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內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激與腦缺血/再灌注損傷

2013-01-25 02:49武彩霞杜冠華
中國藥理學(xué)通報 2013年5期
關(guān)鍵詞:內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腦缺血磷酸化

武彩霞,劉 睿,杜冠華

(1.中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥物研究所國家藥物篩選中心北京 100050;2.沈陽藥科大學(xué)生命科學(xué)與生物制藥學(xué)院 沈陽 110016;3.山東醫(yī)學(xué)高等??茖W(xué)校臨沂 276002)

腦缺血/再灌注損傷是在腦缺血基礎(chǔ)上再灌注導(dǎo)致的腦組織進(jìn)一步損傷,最終會導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞壞死或凋亡。凋亡的細(xì)胞主要為神經(jīng)元,部分為神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞,其發(fā)生機(jī)制尚未完全清楚。關(guān)于細(xì)胞凋亡,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激啟動的凋亡途徑,是除了死亡受體途徑、線粒體途徑外,目前較受關(guān)注的一種新的誘發(fā)凋亡途徑[1]。有資料顯示,缺血預(yù)適應(yīng)(ischemic preconditioning,IPC)可以減輕缺血/再灌注造成的組織損傷,其機(jī)制與缺血預(yù)適應(yīng)能減弱內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激密切相關(guān)[2,3]。另外,還有人認(rèn)為,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激在腦缺血/再灌注損傷的過程中,處于中心地位[4]。可見內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激是導(dǎo)致腦缺血/再灌注損傷的重要原因。本文對近年來內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激與腦缺血/再灌注損傷的關(guān)系進(jìn)行綜述,以期為腦卒中的理論及臨床研究提供依據(jù),并為治療腦卒中的藥物發(fā)現(xiàn)提供新思路。

1 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)功能及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的機(jī)制

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體是真核細(xì)胞內(nèi)多數(shù)蛋白質(zhì)合成、加工和轉(zhuǎn)運的場所。蛋白質(zhì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)完成轉(zhuǎn)錄、翻譯過程,并經(jīng)糖基化、折疊或裝配成多亞基的聚合物,最終形成具有天然構(gòu)象的蛋白質(zhì)。然后由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)運輸?shù)礁郀柣w,被進(jìn)一步修飾,經(jīng)高爾基體小泡運輸?shù)侥康牡?。?nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激(endoplasmic reticulum stress,ERS)是指缺血缺氧、葡萄糖或營養(yǎng)物質(zhì)缺乏、脂質(zhì)過度負(fù)荷、病毒感染、藥物、毒素等有害因素破壞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的穩(wěn)態(tài),出現(xiàn)錯誤折疊與未折疊蛋白在腔內(nèi)聚集以及Ca2+平衡紊亂的狀態(tài)??煞譃?種類型[5]:(1)未折疊蛋白質(zhì)反應(yīng)(unfolded protein response,UPR);(2)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)過度負(fù)荷反應(yīng)(ER over-load response,EOR);(3)固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白質(zhì)(sterol regulatory element binding protein,SREBP)通路調(diào)節(jié)反應(yīng)。目前對UPR的研究比較深入,機(jī)制較為清楚,如果沒有特殊說明,通常所說的ERS是指UPR[5]。

UPR是指內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激發(fā)生時,細(xì)胞自身通過減少蛋白質(zhì)的合成,或增強(qiáng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白折疊功能及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相關(guān)性蛋白降解途徑(ER associated degradation,ERAD)的過程。UPR激活利于恢復(fù)細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定,提高細(xì)胞在有害因素下的生存能力。但是當(dāng)ERS非常劇烈或者持久時,細(xì)胞損傷過于嚴(yán)重,UPR不能使細(xì)胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)及時恢復(fù)到正常,最終凋亡機(jī)制就會被觸發(fā),導(dǎo)致細(xì)胞死亡。

2 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的UPR信號轉(zhuǎn)導(dǎo)與腦缺血/再灌注損傷

2.1 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的UPR信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)的UPR細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路主要包括3條:即PERK(protein kinase R—like ER kinase)通路、ATF6(activating transcription factor 6)通路、IRE1(inositol—requiring enzyme 1)通路。無應(yīng)激狀態(tài)下,PERK、ATF6、IRE1三種跨膜蛋白分別與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分子伴侶葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白78/免疫球蛋白結(jié)合蛋白(glucoseregulated protein 78/binding immunoglobulinprotein,GRP78/BiP)結(jié)合而處于失活狀態(tài)。當(dāng) ERS發(fā)生時,GRP78與PERK、ATF6、IRE1解離,各跨膜蛋白自身結(jié)構(gòu)域感應(yīng)應(yīng)激,拉響應(yīng)激信號的警報,并將此信號傳遞給下游信號通道,對細(xì)胞進(jìn)行保護(hù)。

2.1.1 IRE1/X盒蛋白l通路 IRE1是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)I型跨膜蛋白,具有絲/蘇蛋白激酶和位點特異的核酸內(nèi)切酶活性。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中錯誤折疊蛋白的出現(xiàn),使IRE1與GRP78分離,并形成同源二聚體,發(fā)生自身磷酸化被激活。IRE1激活后,能剪切XBP1mRNA中一個26bp長度的內(nèi)含子,形成具有轉(zhuǎn)錄因子活性的 XBP1s蛋白[9]。XBP1s與已知的啟動子元件結(jié)合,上調(diào)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的相關(guān)基因表達(dá)[6-7]

2.1.2 ATF6通路 ATF6是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)Ⅱ型跨膜蛋白,有高爾基體定位信號能夠感知應(yīng)激[12]。ERS發(fā)生時,錯誤折疊蛋白或未折疊蛋白堆積促使GRP78和ATF6分離,ATF6轉(zhuǎn)移至高爾基體。在高爾基體內(nèi),ATF6被特異蛋白酶位點l和特異蛋白酶位點2裂解,形成同源二聚體或與其他轉(zhuǎn)錄因子形成異源二聚體,激活XBP1和其他UPR靶向基因[8]

2.1.3 PERK信號通路 PERK是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的I型跨膜絲/蘇蛋白激酶,屬于真核細(xì)胞翻譯起始復(fù)合物2α(eIF2α)激酶家族成員。ERS時,PERK與GRP78解離后形成同源二聚體,發(fā)生自身磷酸化被激活。PERK激活后,主要特異性磷酸化eIF2α,下調(diào)eIF2α活性水平,降低新生蛋白的翻譯速率,下調(diào)細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成的整體水平,保護(hù)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能[9]。此外,PERK介導(dǎo)的eIF2α磷酸化還導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄因子ATF4上調(diào)。ATF4進(jìn)入胞核后激活C/EBP同源蛋白(C/EBP homology protein,CHOP)、生長抑制DNA損害誘導(dǎo)基因34、ATF3及關(guān)于氨基酸轉(zhuǎn)運基因編碼蛋白的表達(dá),而且還抑制氧化應(yīng)激。

2.2 腦缺血/再灌注損傷與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)性死亡 腦缺血/再灌注時,細(xì)胞凋亡增加是腦組織損傷的重要原因。而缺血/再灌注及缺血缺氧性損傷是ERS發(fā)生的重要條件,細(xì)胞通過ERS自身產(chǎn)生應(yīng)激性保護(hù)措施。但是劇烈或持久的ERS會誘導(dǎo)caspase-12、CHOP等表達(dá),激活凋亡信號通路,誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡,加重腦缺血/再灌注損傷。

2.2.1 腦缺血/再灌注損傷Ca2+濃度變化與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激腦缺血是造成腦組織細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)損傷的重要因素,尤其是在再灌注時。在缺血區(qū),由于神經(jīng)元缺少氧氣和能量,導(dǎo)致細(xì)胞膜損傷及其功能障礙,引起跨膜離子濃度失衡,導(dǎo)致細(xì)胞外Ca2+內(nèi)流增加;缺氧還會致使NO產(chǎn)生,這也促使內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中Ca2+釋放[10];這些因素最終導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)Ca2+超載。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)的Ca2+主要發(fā)揮兩種作用:一是釋入胞質(zhì)作為第二信使;二是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)調(diào)節(jié)蛋白酶活性。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)大量Ca2+釋入胞質(zhì)會對細(xì)胞功能和狀態(tài)產(chǎn)生嚴(yán)重而廣泛的影響,如會破壞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與高爾基體之間以及胞核與胞質(zhì)之間的膜轉(zhuǎn)運等。另一方面,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)依靠多種Ca2+依賴性蛋白酶的調(diào)節(jié)生成和加工分泌性蛋白質(zhì),因此Ca2+從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔大量釋出后,這些蛋白酶失去活性,導(dǎo)致蛋白質(zhì)前體未經(jīng)折疊、加工或錯誤折疊而在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)積聚,最終導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激發(fā)生。

2.2.2 腦缺血/再灌注損傷活性氧(ROS)和一氧化氮(NO)產(chǎn)生與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激 在能導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的各種刺激中,活性氧是造成該細(xì)胞器嚴(yán)重?fù)p害的重要分子之一。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)豐富,含有大量脂質(zhì),當(dāng)產(chǎn)生ROS時很容易發(fā)生脂質(zhì)過氧化反應(yīng),導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)功能嚴(yán)重障礙。腦缺血/再灌注過程中產(chǎn)生大量ROS,影響內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的鈣離子泵功能,從而逐步耗竭內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的Ca2+,引起細(xì)胞內(nèi)游離Ca2+增加,誘發(fā)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和細(xì)胞凋亡[11]。此外,在腦缺血/再灌注過程中,缺血組織生成NO增多,導(dǎo)致過氧化亞硝酸鹽也很容易在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)產(chǎn)生。過氧化亞硝酸鹽是一個毒性很高的分子,可能通過酪氨酸殘基硝基化使各種蛋白功能受損。也有人認(rèn)為,過多的NO可直接干擾內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能,激活ERS。但是,NO激活ERS反應(yīng)的機(jī)制還有待進(jìn)一步的研究[10]。大量的研究表明內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激在缺血性神經(jīng)細(xì)胞死亡中發(fā)揮積極作用。在A Young Cho研究中[12],用thapsigargin和brefeldin A導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)HT22鼠海馬神經(jīng)元細(xì)胞凋亡,發(fā)現(xiàn)thapsigargin和brefeldin A可使活性氧的產(chǎn)生和積聚是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的主要誘因。

2.2.3 腦缺血/再灌注損傷炎癥發(fā)生與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激 近來研究表明,腦缺血/再灌注后局部過度的炎癥反應(yīng)是引起再灌注損傷的主要原因之一。炎癥反應(yīng)可抑制神經(jīng)元再生及其它與腦卒中后功能恢復(fù)相關(guān)的變化[13]。腦缺血/再灌注早期,血腦屏障破壞,通透性增加,引起白蛋白和其他大分子蛋白滲出,導(dǎo)致了水腫。此外,釋放的超氧陰離子等和NO反應(yīng)生成氧亞硝酸鹽,觸發(fā)炎癥反應(yīng)和細(xì)胞凋亡,引起進(jìn)一步的組織損傷。缺血/再灌注后期,炎癥基因激活,產(chǎn)生白介素-1β (interleukin-1β,IL-1β)、白介素-6(interleukin-6,IL-6)、腫瘤壞死因子 α(tumor necrosis factor,TNFα)、干擾素調(diào)節(jié)因子(interferon regulatory factor,IRF)、NF-κB 等炎癥介質(zhì),促進(jìn)中性粒細(xì)胞貼壁和跨膜遷移,促進(jìn)白細(xì)胞浸潤,釋放細(xì)胞因子和趨化因子,引起更廣泛的腦組織固有細(xì)胞激活和血源性白細(xì)胞浸潤,最終導(dǎo)致血腦屏障進(jìn)一步受損,加重腦水腫,出現(xiàn)神經(jīng)元遲發(fā)性死亡??梢娔X缺血/再灌注可致炎癥級聯(lián)反應(yīng)發(fā)生,進(jìn)一步加重了腦組織損傷[14]。

研究表明,炎癥和 ERS之間存在著廣泛的聯(lián)系[15-17]。有資料表明,LPS(Lipopolysaccharide)、IL-1β、IL-6、TNFα 等炎癥因子均可引起ERS,但其機(jī)制目前還不清楚[18,19]。另外,ERS也會促進(jìn)炎癥發(fā)生?,F(xiàn)已明確,NF-κB是重要的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子,在炎癥反應(yīng)發(fā)生過程中發(fā)揮主導(dǎo)作用。越來越多的資料表明[20-22],某些藥物對腦缺血/再灌注損傷的保護(hù)作用就是通過抗炎抗凋亡作用實現(xiàn)的,而這作用與抑制NF-κB的活化相關(guān)。ERS發(fā)生時,PERK-eIF2α介導(dǎo)的翻譯減緩直接促進(jìn)NF-κB激活[23],由于 IκB的半衰期明顯短于 NF-κB,PERK-eIF2α 介導(dǎo)的翻譯抑制作用增加了 NF-κB/IκB 的比值,因此,游離的NF-κB轉(zhuǎn)位到細(xì)胞核增多,促進(jìn)炎癥反應(yīng)發(fā)生。此外,ERS發(fā)生時,IRE1α通路激活,IRE1α發(fā)生磷酸化,構(gòu)象發(fā)生改變,與接頭蛋白分子TNFα受體相關(guān)因子2(tumor necrosis factor-2,TRAF2)結(jié)合,形成 IRE1α-TRAF2 復(fù)合物。此復(fù)合物能夠募集IκB激酶,使IκB磷酸化并降解,致NF-κB核轉(zhuǎn)位增加,激活促炎癥反應(yīng)基因的轉(zhuǎn)錄。IRE1-TRAF2復(fù)合物還能夠募集并活化蛋白激酶JNK,進(jìn)而磷酸化和活化轉(zhuǎn)錄因子AP1,增加促炎癥基因的表達(dá)。除了這兩條通路外,ERS時ATF6通路也會促進(jìn)NF-κB激活[19]。

另外,也有人認(rèn)為[24-25],在炎癥早期階段,ERS 促進(jìn)NF-κB活化,產(chǎn)生炎癥;在炎癥后期,ERS可通過誘導(dǎo)NF-κB抑制因子A20的表達(dá),抑制NF-κB的活性,抑制促炎因子的表達(dá)。根據(jù)這些研究結(jié)果,如何用藥物干預(yù)腦缺血/再灌注過程炎癥的早期階段,減弱內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激,減少炎癥損傷,發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用,值得深入研究。

2.3 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)性死亡途徑 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激是應(yīng)激條件下發(fā)生在細(xì)胞中的最初反應(yīng),蛋白質(zhì)合成的暫停減輕了新生蛋白肽鏈對ER的負(fù)荷與壓力,是細(xì)胞本身的一種自我保護(hù)性機(jī)制。但是,長時間的ERS會使未折疊蛋白持續(xù)增加,引起細(xì)胞功能失調(diào),ERS由促細(xì)胞生存的保護(hù)效應(yīng)向促細(xì)胞凋亡效應(yīng)轉(zhuǎn)化[26]。ERS引起的細(xì)胞凋亡有一套自身的信號傳遞通路,稱為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相關(guān)性死亡(ERAD)途徑。

2.3.1 Caspase-12的激活 Caspase-12定位于ER外膜,是ERS誘導(dǎo)凋亡的特異性蛋白酶,也是介導(dǎo)ERS凋亡的關(guān)鍵分子,能夠單獨通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)途徑而不通過其他凋亡途徑誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。非ERS時,caspase-12與蛋白分子伴侶BiP和caspase-7形成復(fù)合體,細(xì)胞不會表現(xiàn)凋亡;但是ERS時BiP減少,無法與 caspase-7、caspase-12充分結(jié)合,caspase-12激活[27],從而進(jìn)一步激活 caspase-9,caspase-9 把信息傳遞給caspase-3引起細(xì)胞最終凋亡。還有資料證實[28],caspase-12-/-大鼠對ERS誘導(dǎo)的凋亡具有抵抗作用,而對于其他途徑誘導(dǎo)的凋亡敏感性不變,進(jìn)一步說明了ERS介導(dǎo)caspase-12凋亡途徑。而M.SHIBATA等也在他們的實驗研究中指出[29],局灶性腦缺血/再灌注損傷引起內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激,激活caspase-12,誘導(dǎo)神經(jīng)元凋亡。最近的研究也表明,對原代培養(yǎng)的大鼠神經(jīng)元,進(jìn)行缺氧復(fù)氧損傷或谷氨酸損傷,能引發(fā)ERS,上調(diào)caspas-12表達(dá),而?;撬嵬ㄟ^抑制ATF6和IREα通路減弱ERS,發(fā)揮細(xì)胞保護(hù)作用[30]。但是,目前,caspase-12只在大鼠和小鼠體內(nèi)被克?。?1]。研究發(fā)現(xiàn),人類的caspase-4與鼠caspase-12具有高度同源性,在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)介導(dǎo)的凋亡途徑起到重要作用[32,33],可能是腦卒中潛在的治療靶點。

2.3.2 CHOP轉(zhuǎn)錄激活 CHOP是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激特異的轉(zhuǎn)錄因子,屬C/EBP轉(zhuǎn)錄因子家族成員,也稱GADD153。正常情況下,胞內(nèi)CHOP表達(dá)十分低。當(dāng)ERS時,其表達(dá)明顯增加。ERS使跨膜蛋白IRE1和ATF6活化,其胞質(zhì)部分進(jìn)入胞核,與ERSE保守序列相連,而啟動CHOP的轉(zhuǎn)錄和表達(dá)。此外,PERK通路激活,磷酸化 eIF2α增加,誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄因子ATF4表達(dá),ATF4可與CHOP啟動子的氨基酸反應(yīng)元件位點結(jié)合,激活CHOP。PERK信號激活在ERS早期通過抑制蛋白質(zhì)合成對細(xì)胞起保護(hù)作用,但 ERS時間過長,持續(xù)的PERK信號誘導(dǎo)CHOP表達(dá)而促進(jìn)細(xì)胞凋亡[34]。

很多資料證實,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)劑thapsigargin和tunicamycin均可使CHOP表達(dá)上調(diào),促進(jìn)凋亡;對原代培養(yǎng)的大鼠心肌微血管內(nèi)皮細(xì)胞,進(jìn)行缺氧/復(fù)氧損傷,CHOP表達(dá)升高,細(xì)胞凋亡增加;而缺氧預(yù)適應(yīng)則通過下調(diào)其表達(dá),減少缺氧/復(fù)氧引起的細(xì)胞凋亡[35]。研究證實[36],小鼠腦缺血損傷后在相同時間點當(dāng)CHOP表達(dá)升高時,GRP78的表達(dá)會降低,表明CHOP的表達(dá)可破壞GRP78保護(hù)機(jī)制而誘導(dǎo)神經(jīng)元凋亡。另有資料證實,大鼠短暫局灶性腦缺血海馬CHOPmRNA水平升高。而且,在雙側(cè)頸總動脈結(jié)扎的小鼠缺血模型,CHOP-/-小鼠梗死面積要小于野生型小鼠。越來越多的資料證明,CHOP表達(dá)增加是ERS引起細(xì)胞凋亡的重要原因。關(guān)于CHOP凋亡通路,可能有以下幾種:(1)CHOP下調(diào)Bcl-2水平,上調(diào)Bcl-2家族成員BH3的預(yù)凋亡基因Bim,使細(xì)胞對ERS的敏感性增加[37];(2)CHOP的目靶基因可能是TRB3,研究發(fā)現(xiàn),剔除TRB3基因的表達(dá)可以降低ERS誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的能力[38];(3)CHOP可能通過上調(diào)巰基氧化酶Ero-1的水平,使Ero-1作為活性氧簇的副產(chǎn)物而激活凋亡程序[39]。綜上所述,CHOP表達(dá)可能與細(xì)胞凋亡密切相關(guān)。CHOP可能是治療繼發(fā)性腦損傷中一個重要靶點。

2.3.3 c-jun氨基末端激酶(JNK)誘導(dǎo)的凋亡途徑 ERS時,IRE1激活c-jun氨基末端激酶(JNK),誘導(dǎo)凋亡。一種方式是:c-jun氨基末端激酶磷酸化TRAF2,再與caspase-12作用,促進(jìn)其聚合和活化;另一種方式是:IRE1/TRAF2/凋亡信號調(diào)節(jié)激酶1(ASK1)形成復(fù)合物,激活c-jun氨基末端激酶,依賴線粒體/Apaf-1途徑誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[40]。有資料顯示,在ASK1-/-細(xì)胞中,ERS則不能誘導(dǎo)JNK的激活以及細(xì)胞凋亡,表明ASK1是ERS誘導(dǎo)JNK的激活以及細(xì)胞凋亡所必需的。最近的研究也表明,腦缺血/再灌注損傷的病理過程中,NO生成可以激活A(yù)SK1,從而進(jìn)一步激活其下游的的JNK 通路[27,41];此外,有人認(rèn)為再灌注早期 CHOP 轉(zhuǎn)錄激活是導(dǎo)致再灌注損傷的主要原因,它和caspase-12的激活導(dǎo)致ERS級聯(lián)反應(yīng)發(fā)生,誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[27]。而c-jun氨基末端激酶對caspase-12誘導(dǎo)的凋亡途徑影響更為顯著。該研究提示,腦缺血/再灌注早期應(yīng)用c-jun氨基末端激酶的抑制劑,可減弱ERS和細(xì)胞凋亡,減輕腦缺血/再灌注損傷。

3 小結(jié)與展望

腦缺血/再灌注損傷的病理生理過程中,細(xì)胞內(nèi)Ca2+平衡紊亂,ROS和NO產(chǎn)生增加及炎癥反應(yīng)等均能觸發(fā)ERS。GRP78作為ERS敏感標(biāo)志物,其表達(dá)的增加提示缺血/再灌注出現(xiàn)了ERS。在Yajing Yuan缺血后處理保護(hù)I/R損傷的研究中[42],缺血后處理增加 GRP78的表達(dá),降低腦組織CHOP表達(dá),降低casepase-12活性,表明缺血后處理也可通過抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡發(fā)揮腦保護(hù)作用;已有資料證實,依達(dá)拉奉不論對腦缺血/再灌注的動物模型還是對腦卒中病人均能減少腦梗塞面積和腦水腫[43-44],其神經(jīng)保護(hù)作用實驗證實也與其減少CHOP和capase-12的表達(dá)有關(guān)[45]。Nakka 等研究表明[4],大鼠腦缺血/再灌 注 后,GRP78、caspase-12、CHOP/ATF4 及 XBP1 表達(dá)上調(diào),對 eIF2α去磷酸化的抑制能增加eIF2α磷酸化的表達(dá),對抗ERS,減輕腦缺血/再灌注損傷。

綜上所述,ERS凋亡途徑是腦缺血/再灌注過程中神經(jīng)元死亡的重要方式之一。研究腦缺血/再灌注損傷和ERS的關(guān)系能為腦卒中的研究提供重要理論基礎(chǔ),抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激有望阻止腦缺血后的病理過程,這將為腦卒中的治療和藥物發(fā)現(xiàn)提供新思路。

[1]劉春蕾,何昆侖,王莉莉.基于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激途徑的細(xì)胞保護(hù)策略的研究進(jìn)展[J].中國藥理學(xué)通報,2011,27(4):455-8.

[1]Liu C L,He K L,Wang L L.Research of cell protection based on ER stress[J].Chin Pharmacol Bul,2011,27(4):455- 8.

[2]Sheng R,Liu X Q,Zhang L S,et al.Autophagy regulates endo-plasmic reticulum stress in ischemic preconditioning[J].Autophagy,2012,8(3):310-25.

[3]Mahfoudh-Boussaid A,Zaouali M A,Hadj-Ayed K,et al.Ischemic preconditioning reduces endoplasmic reticulum stress and upregulates hypoxia inducible factor-1alpha in ischemic kidney:the role of nitric oxide[J].J Biomed Sci,2012,19:7.

[4]Nakka V P,Gusain A,Raghubir R.Endoplasmic reticulum stress plays critical role in brain damage after cerebral ischemia/reperfusion in rats[J].Neurotox Res,2010,17(2):189-202.

[5]劉寶琴,王華芹.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激與未折疊蛋白反應(yīng)的研究進(jìn)展[J].中華腫瘤防治雜志,2010,17(11):869-72.

[5]Liu B Q,Wang H Q.Endoplasmic reticulum and unfolded protein response[J].Chin J Cancer Prev Treat,2010,17(11):869-72.

[6]Oda Y,Okada T,Yoshida H,et al.Derlin-2 and Derlin-3 are regulated by the mammalian unfolded protein response and are required for ER-associated degradation[J].J Cell Biol,2006,172(3):383-93.

[7]Acosta-Alvear D,Zhou Y,Blais A,et al.XBP1 controls diverse cell type-and condition-specific transcriptional regulatory networks[J].Mol Cell,2007,27(1):53- 66.

[8]Ye J,Rawson R B,Komuro R,et al.ER stress induces cleavage of membrane-bound ATF6 by the same proteases that process SREBPs[J].Mol Cell,2000,6(6):1355- 64.

[9]Marciniak S J,Garcia-Bonilla L,Hu J,et al.Activation-dependent substrate recruitment by the eukaryotic translation initiation factor 2 kinase PERK[J].J Cell Biol,2006,172(2):201-9.

[10]陳 靜,秦 炯,韓 穎,等.一氧化氮和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激[J].中國病理生理雜志,2008,24(11):2272-5.

[10]Chen J,Qin J,Han Y,et,al Nitric oxide and endoplasmic reticulumstress[J].Chin J Pathophysiol,2008,24(11):2272- 5

[11]周映彤,肖洪彬,畢明剛.活性氧與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激[J].中國藥理學(xué)通報,2011,27(5):597-600.

[11]Zhou Y T,Xiao H B,Bi M G.ROS and endoplasmic reticulum stress[J]Chin Pharmacol Bul2011,27(5):597-600.

[12]Choi A Y,Choi J H,Lee J Y,et al.Apigenin protects HT22 murine hippocampal neuronal cells against endoplasmic reticulum stress-induced apoptosis[J].Neurochem Int,2010,57(2):143-52.

[13]陳素輝,孫 華,徐 虹.針刺、中藥對腦缺血炎癥相關(guān)因子表達(dá)的影響[J].針灸臨床雜志,2011,27(5):69-72.

[13]Chen S H,Sun H,Xu H.The Influence of acupuncture and chinese herbal on cerebral ischemia inflammation related factors expression[J].J Clin Acup Moxib,2011,27(5):69-72.

[14]張健穎,張穎冬.缺血性腦損害病理生理過程的炎癥反應(yīng)[J].中華腦血管病雜志(電子版),2011,5(2):122-31.

[14]Zhang J Y,Zhang Y D.Inflammatory response of ischemic brain injury pathophysiology[J].Chin J Cerebrovascul Dis(Electronic Version),2011,5(2):122-31.

[15]Adolph T E,Niederreiter L,Blumberg R S,et al.Endoplasmic reticulum stress and inflammation[J].Dig Dis,2012,30(4):341-6.

[16]Hetz C,Glimcher L H.Fine-tuning of the unfolded protein response:Assembling the IRE1alpha interactome[J].Mol Cell,2009,35(5):551-61.

[17]Zhang K,Kaufman R J.From endoplasmic-reticulum stress to the inflammatory response[J].Nature,2008,454(7203):455-62.

[18]Ho H J,Huang D Y,Ho F M,et al.Inhibition of lipopolysaccharide-induced inducible nitric oxide synthase expression by endoplasmic reticulum stress[J].Cell Signal,2012,24(11):2166-78.

[19]Kitamura M.Control of NF-kappaB and inflammation by the unfolded protein response[J].Int Rev Immunol,2011,30(1):4-15.

[20]Raza S S,Khan M M,Ahmad A,et al.Neuroprotective effect of naringenin is mediated through suppression of NF-kappaB signaling pathway in experimental stroke[J].Neuroscience,2012,230:157-71.

[21]Gu J H,Ge J B,Li M,et al.Inhibition of NF-kappaB activation is associated with anti-inflammatory and anti-apoptotic effects of Ginkgolide B in a mouse model of cerebral ischemia/reperfusion injury[J].Eur J Pharm Sci,2012,47(4):652- 60.

[22]Guo Y,Xu X,Li Q,et al.Anti-inflammation effects of picroside 2 in cerebral ischemic injury rats[J].Behav Brain Funct,2010,6:43.

[23]Deng J,Lu P D,Zhang Y,et al.Translational repression mediates activation of nuclear factor kappa B by phosphorylated translation initiation factor 2[J].Mol Cell Biol,2004,24(23):10161-8.

[24]Kitamura M.Biphasic,bidirectional regulation of NF-kappaB by endoplasmic reticulum stress[J].Antioxid Redox Signal,2009,11(9):2353-64.

[25]Kitamura M.Control of NF-kappaB and inflammation by the unfolded protein response[J].Int Rev Immunol,2011,30(1):4-15.

[26]Rasheva V I,Domingos P M.Cellular responses to endoplasmic reticulum stress and apoptosis[J].Apoptosis,2009,14(8):996-1007.

[27]Tan Y,Dourdin N,Wu C,et al.Ubiquitous calpains promote caspase-12 and JNK activation during endoplasmic reticulum stress-induced apoptosis[J].J Biol Chem,2006,281(23):16016-24.

[28]Zhu H,Zhu H,Xiao S,et al.Activation and crosstalk between the endoplasmic reticulum road and JNK pathway in ischemiareperfusion brain injury[J].Acta Neurochir(Wien),2012,154(7):1197-203.

[29]Shibata M,Hattori H,Sasaki T,et al.Activation of caspase-12 by endoplasmic reticulum stress induced by transient middle cerebral artery occlusion in mice[J].Neuroscience,2003,118(2):491-9.

[30]Pan C,Prentice H,Price A L,et al.Beneficial effect of taurine on hypoxia-and glutamate-induced endoplasmic reticulum stress pathways in primary neuronal culture[J].Amino Acids,43(2).Austria,2012.845-55.

[31]劉洪亮,崔玉山.Caspase-12在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激中的激活途徑及與疾病關(guān)系研究進(jìn)展[J].環(huán)境衛(wèi)生學(xué)雜志,2011,1(4):41-5.

[31]Liu H L,Cui Y S.The activion pathway of caspase-12 in Endoplasimic reticulum stress and its relation with some disease[J].J En-vironmental Hygiene Aug,2011,1(4):41-5.

[32]Song S,Lee H,Kam T I,et al.E2-25K/Hip-2 regulates caspase-12 in ER stress-mediated Abeta neurotoxicity[J].J Cell Biol,2008,182(4):675-84.

[33]Yamamuro A,Kishino T,Ohshima Y,et al.Caspase-4 directly activates caspase-9 in endoplasmic reticulum stress-induced apoptosis in SH-SY5Y cells[J].J Pharmacol Sci,2011,115(2):239-43.

[34]Lin J H,Li H,Zhang Y,et al.Divergent effects of PERK and IRE1 signaling on cell viability[J].PLOS ONE,2009,4(1):e4170.

[35]Wu X D,Zhang Z Y,Sun S,et al.Hypoxic preconditioning protects microvascular endothelial cells against hypoxia/reoxygenation injury by attenuating endoplasmic reticulum stress[J].Apoptosis,2013,18(1):85-98.

[36]Morimoto N,Oida Y,Shimazawa M,et al.Involvement of endoplasmic reticulum stress after middle cerebral artery occlusion in mice[J].Neuroscience,2007,147(4):957-67.

[37]Puthalakath H,O'Reilly L A,Gunn P,et al.ER stress triggers apoptosis by activating BH3-only protein Bim[J].Cell,2007,129(7):1337-49.

[38]Ohoka N,Yoshii S,Hattori T,et al.TRB3,a novel ER stress-inducible gene,is induced via ATF4-CHOP pathway and is involved in cell death[J].EMBO J,2005,24(6):1243-55.

[39]Diakogiannaki E,Welters H J,Morgan N G.Differential regulation of the endoplasmic reticulum stress response in pancreatic beta-cells exposed to long-chain saturated and monounsaturated fatty acids[J].J Endocrinol,2008,197(3):553- 63.

[40]Hu P,Han Z,Couvillon A D,et al.Autocrine tumor necrosis factor alpha links endoplasmic reticulum stress to the membrane death receptor pathway through IRE1alpha-mediated NF-kappaB activation and down-regulation of TRAF2 expression[J].Mol Cell Biol,2006,26(8):3071-84.

[41]Liu D H,Yuan F G,Hu S Q,et al.Endogenous nitric oxide induces activation of apoptosis signal-regulating kinase 1 via S-nitrosylation in rat hippocampus during cerebral ischemia-reperfusion[J].Neuroscience,2013,229:36-48.

[42]Yuan Y,Guo Q,Ye Z,et al.Ischemic postconditioning protects brain from ischemia/reperfusion injury by attenuating endoplasmic reticulum stress-induced apoptosis through PI3K-Akt pathway[J].Brain Res,2011,1367:85-93.

[43]Wang C X,Shuaib A.Neuroprotective effects of free radical scavengers in stroke[J].Drugs Aging,2007,24(7):537-46.

[44]Nakase T,Yoshioka S,Suzuki A.Free radical scavenger,edaravone,reduces the lesion size of lacunar infarction in human brain ischemic stroke[J].BMC Neurol,2011,11:39.

[45]Srinivasan K,Sharma S S.Edaravone Offers Neuroprotection in a Diabetic Stroke Model via Inhibition of Endoplasmic Reticulum Stress.LID- 10.1111/j.1742- 7843.2011.00763.x [doi].Basic Clin Pharmacol Toxicol,2011.

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