肾纤维化是慢性肾脏疾病进展至终末期的共同病理途径，以细胞外基质（extracellular matrix, ECM）的过度沉积为主要特征，与患者的长期预后密切相关。转化生长因子β1（transforming growth factor-β1, TGF-β1）是目前公认的最强的致纤维化生长因子之一，在实验性动物模型和人类肾纤维化中均显著上调，与原发病类型无关。TGF-β1通过增加ECM合成、抑制ECM降解、促进炎症细胞浸润、介导肾固有细胞凋亡与表型转换等多种途径导致肾纤维化。其所介导的信号通路分为Smad依赖途径和Smad非依赖途径（以ERK信号通路为主），两条通路相互交叉协作，共同调控靶基因转录及蛋白表达。本文就TGF-β1/Smad和TGF-β1/ERK信号通路在肾纤维化中的作用及其相互关系进行综述。

一、TGF-β1概述

TGF-β1是TGF-β超家族成员，在哺乳动物中存在TGF-β1、TGF-β2和TGF-β3三种亚型，其中TGF-β1与肾纤维化最为相关，可由所有类型的肾细胞和浸润炎症细胞分泌。细胞分泌的TGF-β1以无活性的潜活TGF-β1复合物形式存在，当暴露于pH值改变、活性氧、纤溶酶、整联蛋白等刺激后，TGF-β1从复合物中释放成为活性形式，与细胞表面受体结合。TGF-β1受体属于跨膜蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶家族，包括Ⅰ型受体（TβRⅠ）、Ⅱ型受体（TβRⅡ）和Ⅲ型受体，其中TβRⅠ和TβRⅡ是信号激活的必需分子。成熟TGF-β1与TβRⅡ结合后募集TβRⅠ，启动Smad依赖性和Smad非依赖性信号途径，介导生物学效应。

TGF-β1诱导肾纤维化的主要机制包括：①诱导Ⅰ型及Ⅳ型胶原、纤连蛋白（FN）等ECM的合成；②减少金属蛋白酶（MMP）合成、增加金属蛋白酶抑制剂（TIMP）合成，抑制ECM降解；③诱导肾系膜细胞、上皮细胞及内皮细胞肥大、增殖、凋亡与脱离；④促进成纤维细胞、周细胞、上皮细胞、内皮细胞及巨噬细胞等向肌成纤维细胞转化；⑤改变整联蛋白表达，促进细胞与ECM的黏附。

二、TGF-β1/Smad信号通路与肾纤维化

Smad蛋白是TGF-β1信号转导中重要的胞内下游分子，将信号由膜受体传导至细胞核，调控靶基因转录。哺乳动物中已发现8种Smad蛋白，根据结构和功能分为三类：受体激活型Smads（R-Smads，包括Smad1、2、3、5、8）、普通型Smads（Co-Smads，包括Smad4）和抑制型Smads（I-Smads，包括Smad6、7）。其中Smad2、Smad3、Smad4和Smad7参与TGF-β1信号通路。TGF-β1与TβRⅡ结合激活TβRⅠ，导致Smad2和Smad3磷酸化，活化后与Smad4形成复合物并易位至细胞核，调节靶基因转录。Smad7作为抑制性蛋白，可通过竞争TβRⅠ、阻止Smad2/3磷酸化、招募E3连接酶致TβRⅠ泛素化降解等方式负反馈调节TGF-β1信号。

TGF-β1/Smad信号激活显著促进肾小球硬化和肾小管间质纤维化。Smad2和Smad3在纤维化肾脏中均过度激活，但功能相反：Smad3具有致病性，敲除Smad3可缓解肾纤维化；Smad2则起保护作用，敲除Smad2加重纤维化，其过表达可抑制Smad3磷酸化和胶原表达。Smad4是将Smad2/3易位至核内的关键分子，敲除Smad4可减轻ECM积累。Smad7在纤维化肾脏中水平降低，过表达可抑制纤维化，敲除则加重损伤。上述研究表明，Smad依赖信号通路在介导肾纤维化中发挥关键作用，各Smad家族成员功能各异，有待深入探索。

三、TGF-β1/ERK信号通路与肾纤维化

细胞外信号调节激酶（ERK）属于丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）家族。MAPK家族在哺乳动物中包括ERK1/2、JNK1/2/3、p38、ERK3/4及ERK5等成员，每个家族由MAPKKK、MAPKK、MAPK三级激酶级联组成。ERK1和ERK2结构有84%相同，常以ERK1/2指代，调节细胞周期、增殖、分化、迁移、凋亡等多种过程。ERK1/2通常响应生长因子而被激活：生长因子与受体酪氨酸激酶结合后，经Grb2-SOS-Ras途径依次激活Raf（MAPKKK）、MEK（MAPKK）和ERK（MAPK）。活化的ERK可转位至细胞核，磷酸化多种转录因子及底物，产生生物学应答。

ERK信号通路是TGF-β介导肾纤维化的另一重要途径。TGF-β1活化TβRⅡ-TβRⅠ三聚体后，可募集并磷酸化ShcA，触发Grb2-SOS结合，激活Ras-ERK途径（在成纤维细胞中可能通过Pak2激活C-Raf，与经典途径略有差异）。大量研究表明，ERK通路在肾纤维化动物模型及人类中呈激活状态，抑制该通路可缓解纤维化。TGF-β1通过ERK1/2途径促进肾小管上皮细胞上皮-间充质转分化（EMT）、增加ECM分泌、抑制ECM降解；还可激活足细胞ERK1/2，诱导MMP-9表达活化，导致基底膜损伤和肾小球硬化。ERK1/2抑制剂PD98059可抑制系膜细胞结缔组织生长因子表达，减轻纤维化。

四、Smad与ERK信号通路的相互关系

TGF-β1既能诱导经典的Smad2/3信号，又能诱导非经典的ERK信号，两条通路相互作用，共同调控细胞增殖、分化、迁移、凋亡及EMT等多种生物学反应。多数研究显示两条通路存在协同效应：TGF-β诱导的ERK信号可促进Smad2/3磷酸化；Ras-ERK途径可诱导TGF-β1自身表达并放大TGF-β反应；Ras-ERK与TGF-β协同诱导Snail1表达，这是EMT过程中抑制E-钙黏蛋白表达所必需的；ERK介导的Smad2/3接头区域磷酸化可增加受体磷酸化Smad的半衰期及转录活性持续时间；Smad2/3的快速磷酸化可被ERK1/2或p38MAPK抑制剂阻断。

然而，也有研究提出相反观点：ERK磷酸化Smad2/3接头区域后可抑制Smad2/3的核转运和Smad依赖性转录；Ras-ERK通路可干扰TGF-β1诱导的Smad信号介导的EMT；磷酸化的接头区域可抑制Smad核易位和信号传导。这种正负调控的差异可能与细胞类型有关，但具体分子机制仍需深入研究。

五、结语

TGF-β1介导的Smad信号和ERK信号从多方面参与肾纤维化形成。两条通路并非简单的线性传导，而是受到多种蛋白的调控，且通路间存在复杂的串扰（crosstalk），使调控网络更为复杂。虽然目前已开发出TGF-β1、Ras、Raf、MEK及部分下游靶标的抑制剂，但许多仍处于临床试验阶段。深入揭示TGF-β1/Smad和TGF-β1/ERK信号通路间的本质联系，明确调控关键节点，将有助于开发特异性抑制剂，为肾纤维化的防治提供新策略。