肾脏生理学和病理学中的 Claudins

Prot-Bertoye C, Houillier P. Claudins in Renal Physiology and Pathology. Genes (Basel). 2020 Mar 10;11(3):290. doi: 10.3390/genes11030290. PMID: 32164158; PMCID: PMC7140793.

Claudins 是在上皮细胞和内皮细胞的紧密连接处表达的整合蛋白。在哺乳动物肾脏中，每个管状片段都表达一组特定的密蛋白，这些密蛋白赋予该片段关于细胞旁通路的渗透性和选择性的独特特性。到目前为止，已将 3 个 claudins（10b、16 和 19）归因于罕见的人类综合征：CLDN10b的变体导致 HELIX 综合征和CLDN16或CLDN19的变体引起家族性低镁血症伴高钙尿症和肾钙质沉着症。该综述总结了我们目前对哺乳动物紧密连接和细胞旁离子转运的生理学知识，以及上述 3 种密蛋白在健康和疾病中的作用。Claudin 14 虽然与任何罕见的肾脏疾病没有因果关系，但也被考虑在内，因为现有证据表明它可能与 claudin 16 相互作用。CLDN14的一些单核苷酸多态性与尿钙排泄和/或肾结石有关。对于所考虑的每个密蛋白，描述了表达模式、功能和致病变异引起的人类综合征。

多细胞生物体中几乎每个上皮细胞都以不同的离子组成分隔两个隔室（顶端和基底外侧）。根据隔室的性质，人类上皮细胞可以充当屏障（例如，皮肤上皮细胞）或允许溶质和/或溶剂从顶端到基底外侧隔室的选择性转运，反之亦然（例如，肠或肾小管上皮细胞）。顶端和基底外侧室之间的成分不对称是由主动运输产生和维持的（由于吉布斯-唐南效应而发生的被动运输是一个明显的例外）。主动运输只能以能量释放为代价发生在细胞间；例如，ATP 的水解释放能量，用于主动泵送离子穿过质膜并建立跨膜电化学梯度。两个隔室之间的被动扩散可以定义为响应于两个隔室之间所考虑的溶质的电化学势差而发生的溶质流动。在上皮细胞中，扩散可以穿过质膜或沿着细胞旁通路发生。由于存在跨膜电化学势差，钠（Na+ )、钙 (Ca 2+ ) 和镁 (Mg 2+ ) 不能被动穿过顶膜和基底外侧膜：因此，在某些步骤中，Na +、Ca 2+和 Mg 2+的跨细胞转运需要能量消耗。相比之下，Na +、Ca 2+和 Mg 2+的被动细胞旁扩散允许跨上皮转运和节能 [ 1]. 本综述总结了我们对哺乳动物肾小管中正常和异常细胞旁离子转运的了解。具体来说，它侧重于紧密连接蛋白在健康和疾病中的作用，紧密连接蛋白是在紧密连接处表达的高度专业化的蛋白质。

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