综述:急性肾损伤中肾小管周围毛细血管新生的分子机制与治疗进展

【字体: 时间:2025年08月21日 来源:Frontiers in Molecular Biosciences 4.0

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  这篇综述系统阐述了急性肾损伤(AKI)中肾小管周围毛细血管(PTCs)新生的分子机制与治疗策略,揭示了缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)、血管内皮生长因子(VEGF)和血管生成素(Ang)/Tie2等通路在微血管修复中的双重作用,为开发靶向促血管再生疗法提供了理论依据。

  

1 引言

急性肾损伤(AKI)是以肾功能急剧恶化为特征的临床综合征,全球住院患者发病率达10%-15%,重症监护患者超50%。肾小管周围毛细血管(PTCs)构成密集的微血管网络,其损伤导致的"缺氧-炎症-血管稀疏-纤维化"恶性循环是AKI核心病理机制。血管新生作为修复性反应,通过重建组织灌注促进肾功能恢复,但调控失衡可能加速纤维化进展。

2 肾小管-血管交互:生理稳态中的细胞与分子对话

PTCs与肾小管形成"管-血管单元",通过血管内皮生长因子-A(VEGF-A)和血管生成素-1(Ang-1)/Tie2轴维持微血管稳态。周细胞通过分泌基底膜成分和收缩功能调节局部血流,其缺失会导致内皮细胞(ECs)肿胀和PTCs稀疏。

3 AKI病理机制:从肾小管损伤到PTCs稀疏

3.1 缺血/再灌注与炎症级联的协同攻击

缺血再灌注(I/R)损伤引发ATP耗竭和活性氧(ROS)爆发,通过损伤相关分子模式(DAMPs)激活NF-κB炎症通路。坏死性凋亡关键蛋白RIPK3/MLKL形成膜穿孔结构,加剧"坏死-炎症"循环。

3.2 PTCs稀疏:从内皮损伤到周细胞脱附

内皮糖萼降解暴露黏附分子,促进白细胞浸润。铁死亡通过谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)失活导致脂质过氧化堆积。周细胞脱附后分化为α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)+肌成纤维细胞,直接驱动纤维化。

4 AKI后肾血管新生:从毛细血管损伤到修复与纤维化

4.1 损伤后微环境重塑

缺氧通过HIF-1α上调VEGF促血管生成,但持续炎症会破坏新生血管。M1型巨噬细胞向M2型极化是修复关键转折点。

4.2 血管新生核心信号网络

HIF-1α/VEGF轴呈现剂量依赖性:生理浓度维持稳态,过表达则增加血管通透性。血管生成素-2(Ang-2)作为Tie2拮抗剂,初期促进血管出芽,持续高表达则破坏稳定性。基质细胞衍生因子-1(SDF-1)/CXCR4轴动员内皮祖细胞(EPCs)参与修复。

4.3 血管重塑中的细胞协同

周细胞再附着决定新生血管成熟度,Notch信号通过调控尖端/茎干细胞分化保证有序生长。EPCs通过直接整合或旁分泌促进修复。

4.4 血管新生的双重命运

适应性新生恢复氧供并促进肾小管上皮细胞(TECs)修复,而结构缺陷的血管会加速"渗漏-炎症"恶性循环。临床数据显示出院时Ang-1/Ang-2比值与长期预后显著相关。

5 靶向PTCs新生的AKI治疗策略

血管生成素模拟物Vasculotide在动物模型中展现优于VEGF的安全性。EPCs疗法通过双重机制促进修复,但存在归巢效率低等挑战。γ-分泌酶抑制剂(GSIs)需精准把握Notch信号干预时机。

6 未来展望

肾脏类器官与器官芯片技术正突破传统动物模型局限,结合单细胞转录组和人工智能(AI)分析,有望实现"抗炎-促血管-抗纤维"的精准阶段化治疗策略,最终跨越AKI治疗的转化鸿沟。

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