前情提要

 

Hypertension Research上的一项研究分析了从原发性醛固酮增多症 (PA)患者和醛固酮过量大鼠模型中分离出的尿液细胞外囊泡(uEVs)中pendrin的定量变化。研究表明，uEVs中pendrin和其他蛋白的分析有助于理解高血压的病理生理学。进一步分析请看下文。

 

读文献丨尿液细胞外囊泡中的外泌体：盐皮质激素受体相关高血压的新型潜在生物标志物？（上）

 

讨 论

 

在该项研究中，pendrin在uEVs中被检测为单体和二聚体。通过与免疫pendrin肽竞争消除尿EVs中的两种信号，证实了信号特异性。Pendrin在肾脏裂解物中主要以单体形式检测，这些差异可能归因于实验条件。生物学上，SLC26家族成员，包括pendrin，可以通过C末端结构域的相互作用在脂质双层内形成二聚体。值得注意的是，有人提出，与Na⁺驱动的Cl^-(Na⁺-driven Cl^-)和碳酸氢盐交换剂(bicarbonate exchanger)(NDCBE)相关的两个pendrin循环可介导收集管中的电中性NaCl运输，这可能与本研究中观察到的二聚体组织有关。

 

研究推断pendrin丰度的变化影响PA患者的液体容量状态。实验研究表明，pendrin受到RAA系统激活的刺激，pendrin基因敲除小鼠的血压低于NaCl限制下的野生型小鼠，表明RAA系统的盐保持能力部分由pendrin介导。除了Cl^- 重吸收以交换HCO3^- 分泌，通过管腔HCO3^-和ATP，pendrin-ENaC相互作用调节NaCl的保留。pendrin表达上调也有助于醛固酮过量时血压升高，因为在pendrin基因敲除小鼠中未观察到盐皮质激素诱导的高血压，而这些小鼠表现出代谢性碱中毒和低钾血症的恶化。调节pendrin的机制是多因素的，MR依赖性和MR非依赖性途径都有助于pendrin刺激。

 

 

在人类中，Qi等人报道，在原发性高血压患者中，限制盐摄入会增加uEVs中的pendrin肽。最近，另一项蛋白质组学研究显示，在氟氢可的松(fludrocortisone)负荷期间，uEVs中的pendrin肽因补充K+而减少，以及PA患者pendrin和醛固酮之间的相关性。该项研究证明在PA患者中，MR阻断或肾上腺切除可显著降低uEVs中的pendrin。总的来说，这些数据表明人类高血压患者的pendrin发生了改变，uEVs中pendrin的丰度值得进一步研究。此外，鉴于肾脏NaCl转运活性机制是盐敏感性的主要决定因素(BP对盐摄入的反应)，在未来的研究中，分析盐敏感性与uEVs中pendrin和其他膜蛋白丰度之间的关系将是有意义的。

 

该项研究有几个局限性。这项研究包括了相对较少的PA患者，因为研究通过Western blot分析分离和分析了每例PA患者uEVs中的蛋白质。开发高产出方法(如ELISA)将克服这一障碍。在横断面分析中，一组患者接受肾素血管紧张素系统抑制剂或β受体阻滞剂，这可能影响这些患者的ARR；对大量PA患者进行验证性研究是可取的，也可以包括其他蛋白，如NCC和ENaC。另一个限制是，研究没有包括健康对照受试者。

 

尽管存在这些局限性，该项研究提供了PA患者uEVs中pendrin的详细生化特征，并证明其可以通过治疗干预进行控制。使用大鼠模型，研究还表明，uEVs中pendrin的丰度以及ENaC和NCC的丰度与肾脏水平相关。在未来的研究中，对uEVs的详细分析可能有助于识别有用的生物标志物，帮助指导PA和其他形式的人类高血压的最佳治疗。

 

精彩评论

 

日本Oita大学医学院内分泌、代谢、风湿病和肾病系Hirotaka Shibata对该项研究作了精彩的评论。

 

 

在日本，高血压占所有心血管疾病死亡的最大部分。据估计，日本的高血压患者人数为4300万，其中3100万高血压控制不良。高血压控制不佳的原因可能是患者对治疗的依从性差、生活方式不适当以及“临床惰性”，包括治疗惰性和诊断惰性。

 

醛固酮在高血压中的作用在PA中得到了最好的说明，其特征是醛固酮过多、血浆肾素活性或浓度受到抑制，偶尔还会出现顽固性高血压。PA是内分泌性高血压的一个重要原因，因为它在高血压患者中的患病率很高，而且与原发性高血压相比，它的心血管发病率也高。对于难治性高血压，目前定义为三种或更多同时使用不同类别的抗高血压药物无法控制血压，盐皮质激素受体(MR)拮抗剂的附加治疗通常是有效的，因此我们将这种类型的高血压称为“MR相关性高血压”。

 

MR相关的高血压分为两种亚型：高血浆醛固酮水平和正常血浆醛固酮水平。前一种亚型包括PA和醛固酮相关性高血压，它们显示醛固酮/肾素比值升高，但PA确认试验和阻塞性睡眠呼吸暂停为阴性。相比之下，后一种亚型包括肥胖、糖尿病、慢性肾病和多囊卵巢综合征。MR相关高血压的发病机制包括几种疾病状态，例如MR水平升高、MR敏感性增加以及其他因素(如 Rac1)对MR的过度刺激。

 

外泌体和微泡参与组织和体液中的多种代谢过程，被认为是清除细胞废物的载体。外泌体和微泡目前被定义为内体来源(endosomal origin)的细胞外囊泡，具有球形和直径 30~150 nm 的磷脂双层结构，携带外泌体标记物(cargo)。最近的尿蛋白质组学研究已经确定了肾脏疾病的潜在蛋白质生物标志物，例如nephrin或 podocin，但它们都没有用于临床实践。尿液外泌体起源于肾单位腔和泌尿道内壁的细胞。血浆外泌体不能穿过肾小球滤过装置；因此，尿液外泌体完全来自管腔上皮肾细胞。在尿液外泌体中检测到的蛋白质可能反映了肾组织中的蛋白质。在研究中，尿液外泌体比循环外泌体更多地用于诊断高血压，这可能是因为大多数钠转运蛋白存在于肾上皮细胞的顶端质膜上，并且尿液外泌体向肾单位管腔的释放受到激素调节(图 1)。

 

图1. 来自不同肾单位节段的泌尿外泌体

 

Pendrin由SLC26A4编码，选择性存在于肾脏的β-闰细胞和非α、非β闰细胞中，介导Cl-重吸收以交换HCO3-分泌。有趣的是，Ochiai Homma等人最近在高血压研究中发表的一篇文章表明，在PA患者中，uEVs中的pendrin丰度通过治疗性干预(如单侧肾上腺切除术或MR拮抗剂的给药)减弱。在连续输注醛固酮的模型大鼠中，uEVs中的pendrin水平以及上皮Na⁺通道和Na-Cl共转运蛋白水平与肾脏丰度高度相关。

 

在PA患者中，uEVs中的pendrin水平和醛固酮/肾素比值相关，通过肾上腺切除术(adrenalectomy)或药物MR阻断，uEVs中的pendrin水平比基线水平降低49%。相关分析显示，治疗后pendrin下降的幅度与基线醛固酮/肾素比值显著相关。结合人类和啮齿动物的实验数据，这些发现表明pendrin和其他蛋白质的uEV水平可能是醛固酮过量的有用生物标记物，即体内MR激活。从临床角度来看，发现一种新的生物标记物uEV pendrin可能对评估醛固酮过量有用。

 

 

然而，仍然存在一些限制。首先，我们不知道MR介导的pendrin激活和uEVs中的外泌体检测之间的时间间隔。其次，研究足够数量的PA和健康对照受试者的uEV-pendrin临界值对于uEV-pendrin用作MR激活的生物标志物至关重要。第三，重要的是要知道uEVs中的哪些外泌体物质是肾小管细胞MR反式激活最敏感的生物标志物。

 

在被诊断为“非PA”的患者中，可能有相当一部分患者的高血压依赖于MR激活，因为PA的诊断是基于醛固酮/肾素比值的数值截止值。因此，我们提出了“临界性醛固酮增多症(borderline aldosteronism)”的诊断，其中血浆醛固酮与肾素的比率轻度升高，但PA不存在。MR相关高血压包括广泛的MR激活，如PA和临界性醛固酮增多症。目前尚不清楚MR相关高血压的诊断，因为缺乏有用的MR激活的临床生物标志物。因此，管理MR相关高血压的一种方法是在先前使用的抗高血压药物中添加MR拮抗剂。如果血压得到有效降低，那么MR激活参与了高血压的发病机制。然而，如果除了低钾血症和抑制血浆肾素活性外，还有有用且更具敏感性的MR激活生物标志物，则可以很容易地确定MR相关高血压的潜在候选物。

 

在伴有醛固酮分泌腺瘤的PA患者中，大多数表现为自发性低钾血症，而半数以上伴有双侧肾上腺增生的PA患者的血清钾水平正常。因此，低钾血症不是PA或MR相关高血压的敏感生物标志物。相反，大多数PA患者在两种PA亚型中均表现出血浆肾素活性抑制。然而，血浆肾素活性也可能在饮食盐摄入过多以及遗传性肾素原发性高血压低的情况下受到抑制。因此，低血浆肾素作为MR相关高血压的生物标志物的应用可能有限。由于MR相关高血压可能是临床惰性的原因之一，一个良好且敏感的生物标志物仍有待阐明。包括uEVs中pendrin在内的外源性标记物可能是MR相关高血压潜在的良好和敏感的生物标志物。未来的研究肯定需要确定uEV-pendrin临界值，以便能够在日常临床实践中使用该生物标志物。