曾 春 綜述,孫曉川 審校

(1.四川省遂寧市中心醫(yī)院神經(jīng)外科 629000;2.重慶醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院神經(jīng)外科 400016)

載脂蛋白E(apolipoprotein E，ApoE)是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中最主要的載脂蛋白之一，主要由星形膠質(zhì)細胞合成分泌。越來越多的研究表明，ApoE蛋白在神經(jīng)系統(tǒng)的生長發(fā)育及損傷后的修復過程中發(fā)揮了重要作用。隨著研究的逐漸深入，人們發(fā)現(xiàn)ApoE基因多態(tài)性與神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病，如阿爾茲海默病、血管性癡呆、腦血管疾病、水腫性損傷等多種疾病相關(guān)[1-3]。本文就ApoE基因多態(tài)性在蛛網(wǎng)膜下腔出血后腦血管痙攣(cerebral vasospasm，CVS)中的作用作一綜述。

1 ApoE基因多態(tài)性及ApoE蛋白的結(jié)構(gòu)、功能

編碼人類ApoE的基因位于19號染色體，含有4個外顯子和3個內(nèi)含子，且具有3個等位基因，這種基因多態(tài)性導致了人群中存在3種不同的ApoE蛋白異構(gòu)體，分別是ApoE2、ApoE3、ApoE4。這3種蛋白異構(gòu)體的區(qū)別在于ApoE蛋白一級結(jié)構(gòu)的第112位和158位氨基酸殘基的不同：ApoE2在這兩個位置均為Cys，ApoE均為Arg，ApoE3分別為Cys和Arg。目前研究認為，正是由于這兩個氨基酸殘基位點的不同，導致了蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域之間相互作用的差異，從而導致其具有不同的生物學活性。

人源性ApoE由299個氨基酸構(gòu)成，其四級結(jié)構(gòu)有兩個結(jié)構(gòu)域：包含有ApoE受體結(jié)合區(qū)(135～150位氨基酸)的N端結(jié)構(gòu)域(1～191位氨基酸)；包含有脂質(zhì)結(jié)合區(qū)(241～272位氨基酸)的C端結(jié)構(gòu)域(222～299位氨基酸)；這兩個結(jié)構(gòu)域通過一個鉸鏈區(qū)(192～221氨基酸)相連接[4]。與ApoE2、ApoE3相比，ApoE4的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性降低，使得ApoE4結(jié)合脂質(zhì)的能力減弱，并且更容易被分解。

ApoE是極低密度脂蛋白(VLDL)、中間密度脂蛋白(IDL)、乳糜微粒(CM)和部分高密度脂蛋白(HDL)的結(jié)構(gòu)蛋白，作為配體與LDL受體和ApoE受體結(jié)合，主要參與膽固醇的轉(zhuǎn)運及血漿脂蛋白的代謝，同時還具有神經(jīng)元修復、樹突生長、維持突觸可塑性及參與調(diào)節(jié)機體炎癥應答反應等作用。

2 ApoE基因多態(tài)性與腦血管痙攣

動脈瘤性蛛網(wǎng)膜下腔出血(subarachnoid hemorrhage，SAH)主要繼發(fā)于囊狀動脈瘤的破裂，約70％的SAH患者會發(fā)生CVS[5-6]。CVS是SAH患者癥狀加重及預后差的主要原因之一。SAH后CVS的發(fā)生機制以及如何治療是目前研究的熱點問題。隨著研究的深入，越來越多的學者開始關(guān)注遺傳背景在此過程中的作用，其中以ApoE基因多態(tài)性研究比較深入[7]。

2.1ApoE基因多態(tài)性與SAH預后 近年來許多研究發(fā)現(xiàn)，ApoE多態(tài)性與SAH預后有密切關(guān)系[8-10]。動物實驗顯示[11]，攜帶ε4等位基因的小鼠發(fā)生SAH后神經(jīng)功能障礙、血管痙攣的發(fā)生率以及死亡率都要高于未攜帶ε4等位基因的小鼠。Lantema等[12]發(fā)現(xiàn)SAH非昏迷患者中，ApoE4對認知功能障礙和遲發(fā)性缺血神經(jīng)功能障礙的恢復起負面作用，并且還能增加遲發(fā)性缺血神經(jīng)功能障礙的危險性。Alfieri[13]研究發(fā)現(xiàn)非動脈瘤性蛛網(wǎng)膜下腔出血的患者在沒有出現(xiàn)明顯的神經(jīng)功能損害的時候，ApoE4基因攜帶者的社會心理及認知功能要比其他兩型的患者差。以上研究說明，ApoE4是SAH不良預后的危險因素，但其具體作用機制目前尚不清楚。盡管如此，也有研究認為ApoE多態(tài)性與SAH預后沒有相關(guān)性[14]，筆者認為這可能與研究對象的年齡、種族和樣本量的差異等有關(guān)。

2.2ApoE基因多態(tài)性與CVS的發(fā)生 SAH后CVS通常會導致嚴重的后果，它是影響SAH預后的重要因素之一。Guo等[7]研究認為在蛛網(wǎng)膜下腔出血的患者中，ApoE4基因攜帶者與預后較差及腦血管痙攣發(fā)生有很大的聯(lián)系。本課題組的前期研究也發(fā)現(xiàn)[15]，在漢族人群中，ApoE基因多態(tài)性和腦血管痙攣的發(fā)生有關(guān)聯(lián)，ApoE4基因攜帶者的腦血管痙攣程度更重，且預后較非ApoE4基因攜帶者差，這與國外研究結(jié)果相一致[16-17]。盡管如此，關(guān)于ApoE基因多態(tài)性在SAH后CVS中的作用機制，目前仍不甚明了。

2.3ApoE多態(tài)性與CVS的發(fā)生可能機制 血管內(nèi)皮素(ET-1)被認為是強有力的血管收縮劑，SAH動物模型顯示在血管收縮過程中，ApoE與ET-1相互促進[18]，能夠引起明顯的CVS，且ApoE4的這種作用明顯強于其他兩種亞型。Leung等[19]認為SAH患者中，ε4等位基因攜帶者由于ApoE4與血管內(nèi)皮素的這種相互促進，從而導致了更廣泛、更持久的CVS。Alexander等[20]的一項研究顯示，SAH患者腦脊液中鈣離子水平與ApoE基因多態(tài)性相關(guān)，但是這種相關(guān)性似乎沒有影響腦血管痙攣的發(fā)生及程度。

一氧化氮(NO)是強效的血管擴張劑，其主要效應是使血管平滑肌細胞松弛，并且能降低血管內(nèi)ET-1的生成[21]。NO的生成與血液中低密度脂蛋白(LDL)的含量呈負相關(guān)[22-23]。Souza等[24]研究發(fā)現(xiàn)，攜帶ε4等位基因者的血漿LDL濃度高于不含ε4等位基因攜帶者。因此筆者推測ApoE多態(tài)性影響SAH后CVS的發(fā)生，可能是通過影響LDL代謝，進而影響NO的合成而導致SAH后CVS程度的差異。

3 基于ApoE為靶點的SAH后CVS的治療及展望

ApoE短肽是一種人工重組的包含ApoE受體結(jié)合區(qū)的一個ApoE殘基片段。目前的研究發(fā)現(xiàn)[25]，ApoE短肽能夠通過血腦屏障，有減輕CNS炎性反應的作用；進一步研究發(fā)現(xiàn)，ApoE短肽可通過減少組胺的釋放，從而減輕腦損傷后過度的炎癥反應，從而發(fā)揮神經(jīng)保護作用。Gao等[26]在小鼠SAH模型中，通過靜脈途徑給予擬ApoE短肽，能夠減輕CVS程度，改善SAH的預后，并且認為擬ApoE短肽有可能將成為治療SAH后CVS的一種新穎的方法。ApoE短肽對SAH后CVS的改善作用可能與其抗炎癥作用有關(guān)。雖然在動物實驗中ApoE短肽治療SAH后CVS的效果顯著，但是其臨床應用及效果的判定仍需要深入研究。

總之，ApoE是一種與神經(jīng)系統(tǒng)關(guān)系密切的載脂蛋白，它在細胞水平與分子水平上與CVS的許多病理生理過程有著廣泛的聯(lián)系。目前研究結(jié)果的差異，可能與人群選擇、疾病所處的不同階段等因素有關(guān)。筆者相信隨著分子生物學技術(shù)的不斷提高，以及進一步明確ApoE與CVS在分子機制上的聯(lián)系,將會極大地推動SAH的基因治療，改善SAH的預后。

[1]Igbavboa U，Hamihon J，Kin HK，et al．A new role for apolipoprotein E modulat-ing transport of polyunsaturated phospholipid molecular species in synapticplasm a membranes[J]．J Neurochem，2002，80(2)：255-261．

[2]Kitagawa K，Matsumot M，Kuwabare K，et al．Protective effect of apoliprotein E against ischemic neuronal injury is medliated through antioxidant action[J]．J Neurosci Res，2002，68(2)：226-232．

[3]Horsburgh K，McCarrom MO，White F，et al．The role of apolipoprotein E in Alzheimer′s disease，acutebrain injury and cerebrovascular disease：evidence of common mechanisms and utility of animal models[J]．Neurobiol Aging，2000，21(2)：245-255．

[4]Bien-Ly N,Andrews-Zwilling Y,Xu Q,et al.C-terminal-truncated apoliprotein(apo) E4 inefficiently clears amyloid-{beta}(A{beta}) and acts in concert with A{beta} to elicit neuronal and behavioral deficits in mice[J].Proc Natl Acad Sci U S A,2011,108(10):4236-4241.

[5]Lanterna LA,Biroli F.Significance of apolipoprotein E in subarachnoid hemorrh-age:injury,repair,and therapeutic perspectives-a review[J].Stroke Cerebrovasc Dis,2009,18(2):116-123.

[6]Ingall T，Asplund K，Mahonen M，et al．A multinational comparison of subarac-hnoid hemorrhage epidemiology in the WHO MONICA Stroke,study[J]．Stroke,2000，31(5)：1054-1061．

[7]Guo ZD,Sun XC,Zhang JH,et al.The role of apolipoprotein e in the pathological eve-nts following subarachnoid hemorrhage:a review[J].Acta Neurochir Suppl,2011,110(Pt 2):5-7.

[8]Lin B.Association of APOE polymorphism with the change of the brain function in the early stage of aneurysmal subrochnoid hemmorrhage[J].Acta Neurochir Suppl,2011,110(Pt 1):39-42.

[9]林斌，孫曉川，張曉冬，等.APOE基因多態(tài)性與動脈瘤性蛛網(wǎng)膜下腔出血后早期腦功能改變的相關(guān)性[J].第三軍醫(yī)大學學報，2010，32(7)：700-703.

[10]Tang J，Zhao J，Zhae Y，et al．Apolipoprotein E epsilon4 and the risk of unfavorable outcome after aneurysmal subarachnoid hemorrhage[J]．Surg Neural，2003，60(5)：391-396．

[11]Gao J，Wang H，Sheng H，et al．A novel apoE-derived therapeu-tic reduces vasospasm and improves outcome in a murine model of subarachnoid hemorhage[J]．Neurocrit Care，2006，4(1)：25-31.

[12]Lantema LA，Rigoldi M，Tredici G，et al．APOE influences vasospasm and cognition of noncomatose patients with subarachnoid hemorrhage[J].Neurology，2005,64(7):1238-1244.

[13]Alfieri A.Psychosocial and neurocognitive performance after spontaneous nona-neurysmal subarachnoid hemorrhage related to the APOE-epsilon4 genotype:a prospective 5-year follow-up study[J].Neurosurg,2008,109(6):1019-1026.

[14]Juvela S,Siironen J,Lappalainen J.Apolipoprotein E genotype and outcome after aneurysmal subarachnoid Hemorrhage[J].Neurosurg,2009,110(5):1042.

[15]Wu HT,Zhang XD,Su H,et al．Association of apolipoprotein E polymorphisms with cerebral vasospasm after spontaneous subarachnoid hemorrhage[J].Acta Neurochir Suppl,2011,110(Pt 1):141-144.

[16]Lad SP,Hegen H,Gupta G,et al.Proteomic biomarker discovery in cerebrospinal fluid for cerebral vasospasm following subarachnoid hemorrhage[J].J Stroke Cerebrovasc Dis,2012,21(1):30-41.

[17]Gallek MJ,Conley YP,Sherwood PR,et al.APOE genotype and functional outcome following aneurysmal subarachnoid hemorrhage[J].Biol Res Nurs,2009,10(3):205-212.

[18]Paris D,Town T,Parker TA,et al.Isoformspecific vasoconstr-iction induced by apolipoprotein E and modulation of this effect by Alzheimer′s beta-amyloid peptide[J].Neurosci Lett,1998,256(2):73-76.

[19]Leung CH,Poon WS,Yu LM,et al.Apolipoprotein e genotype and outcome in aneurysmal subarachnoid hemorrhage[J].Stroke,2002,33(2):548-552.

[20]Alexander SA,Kerr ME,Balzer J,et al.Cerebrospinal fluid apolipoprotein E,calcium and cerebral vasospasm after subarachnoid hemorrhage[J].Biol Res Nurs,2008，10(2):102-112.

[21]Kelly LK．Nitric oxide decreases endothelin-1 secretion through the activation of soluble guanylate cyclase[J].Physiol，2004，286(5)：L984-991.

[22]Stepp DW，Ou J，Ackerman AW，et al.Native LDL and minimally oxidized LDL diferentially redgulate superoxide anion in vascular endothelium in situ[J]．Physiol Heart Circ Physiol，2002，283：H750-H759．

[23]Pluta RM．Delayed cerebral vasospasm and nitric oxide：review，new hypothesis,and proposed treatment[J]．Pharmacol Therapeut，2005，105(1)：23-56．

[24]Souza DR，Nakachima I,Biagioni RB，et al．Relevalice of apolipoprotcin E4 for the lipid profile of Brazilian patieiIts with coronary artery disease[J]．Braz J Med Biol Res,2007，40(2)：189-197．

[25]劉江，秦川，高俊玲，等.載脂蛋白E擬肽在腦血管痙攣中的保護機制[J].解剖學雜志,2010,33(6):720-724.

[26]Gao J，Wang H，Sheng H,et al．A novel apoE-derived therapeutic reduces vasospasm and improves outcome in a murine model of subarachnoid hemorrhage[J].Neurocrit Care,2006,4(1):25-31．