糖尿病肾病（DN）是糖尿病最常见的慢性并发症，是慢性肾功能衰竭的主要原因之一，致残率高，严重威胁着人类的健康。大量流行病学资料和临床研究发现，严格控制血糖可减少及延缓DN的发生、发展。因此，持续高血糖在DN发病机制中具有肯定的作用。但高血糖导致DN的作用机制目前尚未完全明了，主要有以下几方面假说：①血流动力学改变；②蛋白非酶糖化；③多元醇通道活化；④肾小球滤过屏障的改变；⑤舒血管因素／缩血管因素比值变化。上述观点虽从不同侧面说明了DN的可能成因，但仍不完善。近年来，细胞内信号转导系统做为连结细胞外刺激与细胞功能调节的纽带越来越受到国内外学者的关注，而蛋白激酶C（PKC）在中转信号进入细胞的生化途径中占据中枢位置。人们研究发现高血糖能够激活细胞内PKC信号传导通道^［1］，调节细胞的通透性、收缩力、细胞外基质、细胞生长、血管收缩等一系列生化和生理改变。从而在DN的发生发展中起重要作用，本文就PKC活化机制及介导DN的作用机制作一综述。

1PKC的基本特征

1.1PKC分类与结构PKC是一种钙、磷脂依赖性蛋白磷酸化酶，广泛存在于人体的各种组织细胞中。它能被细胞外生物活性因素(激素、生长因素、神经递质)激活，完成靶蛋白磷酸化，通过蛋白磷酸化后生物活性的改变而完成细胞外源性信号的应答，构成细胞内重要的信息网络系统^［2］。

PKC并非单一分子的酶，而是一个由多种具有不同生物特性的同工酶组成的蛋白质家族^［3］。迄今发现PKC至少有12种同工酶，根据分子结构可将其分为：①经典型（cPKC）包括PKCα、βⅠ、βⅡ、r，对Ca^2＋和二脂酰甘油（DAG）依赖；②新型（nPKC）包括PKCδ、ε、η和θ，对DAG依赖但不依赖于Ca^2＋；③非典型PKC（αPKC）包括λμ、l和ξ，对Ca^2＋和DAG均不依赖。PKC的分子量为67 000～83 000，含586～737个氨基酸，其基本结构分为4个保守区（C1～C4）及5个可变区（V1～V5），C1～2，V1～2构成PKC的调节区，C3～4，V3～5构成PKC的催化区。调节区C1是DAG及佛波脂的结合位点，C2区是钙敏感区；催化区C3含有为大多数蛋白激酶所共有，能与ATP结合的特定序列，C4区与PKC识别底物有关。PKC各亚型具有组织分布和功能的特异性，即不同组织和细胞中所含有的PKC亚型是不同的，且不同亚型的PKC所具有的生理功能亦不完全相同。通过免疫杂交技术发现肾脏细胞中主要存在PKCα、βⅠ和δ。

1.2PKC活化PKC主要以非活性形式存在于细胞浆中，以活性形式结合于细胞膜。PKC的活化有多条途径，最主要的途径是接受外来信息后产生DAG，DAG再活化PKC^［4］。细胞接受外来刺激物（细胞因子、激素等），这些刺激物与各自的受体相互作用，通过酪氨酸蛋白激酶（PTK）活化磷脂酶C（PLC）或磷脂A₂（PLA₂），或通过刺激性G蛋白（GS）或其它途径活化PLC；PLC催化膜中4，5-二磷酸肌醇脂（PIP₂）水解产生1，4，5-三磷酸肌醇（IP₃）和DAG，前者诱发肌浆网释放Ca^2＋，提高Ca^2＋浓度；后者与PKC结合，降低PKC活化所需的Ca^2＋浓度水平，并与Ca^2＋协同作用，促使PKC从胞浆转移至胞膜活化。另外，细胞外信号亦可活化磷脂酶D（PLD）；它与PLC都可催化磷脂酰胆碱（PC）直接和(或)间接地产生DAG，DAG再激活PKC(图1)。

图1DAG来源

（PLD-磷脂酶D；PLC-磷脂酶C；PC-磷脂酰胆碱；PA-磷脂酸；PIP₂-二磷酸肌醇脂；IP₃-1，4，5-三磷酸肌醇）

1.3PKC生理作用PKC有着广泛特异的底物蛋白，至今已确定包括有表皮生长因子（ECF）受体、白细胞介素Ⅱ受体等各种受体、Ca^2＋-ATP酶、Na^＋-K^＋ATP酶等膜蛋白、肌钙蛋白、微管蛋白等细胞骨架蛋白、以及各种酶类和某些致癌病毒等四十种以上的底物蛋白。因此PKC活化后通过底物磷酸化，产生广泛的至关重要的功能：①调节基因的表达和细胞周期；②控制细胞膜的多种功能(如下调受体、调节离子通道、神经传递、激素释放)；③参与炎症过程和免疫应答(如激活淋巴细胞、血小板、巨噬细胞和成纤维细胞等)^［2］。

2糖尿病肾病PKC 的活化机制

PKC是在磷脂（PS）、Ca^2＋和DAG的共同参与下活化的，DAG是体内最主要的内源性PKC生理激动剂。如前所述，DAG主要来源于磷酸肌醇酯的代谢和磷酸酰胆碱的裂解。糖尿病动物实验和体外高糖培养系膜细胞研究表明，糖尿病或高血糖可以使肾脏组织细胞中的DAG明显升高，这种DAG的升高，并不是上述两个途径，而是通过葡萄糖的中间产物磷酸二羟丙酮和3-磷酸甘油醛以逐步酰化作用完成的，即从头（de novo）合成途径^［5］。依据为：①高糖培养系膜细胞实验中［3H］—葡萄糖标记的磷脂酰胆碱水解产生的DAG水平并未升高^［6］。②高血糖条件下，磷脂酰肌醇水解产物磷酸肌醇并没有变化^［7］。③［14C］—葡萄糖标记细胞的研究，进一步表明葡萄糖直接代谢形成DAG甘油结构后逐步酰化合成DAG，即来自葡萄糖的中间产物^［8］。DAG种类较多，只有同时含有饱和和不饱和脂肪酸并具1-棕榈酰-2-油酰甘油的DAG，才对PKC有刺激作用，而来自从头合成途径的DAG就含有这些结构，故能活化PKC^［9］。

总之，在糖尿病或高血糖状态下，葡萄糖通过从头合成途径引起DAG合成增加，导致细胞内DAG含量升高，进而激活PKC。

3PKC介导糖尿病肾病的机制

研究表明，细胞内PKC信号转导系统参与一系列生理生化进程，即：血管的收缩与舒张，血管通透性改变，基底膜更新，细胞生长和增殖，激素信号传递，调节生物活性因子作用，改变膜离子通道功能状态等。而这些方面的改变正是DN的病理基础和特征，同时，在糖尿病患者和实验性糖尿病动物的肾组织及细胞(内皮细胞、系膜细胞、肾小管)中，均已发现PKC活性的异常改变，因此，PKC信号转导系统的活化，可能是DN发生和发展的重要生化机制(见图2)。

图2蛋白激酶C介导糖尿病肾病作用机制

（PGE₂-前列腺素E₂；PGI₂-前列腺素I₂；GFR-肾小球滤过率；TGFβ₁-转化生长因子β₁；FN-纤维粘连蛋白；LN-层粘连蛋白；ECM-细胞外基质；cPLA₂-磷脂酶A₂）

3.1血流动力学改变肾小球高灌注、高滤过是DN早期的重要特征，在糖尿病患者和动物模型中均发现肾小球滤过率（GFR）和肾血流量增高的异常改变。其主要原因是高血糖引起小动脉阻力下降，特别是肾小球入球小动脉，进而增加了肾小球滤过压。大量研究表明，前列腺素E₂（PGE₂）和前列腺素I₂（PGI₂）是主要的参与肾小球高滤过的舒张血管活性物质，在高血糖培养的系膜细胞和糖尿病动物肾小球中均发现PGE₂、PGI₂明显升高^［10］。PGE₂、PGI₂合成的关键酶是磷脂酶A₂（PLA₂），催化磷脂裂解产生二十碳四烯酸（arachidonic acid），它是体内前列腺素的合成前体^［11］。进一步研究表明，PLA₂活化、PGE₂、PAI₂升高与PKC信号转导系统的活化有关。体外培养系膜细胞暴露于高糖环境中，PKC活化后，促进PLA₂丝氨酸残基磷酸化使其活性增强，导致二十碳四烯酸释放增加和PGE₂、PGI₂合成增多^［12］。特异的PKC抑制剂H-7和Staurosporine能够阻止这种反应，使肾血流量和GFR得以改善^［10］。因此PKC信号转导系统通过诱导PGE₂、PGI₂合成增加而影响肾脏血流动力学。

另外，内皮依赖性血管舒张因子（EDRF）—一氧化氮(NO)在糖尿病肾小球高滤过中亦起重要作用^［13］。实验表明，糖尿病大鼠尿液中NO的稳定代谢产物NO₂／NO₃增高；高糖培养系膜细胞中NO合成和诱生型NO合成酶（iNOS）mRNA表达增强，且能为PKC抑制剂阻止，进而证实了PKC活化后通过抑制iNOS mRNA表达，导致NO的降低^［14］。同时，PKC能够抑制NO介导的cGMP生成，引起血管收缩功能的改变，调节肾脏血流动力学^［15］。

3.2细胞外基质（ECM）扩张与血管基底膜增厚肾小球系膜基质扩张和毛细血管基底膜增厚是DN的典型表现。形态学研究发现，ECM成份主要是Ⅳ型胶原（collagen）、纤维粘连蛋白（fibronectin FN）和层粘连蛋白（laminin LN）。有实验表明，高糖激活PKC通道可促进ECM聚积和血管基底膜增厚。在肾小球内皮细胞和系膜细胞中，高糖增加ECM成份mRNA表达，促进基质蛋白的合成和在胞膜外的积聚^［16］，这些变化可被PKC抑制剂Staurosporine或calphostin C阻止^［17］。另外，佛波脂（PKC类似物)、血管紧张素Ⅱ及低密度脂蛋白亦可经过PKC通道增加系膜细胞基质蛋白的合成<