αklotho、钙磷稳态与衰老

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1、αKlotho、钙磷稳态与衰老【关键词】衰老;钙磷稳态;αKlotho;维生素D　　为什么会有衰老？它是如何发生发展的？有没有方法可以控制衰老？人类研究衰老已有数千年，但这些问题仍未找到答案。1997年在一种突变小鼠中意外发现了αKlotho基因，该基因的缺失导致血钙、血磷浓度升高、一系列类似衰老的表现和寿命缩短〔1〕。之后发现敲除成纤维生长因子（FGF）23基因的小鼠也有高血钙、高血磷及各种衰老表现和短寿命〔2〕，而敲除维生素D受体（VDR）基因的小鼠则表现为血钙和血磷浓度降低，但同样亦出现提前衰老和短寿命〔3〕,纠正钙

2、磷紊乱可改善突变小鼠的这些异常表现〔4～7〕。上述研究表明钙磷稳态和衰老之间存在内在关联。由于αKlotho位于钙磷稳态调节系统的中心，与钙、磷、FGF23、维生素D等均有密切联系，且可延长小鼠寿命〔8〕，故本文从αKlotho出发对钙磷稳态与衰老的研究进展进行综述。　　1αKlotho基因简介　　1.1结构　　人类αKlotho基因定位于染色体13q12〔1〕，长约50kb，根据结构推测它编码一种Ⅰ型膜蛋白（分子量为70kD），且该蛋白的细胞外区域结构类似于β葡萄糖苷酶〔9〕。但实际在细胞中检测到的αKlotho蛋

3、白（αKl）主要以两种形式存在于细胞质内，一种分子量为120kD，仅位于内质网，另一种分子量为135kD，位于初级内体和高尔基体内，会被分泌到细胞外，可在血液、尿液、脑脊液中检测到〔10〕。　　1.2功能　　αKlotho主要在肾脏、甲状旁腺和脉络丛等组织中表达〔11〕，敲除该基因会导致小鼠出现血钙、血磷、甲状旁腺激素（PTH）、FGF23和1,25(OH)2D浓度升高、降钙素浓度降低、骨密度下降、各种软组织（如皮肤、心脏、肾脏等）异位钙化、活动减少、听力障碍、动脉硬化、肺气肿、皮肤萎缩以及短寿命(平均寿命为60d，最长不

4、超过100d)等异常表现〔1，4〕。αKlotho的主要功能为调节钙磷稳态，位于钙磷稳态调节系统的中心。　　1.2.1αKlotho与钙　　①新型钙离子通道TRPV5。TRPV5是一种新发现的钙通道，αKl可水解其胞外的N连接糖残基，去除糖链末端的唾液酸，使其与胞外的半乳凝素结合，增加其在肾小管上皮细胞顶端膜的丰度，使Ca2+进入细胞增多，从而促进Ca2+的重吸收〔12〕。②Na+K+ATP酶。135kD的αKl可与其结合成一种复合物。正常情况下，当细胞外钙浓度降低时，细胞膜的Na+K+ATP酶会立即增多，随之

5、PTH分泌、Ca2+内流增多，而αKlotho突变纯合子（αkl-/）小鼠对细胞外Ca2+浓度降低的反应极弱，说明当细胞外钙浓度降低时，αKl可能与Na+K+ATP酶结合并向细胞膜转移，然后αKl解离、分泌，细胞膜的Na+K+ATP酶增多使PTH分泌增多、Na+梯度增加，继而Na+Ca2+交换增多使Ca2+向细胞内转移，游离的αKl又能促进肾脏对钙的重吸收，从而恢复钙的稳态〔10〕。　　1.2.2αKlotho与磷　　血磷主要为无机磷（Pi），其浓度主要取决于近曲小管由Ⅱ型钠离子依赖性磷转运载体a（NaP

6、iⅡa）介导的重吸收。PTH和FGF23是NaPiⅡa的主要调节因子。其中FGF23可通过降低近端小管上皮细胞顶端膜上NaPiⅡa的丰度降低血磷〔13〕。2006年，有学者发现αKl可与FGF23结合并将FGF受体1(Ⅲc)转变为同FGF23具有高亲和力的受体〔14〕。随后又有研究表明FGF23仅能缓解FGF23-/小鼠的症状，而对FGF23//αkl-/（同时敲除FGF23基因和αKlotho基因）和αkl-/小鼠没有作用，表明FGF23的作用依赖于αKl〔15〕。αKl还可与FGF23一起抑制1α

7、羟化酶基因的表达，减少1,25(OH)2D的合成〔2〕。　　2αKlotho、钙磷稳态与衰老2003年，Tsujika.　　2.4αKlotho与衰老　　αKlotho基因可能还有独立于钙、磷、维生素D以外的作用。转基因技术高表达αKlotho基因可使小鼠对IGF1产生抵抗，寿命延长18.8％～30.8％〔8〕，在体外αKl可抑制胰岛素和IGF1的信号通路的活化以及乳腺癌细胞的增殖〔21〕，说明也许αKlotho本身即可通过胰岛素和IGF1信号通路抑制衰老。此外，αKlotho还有心血管和肾脏保护作用。在体外α

8、Kl可抑制肿瘤坏死因子（TNF）α诱导的内皮细胞黏附分子的表达和核因子（NF）κB的活化〔22〕，在体内它可改善自发性2型糖尿病大鼠(OLETF)大鼠的内皮功能、增加一氧化氮的生成、降低血压〔23〕。通过转基因技术使肾小球肾炎小鼠(ICGN)小鼠过度表达α