張亞新，杜 歡

（天津中醫(yī)藥大學(xué)，天津 300193）

Aβ誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)在阿爾茨海默病的研究進(jìn)展*

張亞新，杜 歡

（天津中醫(yī)藥大學(xué)，天津 300193）

Aβ；小膠質(zhì)細(xì)胞；血管內(nèi)皮細(xì)胞；阿爾茨海默病

阿爾茨海默?。ˋD）最早是由一位德國(guó)醫(yī)生AloisAlzheimer描述的，是一種發(fā)病隱匿的進(jìn)行性發(fā)展性神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病，臨床表現(xiàn)為進(jìn)行性認(rèn)知功能障礙，包括記憶、智力、定向、判斷能力、情感障礙和行為失常。病理學(xué)特征性改變有腦神經(jīng)細(xì)胞外β樣淀粉蛋白（Aβ）聚集形成的老年斑（SP）、神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)tau蛋白的異常磷酸化導(dǎo)致的神經(jīng)原纖維纏結(jié)（NFT）等[1]。目前，AD的發(fā)病機(jī)制尚不完全明確，主要有以下幾種假說：Aβ沉積假說、自由基損害假說、神經(jīng)炎癥機(jī)制假說[2]等。現(xiàn)將近年來關(guān)于Aβ誘導(dǎo)的AD炎癥機(jī)制進(jìn)行綜述。

1 小膠質(zhì)細(xì)胞的激活

1.1 小膠質(zhì)細(xì)胞與Aβ的相互作用 小膠質(zhì)細(xì)胞屬于腦內(nèi)單核-巨噬細(xì)胞系統(tǒng)，正常情況下處于靜息狀態(tài)。在受到某種刺激后激活，具有吞噬功能并釋放炎癥因子。研究表明[3]，大量的Aβ沉積可以與小膠質(zhì)細(xì)胞膜上的受體結(jié)合，激活小膠質(zhì)細(xì)胞，使小膠質(zhì)細(xì)胞分泌大量的炎癥因子，誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)的發(fā)生。也有研究證實(shí)[4]，Aβ25-35能提高小膠質(zhì)細(xì)胞一氧化氮合酶mRNA的水平，進(jìn)一步催化一氧化氮（NO）的產(chǎn)生，大量的NO通過多種途徑導(dǎo)致神經(jīng)元凋亡。腦內(nèi)激活的小膠質(zhì)細(xì)胞雖然不能發(fā)揮其吞噬作用，吞噬沉積的Aβ[3]，但發(fā)現(xiàn)骨髓來源的小膠質(zhì)細(xì)胞能夠吞噬由Aβ沉積形成的SP[5-6]。這些研究提示，AD患者腦內(nèi)的小膠質(zhì)細(xì)胞不能發(fā)揮正常的免疫作用，而是加重Aβ誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)。

1.2 炎癥因子的釋放 AD患者中小膠質(zhì)細(xì)胞過度激活釋放大量炎癥因子，如：白細(xì)胞介素-1（IL-1）、白細(xì)胞介素6（IL-6）、白細(xì)胞介素8（IL-8）、腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β（TGF-β）等[7]。

IL-1主要是由小膠質(zhì)細(xì)胞活化產(chǎn)生的，包括IL-1α和IL-1β兩個(gè)亞型。其中IL-1β與AD的關(guān)系較為密切，具體作用有：1）促進(jìn)淀粉樣前體蛋白（APP）的表達(dá)和Aβ的沉積。2）誘導(dǎo)α-2巨球蛋白酶抑制劑的分泌，抑制APP的酶解功能，加重Aβ沉積。3）激活膠質(zhì)細(xì)胞，增加IL-6、TNF-α、載脂蛋白E（Apo－E）等的表達(dá)，誘導(dǎo)一氧化氮合成酶的生成，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。其中，Apo-E與Aβ具有較高的親和力，參與老年斑形成，IL-1β的轉(zhuǎn)換酶還能間接增加IL-1表達(dá)水平加速神經(jīng)元DNA的凋亡[8]。另外，IL-6是一種多功能的細(xì)胞因子，其生物活性通過受體IL-6R介導(dǎo)，目前，已有研究證實(shí)其參與AD患者腦內(nèi)炎癥病變和SP形成。它在AD中的作用主要為:1）促進(jìn)APP的表達(dá)。2）誘導(dǎo)α-2巨球蛋白的表達(dá)。3）誘導(dǎo)神經(jīng)元的丟失和凋亡[9]。

關(guān)于TNF-α，目前，已有文獻(xiàn)證實(shí)AD患者腦脊液和外周血中TNF-α的表達(dá)明顯增高，且SP周圍存在大量的TNF-α。這些說明了TNF-α與AD存在著密切的關(guān)系，主要表現(xiàn)為：1）TNF-α提高谷氨酰胺酶的表達(dá)和大量的釋放，直接產(chǎn)生神經(jīng)毒作用[10]。2）誘導(dǎo)花生四烯酸代謝產(chǎn)物的釋放、氧自由基等產(chǎn)生，導(dǎo)致細(xì)胞損傷[11]。3）激活caspases家族，引起caspase級(jí)聯(lián)反應(yīng)，造成神經(jīng)細(xì)胞的凋亡[12]。4）誘導(dǎo)小膠質(zhì)細(xì)胞合成集落因子，進(jìn)一步擴(kuò)大炎癥反應(yīng)[13]。5）與IL-β一起誘導(dǎo)其他細(xì)胞因子產(chǎn)生[14]。

TGF-β一方面，TGF-β能夠提高神經(jīng)元的存活能力，并有營(yíng)養(yǎng)神經(jīng)的作用[13，15]。研究發(fā)現(xiàn)，TGF-β1能夠降低Aβ和其在腦內(nèi)的整體濃度，即TGF-β1起神經(jīng)保護(hù)作用[16]。另一方面，TGF-β1過表達(dá)能夠激活小膠質(zhì)細(xì)胞，增加APP的表達(dá)，并促進(jìn)Aβ在血管壁的沉積，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。目前，TGF-β基因多樣性的研究結(jié)果表明TGF-β基因多樣性與AD關(guān)系密切。也有研究顯示，小膠質(zhì)細(xì)胞還可以誘導(dǎo)生長(zhǎng)因子、趨化因子、巨噬細(xì)胞炎性蛋白等合成及釋放，參與AD神經(jīng)性炎癥反應(yīng)。

2 血管內(nèi)皮細(xì)胞的參與

2.1 介導(dǎo)Aβ轉(zhuǎn)運(yùn) 血管內(nèi)皮細(xì)胞上的晚期糖基化終產(chǎn)物受體（RAGE）和低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白-1（LRP-1）參與腦內(nèi)外Aβ的轉(zhuǎn)運(yùn)。RAGE是一種多功能膜蛋白受體，屬于免疫球蛋白超家族[17]。RAGE的V型免役蛋白區(qū)與胞外Aβ結(jié)合，使Aβ透過血腦屏障在腦中大量積聚，繼而激活小膠質(zhì)細(xì)胞[18-19]，介導(dǎo)炎癥損傷的發(fā)生。位于血管內(nèi)皮細(xì)胞外側(cè)的LRP-1屬于低密度脂蛋白受體家族，它能夠直接與Aβ結(jié)合，將其轉(zhuǎn)運(yùn)出腦。另有研究證明[20]LRP-1亦能夠促進(jìn)Aβ的生成。

2.2 激活炎癥通路 研究發(fā)現(xiàn)血管內(nèi)皮細(xì)胞分泌的炎癥因子通過激活下游信號(hào)通路，參與AD神經(jīng)性炎癥反應(yīng)。如趨化因子受體5（CCR5）在AD腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞的表達(dá)上調(diào)，并且過表達(dá)的CCR5和巨噬細(xì)胞炎癥蛋1α（MIP-1α）相互作用，使T淋巴細(xì)胞通過腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞單層分子的能力增加，促進(jìn)腦內(nèi)炎細(xì)胞的浸潤(rùn)，加重炎癥反應(yīng)[21-22]。類似的研究結(jié)果，內(nèi)皮細(xì)胞上基質(zhì)金屬蛋白酶-2（MMP-2）、血管細(xì)胞黏附因子-1（VCAM-1）及內(nèi)皮素-1（ET-1）都參與了AD炎癥信號(hào)通路的激活[23]。

3 血管內(nèi)皮細(xì)胞與小膠質(zhì)細(xì)胞的相互影響

首先，小膠質(zhì)細(xì)胞與血管內(nèi)皮細(xì)胞均能夠產(chǎn)生炎癥因子，激活炎癥信號(hào)通路，誘導(dǎo)Aβ沉積[24-25]。其次，Aβ可以激活小膠質(zhì)細(xì)胞釋放炎癥因子，其中炎癥因子TNF-α可以增加血腦屏障（BBB）的通透性，進(jìn)而影響內(nèi)皮細(xì)胞，造成血管內(nèi)皮細(xì)胞功能紊亂，形成惡性循環(huán)?？傊軆?nèi)皮細(xì)胞、小膠質(zhì)細(xì)胞與Aβ，它們共同構(gòu)成了AD神經(jīng)性炎癥機(jī)制復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)體系，影響AD的發(fā)生、發(fā)展，見圖1。

4 中醫(yī)藥對(duì)AD的防治

根據(jù)文獻(xiàn)記載，AD在中醫(yī)屬于癡呆、善忘、郁證等疾病范圍。老年人腎精虛衰，腦髓失養(yǎng)[26]；脾氣虛弱，升化失司，導(dǎo)致痰邪閉阻；肝氣郁滯，失于疏泄，以致腦髓失榮。即是由于精氣虛弱或內(nèi)有氣滯血瘀，外有痰邪瘀滯，或火熱邪毒干擾神智閉阻清竅等原因引起?，F(xiàn)在臨床上采用補(bǔ)益精髓活血祛瘀、化痰開竅等方法進(jìn)行治療，如補(bǔ)元聰腦湯、精致清開靈等取得了一定的臨床效果[27-29]。也有研究證實(shí)中藥單體的活性成分能夠降低腦內(nèi)Aβ的水平[30-31]。但是，中藥復(fù)方和單體的治療效果哪種更好，復(fù)方中起防治AD作用的有效單體具體藥效機(jī)制及作用靶點(diǎn)等問題還有待研究。

圖1

綜上，Aβ誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)是AD發(fā)生的重要機(jī)制。一方面血管內(nèi)皮細(xì)胞參與AD炎癥反應(yīng)，另一方面小膠質(zhì)細(xì)胞的激活進(jìn)一步加重炎癥反應(yīng)的發(fā)生。因此，保護(hù)血管內(nèi)皮細(xì)胞，抑制小膠質(zhì)細(xì)胞的激活，維持腦微環(huán)境的功能穩(wěn)態(tài)可能是研究AD的新方向，也是防治AD炎癥反應(yīng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，尤其是中藥在治療AD中取得的療效不可忽略，有待進(jìn)一步深入探討。

[1] Mohandas E,Rajmohhan V,Raghunath B.Neurobiology of Alzheimer’s disease[J].Journal of Psychiatry,2009,51(1):55-61.

[2] Chen Xi,Walker DG,Schmidt AM,et al.RAGE:a potential target for Aβ-mediated cellular perturbation in Alzheimer’s disease[J].Current Molecular Medicine,2007(7):735-742.

[3] Pan Xiaodong,Zhu Yuan-gu,Lin Nan,et al.Microglial phagocytosis induced by fibrillar beta-amyloid is attenuated by oligomeric beta-amyloid:implications for Alzheimer's disease[J].Molecular Neurodegeeneration,2011(6):45.

[4] Law A,Gauthier S,Quirion S.Say NO to Alzheimer’s disease.the putative links between nitric oxide and dementia of the Alzheimer’s type[J].Brain Res Brain Res Rev, 2001,35(1):73.

[5] Lee Jong Kil,Schuchman Edward H,Jin Hee Kyung,et al.SolubleCCL5 Derived from Bone Marrow-DerivedMesenchymal Stem Cells and Activated by Amyloid beta Ameliorates Alzheimer’s Disease in Mice by Recruiting Bone Marrow-Induced Microglia Immune Responses[J].Stem Cells,2012,30(7):1544-1555.

[6] Lampron Antoine,Pimentel-Coelho Pedro M,Rivest Serge, et al.Migration of Bone Marrow-Derived Cells Into the Central Nervous System in Models of Neurodegeneration[J].Journal of Comparative Neurology,2013,521(17):3863-3876.

[7] Weisman D,Hakimian E,Ho GJ,et al.Interleukins,Inflammation,and Mechanisms of Alzheimer’s Disease[J].Vitam Horm,2006(74):505-530.

[8] Francois Arnaud,Terro Faraj,Janet Thierry,et al.Involvement of interleukin-1 beta in the autophagic process of microglia:relevance to Alzheimer’s disease[J].Journal of Neuroinflammation,2013(10):151.

[9] Androsova LV,Mikhailova NM,Zozulya SA,et al.Inflammatory markers in Alzheimer’s disease and vascular dementia[J].Zhurnal Nevrologii I Psikhiatrii Imeni S S Korsakova, 2014,113(2):49-53.

[10]Takeuhi H,Jin S,Wang J,et al.Tumor necrosis factor-alpha induces neurotoxicity via glutamate release from hemichannels of activated microglia in an autocrine manner[J].J Biol Chem,2006,281(30):21362-21368.

[11]McAlpine Fiona E,Lee Jae-Kyung,Harms Ashley S,et al.Inhibition of soluble TNF signaling in a mouse model of Alzheimer’sdiseasepreventspre-plaque amyloidassociated neuropathology[J].Neurobiology of Disease,2009, 34(1):163-177.

[12]Laws SM,Perneczky R,Wagenpfeil S,et al.TNF polymorphisms in Alzheimer disease and functional implications on CSF beta-amyloid levels[J].Hum Mutat,2005,26(1):29-35.

[13]郭艷芹,李校堃.TGF-β與老年性癡呆[J].中國(guó)臨床醫(yī)學(xué)雜志,2005,6(4):50-52.

[14]Angelopoulos P,Aqouridaki H,Vaiopoulos H,et al.Cytokines in Alzheimer’s disease and vascular dementia[J].Int J Neurosci, 2008,118(12):1659-1672.

[15]李小松.轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β在老年性癡呆中的作用和意義[J].現(xiàn)代診斷與治療,2004,15(2):110-113.

[16]Brionne TC,Tesseur I,Masliah E,et al.Loss of TGF-β1 leads to increased neuronal cell death and microgliosis in mouse brain[J].Neuron 2003,40(6):1133-1145.

[17]杜 歡,郭茂娟,姜希娟,等.RAGE與阿爾茨海默病關(guān)系的研究進(jìn)展[J].現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)進(jìn)展,2014,14(14):2773-2775.

[18]Deane R,Wu Z,Zlokvic BV.RAGE(yin versus)LRP(yang) balance regulates Alzheimer amliod β-peptide clearance through transport across the blood-brain barrier[J].Stoke, 2004,35(Supp11):2628-2631.

[19]Chen X,Walker DG,Schmidt AM,et al.RAGE:a potential target for Aβ-mediated cellular perturbation in Alzheimer’s disease[J].Curr Mol Med,2007,7(8):735-742.

[20]劉 宏,邢安鳳,劉國(guó)貞,等.晚期糖基終化物受體和低密度脂蛋白受體在慢性腦血流低灌注大鼠皮層和海馬的改變[J].解剖學(xué)報(bào),2009,40（2）:204-210.

[21]Cam JA,Zerbinatti CV,Knisely JM,et al.The low density lipoprotein receptor-related protein 1B retains betaamyloid precursor protein at the cell surface and reduces amyloid-beta peptide production[J].Biological Chemistry, 2004,279(28):29639-29646.

[22]Man Li,De-Shu Shang,Wei-Dong Zhao,et al.Amyloid Interaction with Receptor for Advanced Glycation End Products Up-Regulates Brain Endothelial CCR5 Expression and Promotes T Cells Crossing the Blood-Brain Barrier[J].The Journal of Immunology,2009,18(2):5778-5788.

[23]Huan Du,Pengtao Li,Jun Wang,et al.The interaction of Amyloid β and the receptor foradvanced glycation endproducts induces Matrix Metalloproteinase-2 expression in brain endothelial cells[J].Cell Mol Neurobiol,2012,32(2): 141-147.

[24]Mun-Bryce S,Lukes A,Wallace J,et al.Stromelysin-1 and gelatinase A are upregulated before TNF-a in LPS-stimulated neuroin ammation[J].Brain Res,2002,33(9):42-49.

[25]Lorenzl S,Albers DS,LeWitt PA,et al.Tissue inhibitors of matrix metalloproteinases are elevated in cerebrospinal?uid of neurodegenerative disease[J].J Neurol Sci,2003,20(7): 71-76.

[26]王永炎.老年性癡呆辨治[J].中國(guó)醫(yī)藥學(xué)報(bào),1994,9(2):49－51.

[27]陳 璐.補(bǔ)元聰腦湯治療腎虛痰淤型老年癡呆的臨床研究[D].沈陽:遼寧中醫(yī)藥大學(xué),2011.

[28]張俊英.精制清開靈對(duì)阿爾茨海默病模型鼠旳治療作用及機(jī)制研究[D].蘭州:蘭州大學(xué),2013.

[29]杜 歡,高 青.通絡(luò)救腦注射液對(duì)氧糖剝奪大鼠腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞胎盤生長(zhǎng)因子表達(dá)的影響[J].天津中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，33（3）：142-145.

[30]張 穎,林森相,華 茜,等.三七和梔子有效成分對(duì)AD轉(zhuǎn)基因小鼠早期腦內(nèi)淀粉樣蛋白清除作用機(jī)制[J].中國(guó)藥理學(xué)通報(bào),2012,28（2）:173-179.

[31]張?？?陸再華,楊研華.三七總皂苷對(duì)細(xì)胞免疫炎癥因子作用的研究進(jìn)展[J].中國(guó)藥師,2011,14（9）:1349-1350.

R592

：A

：1673－9043（2014）06－0378-03

2014-08-17）

10.11656/j.issn.1673-9043.2014.06.17

高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科研基金（201312101 20004）；天津市高等學(xué)?？萍及l(fā)展基金計(jì)劃項(xiàng)目（20130213）。

張亞新（1990-），女，碩士研究生，研究方向?yàn)橹嗅t(yī)藥防治腦病基礎(chǔ)研究。

杜 歡，E-mail：duhuan0420@163.com。