病微血管并发症之一，主要特征是尿蛋白渐进性增加和肾功能逐渐降低，最终发展为终末期肾病，因而糖尿病肾病成为评估糖尿病患者死亡风险的重要因素^[1]。糖尿病发病率在全球范围内逐年上升，预计到2040年患病人数将达到6.42亿，其中约有40%的糖尿病患者会发展为慢性肾脏病^[2]。近年来越来越多的研究表明，足细胞损伤在糖尿病肾病的发生发展过程中起着重要作用，中药对足细胞损伤的改善作用也日益凸显，了解足细胞的结构功能及损伤机制有助于探寻中药干预足细胞损伤的靶点，为防治糖尿病肾病提供新的思路。

1 足细胞的结构和功能 1.1 整体结构

终末分化的足细胞又称肾小球脏层上皮细胞，是不具有增殖潜能的、高度分化的细胞，环绕在肾小球血管壁外。正常的成熟足细胞由细胞体、主突和足突三部分组成。细胞体居于整个细胞正中，悬浮在肾小囊腔，其内分布有细胞核、高尔基体以及内质网、线粒体等细胞器，细胞体发出初级足突，即主突，每个主突末端分支形成足突，足突附着于肾小球基底膜上。相邻足细胞的足突相互交织形成均匀的网络状结构并由裂孔隔膜覆盖，可阻止大分子蛋白通过，是肾小球滤过屏障的重要组成部分^[3]。

1.2 标志蛋白 1.2.1 肌动蛋白细胞骨架

足细胞特殊的组织形态是由肌动蛋白细胞骨架维持的。肌动蛋白细胞骨架改变会导致足突消失，破坏肾小球滤过屏障而引起蛋白尿^[4]。目前已知的骨架蛋白主要有肌动蛋白actin、nestin、肌球蛋白，以及肌动蛋白绑定蛋白synaptopodin和α-actinin-4等。鸟苷三磷酸酶（GTPases）的Rho家族是肌动蛋白骨架的关键调节物，Rho成员Cdc42突变的小鼠可见足突广泛消失，而Cdc42缺乏小鼠表现为先天性肾病，出生两周内即死于肾衰竭，表明肌动蛋白细胞骨架对于维持足细胞正常形态和功能具有重要作用^[5]。

1.2.2 裂孔膜蛋白

裂孔隔膜由许多蛋白复合而成，对维持裂孔隔膜的正常结构及功能具有重要作用。裂孔膜蛋白异常与蛋白尿产生有密切关系。Nephrin是最早发现并且目前被研究最多的一种裂孔膜蛋白。小鼠nephrin敲除20周后，出现微量蛋白尿，足突消失，系膜细胞增生硬化，肾小球基底膜增厚，足细胞凋亡，裂孔隔膜介导的nephrin依赖的AKT通路磷酸化明显减少，说明nephrin既能维持裂孔隔膜完整性，又在裂孔隔膜信号传导中起重要作用，同时也影响着足细胞的存活^[6]。

2 糖尿病肾病足细胞损伤机制

足细胞损伤的形态学改变包括足突消失、胞浆内空泡以及不规则的细胞器和细胞膜结构，足细胞损伤程度与糖尿病患病时间密切相关。持续或严重的足细胞损伤使细胞从基底膜脱落或引起细胞凋亡，导致细胞数量和密度减少。这些改变反映的是细胞代谢状态受损，也是损伤的细胞中常见的变化，而足细胞损伤实际上是分子功能紊乱^[7]。糖尿病肾病状态下，高血糖可通过促进活性氧自由基的产生，直接对细胞产生毒性作用。

2.1 足细胞标志蛋白表达异常

在糖尿病肾病患者中，裂孔膜蛋白nephrin mRNA及蛋白表达水平明显降低，导致肌动蛋白非正常重排，裂孔隔膜结构受损而引起足突消失^[8]。糖尿病肾病大鼠模型中，亦检测到nephrin、podocin、α-actinin-4蛋白表达明显降低，药物治疗后蛋白表达水平接近正常组，足细胞损伤引起的蛋白尿得到改善^[9-10]。

2.2 足细胞脱落

正常状态下足细胞黏附于肾小球基底膜上，在大鼠慢性足细胞损伤模型中，活性良好的、有完整细胞间连接的足细胞成片地从肾小球基底膜上脱落^[11]。糖尿病肾病大鼠尿液中可检测到脱落的足细胞，且尿足细胞数与肾小球硬化指数呈正相关^[12]。足细胞与基底膜之间的黏附由多种整合素介导，AGEs干预小鼠足细胞后，可引起整合素连接激酶表达上调，降低足细胞黏附性而导致细胞脱落^[13]。

2.3 足细胞凋亡 2.3.1 氧化应激

高血糖使ROS和AGEs生成增多，通过p38丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）途径促进诱导足细胞凋亡，并抑制SIRT1表达^[14]。Gorin等^[15]用GKT137831处理Ⅰ型糖尿病小鼠4周，抑制还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH）氧化酶家族的NOX1/NOX4，发现ROS及H₂O₂产生明显减少，足细胞凋亡减少，蛋白尿程度减轻。足细胞暴露于高糖环境中ROS生成增多，可以激活JAK2/STAT3信号通路而引起细胞凋亡，小鼠敲减脱乙酰化酶9能明显减少高糖诱导的ROS产生，抑制JAK2/STAT3通路激活而减少足细胞凋亡^[16]。

2.3.2 内质网应激

糖尿病肾病时，内质网应激也与足细胞凋亡密切相关。高糖体外诱导内质网应激可使内质网应激相关的凋亡分子表达增加，在2型糖尿病肾病小鼠中使用内质网应激抑制剂能明显降低足细胞凋亡率^[17-18]。

2.3.3 Ca²⁺稳态破坏

糖尿病肾病足细胞损伤过程中常伴有Ca²⁺稳态破坏。近年来诸多研究发现ROS可以通过调节足细胞中瞬时受体电位阳离子通道6（TRPC6）表达或改变TRPC6通道活性影响细胞内Ca²⁺信号，从而造成足细胞损伤甚至凋亡^[19]。高糖状态下AngⅡ生成增多也能促进TRPC6通道激活，引起钙内流总量增加，细胞内Ca²⁺稳态破坏而引起足细胞凋亡^[20]。

2.3.4 小分子核糖核酸

一些小分子核糖核酸也参与调节糖尿病肾病足细胞凋亡的过程。高糖处理足细胞后，miR-218上调并出现足细胞死亡率增加、nephrin水平下调。抑制miR-218后，凋亡分子p38-MAPK表达活性降低，抑制p38-MAPK后，高糖刺激下的足细胞凋亡明显缓解，说明miR-218通过提高p38-MAPK活性加速HG诱导的足细胞凋亡^[21]。过表达miR-34a能抑制Notch信号通路，减轻糖尿病肾病足细胞损伤，减少高糖引起的足细胞凋亡^[22-23]，为糖尿病肾病的治疗提供了新的思路。

2.4 微血管改变

足细胞通过和内皮细胞的相互作用，维持正常的微血管内环境。足细胞来源的血管内皮生长因子（VEGF）能促进血管内皮细胞活性。在DN早期，足细胞中VEGF表达增加，内皮细胞通透性增强，导致蛋白尿产生。Ligia等^[24]在2组2型糖尿病患者（38正常，32例微量白蛋白尿）和21名健康受试者中进行横断面研究，评价近曲小管功能障碍与足细胞损伤标志物的关系，研究显示尿VEGF水平不仅与蛋白尿、尿白蛋白与肌酐比值存在相关性，也与近端小管功能损伤指标相关。微血管内脂质变性也与糖尿病肾病足细胞损伤相关。

2.5 肾素血管紧张素系统（RAS）

RAS是糖尿病病程中一条非常重要的致病通路，高血糖、AGE以及高血压等机械应力都会使AngⅡ水平增加。AngⅡ通过改变足细胞蛋白表达及分布对足细胞造成直接损伤。此外，AngⅡ还促使细胞增生、增加细胞凋亡、改变肾小球基底膜阴离子电荷屏障等，间接介导足细胞损伤。RAS阻断剂能降低蛋白尿水平，延缓慢性肾脏病的进展^[25]。此外，AngⅡ还可以通过Ⅰ型血管紧张素Ⅱ受体激活Rac1，从而引发NADPH-ROS级联反应，使足细胞骨架排列紊乱^[26]。

3 中药对糖尿病肾病足细胞损伤的干预作用 3.1 调节足细胞标志蛋白的表达

足细胞标志蛋白对维持足细胞的形态和功能具有重要意义，诸多研究表明，中药能通过调节标志蛋白的表达缓解足细胞损伤。丁洪成等^[27]用白藜芦醇灌胃糖尿病肾病大鼠后发现，大鼠尿蛋白排泄率明显改善，同时足细胞裂孔膜蛋白nephrin表达上调，说明白藜芦醇可能通过调节nephrin表达改善足细胞损伤。曹晨等^[28]以化瘀类中药丹参、川芎、地龙、水蛭、全蝎制成汤剂灌胃DN大鼠，16周后DN大鼠尿蛋白水平明显降低，肾小球基底膜增厚、系膜基质增多等病理变化得到缓解，肾小球内nephrin表达增多，nephrin mRNA表达水平明显提高。

3.2 减少足细胞脱落

郭维文等^[29]研究发现中药黄芪的有效成分之一黄芪甲苷，能够增加糖尿病肾病大鼠肾皮质内β1整合素水平，同时减少整合素连接激酶的表达，恢复足细胞黏附功能，减少足细胞脱落。周静鑫等^[30]使用三七总皂苷治疗DN小鼠后，治疗组小鼠足细胞数目明显高于模型组，且整合素α3及整合素β1蛋白表达水平提高，表明三七总皂苷能增强足细胞对肾小球基底膜的黏附性，有效改善因足细胞脱落引起的数目减少。

3.3 改善足细胞凋亡

肖文珍等^[31]研究表明黄芪甲苷能剂量依赖性地改善足细胞的氧化应激状态，提高足细胞内超氧化物歧化酶、过氧化氢酶及谷胱甘肽过氧化物酶的活性，减轻氧化应激引起的细胞凋亡。吴云皓等^[32]发现，马钱苷能明显降低糖基化终末产物引起的足细胞凋亡，减少Bax、Bcl-2、cleaved caspase-3等凋亡相关蛋白的表达，抑制足细胞凋亡。罗文娟等^[33]建立DN小鼠模型并应用左归降糖益肾方干预治疗，观察肾组织切片中足细胞凋亡情况，结果显示中药治疗组小鼠足细胞凋亡数明显减少，抗凋亡蛋白Bcl-2表达增加，凋亡蛋白Bax表达降低，表明左归降糖益肾方能通过调节凋亡相关蛋白的表达减少足细胞凋亡。

3.4 减少VEGF表达

绞股蓝总皂苷除了能上调糖尿病肾病大鼠nephrin蛋白表达外，还能抑制足细胞内VEGF表达，缓解因VEGF大量释放引起的内皮细胞通透性增加，减轻蛋白尿^[34]。倪伟健等^[35]研究小檗碱对DN大鼠肾脏的保护作用，发现一定剂量的小檗碱能降低DN大鼠肾组织内的VEGF水平，改善肾脏病理学变化。

4 总结

足细胞独特的结构与生物学特性使其成为糖尿病肾病发生发展的关键环节，糖尿病引起的内环境改变使足细胞处于高糖、高脂、氧化应激等多种病理刺激下，正常情况下足细胞适应应激环境保持自身稳态，但过度的应激会通过影响足细胞标志蛋白表达，降低足细胞黏附性，激活凋亡通路等多方面作用导致足细胞损伤。中药干预具有多靶点的特性，但具体的作用机制并不十分明确，因此目前的研究开始探索中药及其有效成分干预足细胞损伤的机制。以黄芪甲苷为例，除了抗氧化应激、调控整合素表达等作用，笔者所在团队最新的研究结果证明了黄芪甲苷能上调足细胞内质网Ca²⁺-ATP酶的表达，减轻内质网应激引起的足细胞凋亡^[36]，为理解黄芪甲苷的作用靶点提供了新的视角。未来以足细胞损伤机制为指引，深入挖掘中药及其有效成分干预糖尿病肾病足细胞损伤的作用靶点，将给临床开发糖尿病肾病新药物带来更多的思路。