張婷 易黎

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小膠質(zhì)細(xì)胞在腦缺血中發(fā)揮雙相作用

張婷 易黎

缺血性腦卒中是以腦循環(huán)血流量減少為特征的腦血管疾病，嚴(yán)重危及人類健康，臨床上較為常見，如不及時(shí)救助，其病死率、致殘率均較高。發(fā)生缺血性腦卒中時(shí)腦內(nèi)各種炎癥免疫細(xì)胞被激活，各種炎癥介質(zhì)、細(xì)胞因子被釋放，介導(dǎo)神經(jīng)系統(tǒng)的二次損傷及修復(fù)過程，其中小膠質(zhì)細(xì)胞在腦缺血時(shí)的炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)及防止神經(jīng)元降解和壞死中均發(fā)揮重要作用。

小膠質(zhì)細(xì)胞是中樞神經(jīng)系統(tǒng)固有的免疫細(xì)胞，被認(rèn)為是中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)的主要免疫效應(yīng)器，起免疫監(jiān)視作用。小膠質(zhì)細(xì)胞在腦內(nèi)數(shù)量龐大，分布廣泛，不論是在生理還是病理情況下小膠質(zhì)細(xì)胞對(duì)腦內(nèi)微環(huán)境穩(wěn)態(tài)的維持以及應(yīng)對(duì)內(nèi)外界刺激造成的腦損傷方面都發(fā)揮著極其重要作用。大量的研究表明，腦缺血是引起小膠質(zhì)細(xì)胞激活的一個(gè)重要的因素，而小膠質(zhì)細(xì)胞的激活又會(huì)對(duì)腦缺血的結(jié)局造成很大的影響。雖然小膠質(zhì)細(xì)胞在腦缺血中的重要地位已被大量研究證實(shí)，但小膠質(zhì)細(xì)胞的具體激活路徑、機(jī)制以及相關(guān)的炎癥因子的作用尚未完全闡釋清楚，還有待進(jìn)一步研究。

1 小膠質(zhì)細(xì)胞

小膠質(zhì)細(xì)胞(Microglia,MG)在中樞神經(jīng)系統(tǒng)分布較廣，約占神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的10%～20%，其數(shù)量與神經(jīng)元的數(shù)量相當(dāng)[1]。小膠質(zhì)細(xì)胞在形態(tài)學(xué)、免疫表型及生物學(xué)功能上與單核/巨噬細(xì)胞系相關(guān)，雖關(guān)于其起源尚存在爭(zhēng)議，但大部分學(xué)者接受的觀點(diǎn)是小膠質(zhì)細(xì)胞來源于骨髓的單核細(xì)胞和(或)骨髓的造血干細(xì)胞[2]。

在正常腦組織中小膠質(zhì)細(xì)胞呈高度分枝狀[3]，為靜息狀態(tài)，可以為正常大腦提供一個(gè)高度動(dòng)態(tài)和高效的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。小膠質(zhì)細(xì)胞對(duì)外界刺激非常敏感，可迅速被激活并發(fā)揮其各種免疫效應(yīng)功能。有研究顯示，在動(dòng)物永久性大腦中動(dòng)脈閉塞模型中缺血會(huì)導(dǎo)致小膠質(zhì)細(xì)胞出現(xiàn)自噬，缺血后12 h可檢測(cè)到自噬標(biāo)記LC3-Ⅱ增加[4]。

2 小膠質(zhì)細(xì)胞的生物學(xué)功能

小膠質(zhì)細(xì)胞是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的免疫細(xì)胞，具有吞噬、抗原提呈和表達(dá)大量免疫相關(guān)因子的功能[5]。小膠質(zhì)細(xì)胞作為腦內(nèi)重要的免疫監(jiān)視器，可以在病理情況下如腦卒中、損傷、神經(jīng)變形以及腫瘤入侵時(shí)迅速被激活，由多分枝狀的靜息態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榘⒚装蜆拥木哂型淌晒δ艿幕罨∧z質(zhì)細(xì)胞，遷移到受損區(qū)域，并分泌各種細(xì)胞因子、炎癥介質(zhì)，其中有的可以引起炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)或者有神經(jīng)毒性，造成腦組織進(jìn)一步損傷，有的具有神經(jīng)保護(hù)作用，可以減少神經(jīng)元壞死的數(shù)量和程度。有實(shí)驗(yàn)證明，小膠質(zhì)細(xì)胞參與的急性炎癥反應(yīng)是通常有利于神經(jīng)細(xì)胞的存活[6]，而小膠質(zhì)細(xì)胞被長(zhǎng)期過度激活引起的慢性炎癥反應(yīng)通常會(huì)造成神經(jīng)組織損傷，導(dǎo)致神經(jīng)退行性疾病的發(fā)生[7]。因此，可以通過促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞分泌有神經(jīng)保護(hù)作用的營(yíng)養(yǎng)因子，抑制其分泌有促炎作用的炎癥介質(zhì)，以達(dá)到臨床上減輕神經(jīng)組織壞死、最大限度地保留神經(jīng)功能的目的。

3 小膠質(zhì)細(xì)胞的激活

引起小膠質(zhì)細(xì)胞活化的因素有很多，其中腦缺血是最重要的激活因素之一。缺血后神經(jīng)系統(tǒng)氧化應(yīng)激損傷是造成腦損害的重要機(jī)制之一，其中小膠質(zhì)細(xì)胞參與了氧化應(yīng)激損傷的主要過程。

有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明，小膠質(zhì)細(xì)胞在腦缺血/再灌注損傷后3 h開始活化，于腦缺血/再灌注后2 d達(dá)到高峰，并于腦缺血/再灌注4 d后基本達(dá)到靜息狀態(tài)，Iba-1陽性的小膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)量減少，體積變小[8]。對(duì)缺血性腦卒中患者進(jìn)行的臨床試驗(yàn)研究表明，患者發(fā)生腦缺血后的72 h內(nèi)可見小膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)生活化，并且直到腦缺血發(fā)生后30 d，腦梗死區(qū)、缺血半暗帶區(qū)仍可檢測(cè)到活化的小膠質(zhì)細(xì)胞[9]。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果為腦缺血/再灌注損傷后小膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)生活化提供了直接證據(jù)。在腦缺血/再灌注后較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)均可檢測(cè)到活化的小膠質(zhì)細(xì)胞，提示可以適當(dāng)?shù)匮娱L(zhǎng)腦卒中治療的時(shí)間窗，有機(jī)會(huì)增加其治療機(jī)會(huì)，減輕神經(jīng)細(xì)胞損傷及改善患者預(yù)后。

在神經(jīng)細(xì)胞混合培養(yǎng)中當(dāng)神經(jīng)元發(fā)生損傷時(shí)，與神經(jīng)元靠近或接觸的小膠質(zhì)細(xì)胞的激活程度遠(yuǎn)大于遠(yuǎn)離神經(jīng)元的小膠質(zhì)細(xì)胞，提示與腦內(nèi)損傷的神經(jīng)細(xì)胞接觸可能是激活小膠質(zhì)細(xì)胞的一個(gè)重要因素[10]。若神經(jīng)元受到傷害性刺激后若未死亡,小膠質(zhì)細(xì)胞被激活后可產(chǎn)生神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子，促進(jìn)神經(jīng)元的恢復(fù)；若神經(jīng)元死亡，小膠質(zhì)細(xì)胞則釋放毒性物質(zhì)，加速神經(jīng)元的死亡并清理吞噬已死亡的神經(jīng)元。腦缺血后局部腦損傷區(qū)域的小膠質(zhì)細(xì)胞會(huì)被細(xì)胞因子誘導(dǎo)而激活，同時(shí)缺血神經(jīng)元末梢釋放的Glu也會(huì)激活遠(yuǎn)離缺血區(qū)的神經(jīng)元NMDA受體,介導(dǎo)遠(yuǎn)離缺血區(qū)的小膠質(zhì)細(xì)胞的激活[11]。

4 小膠質(zhì)細(xì)胞在缺血性腦卒中的雙相作用

小膠質(zhì)細(xì)胞在中樞神經(jīng)系統(tǒng)受到傷害時(shí)可發(fā)揮加重腦組織損傷或是促進(jìn)修復(fù)、保護(hù)神經(jīng)的雙重作用，腦缺血激活的小膠質(zhì)細(xì)胞在腦損傷的過程中發(fā)揮重要的作用,除細(xì)胞因子外,多種酶、蛋白質(zhì)和受體的表達(dá)參與了調(diào)節(jié)毒性物質(zhì)和神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子的分泌。

4.1 發(fā)揮神經(jīng)毒性的物質(zhì)

4.1.1 NADPH氧化酶(NOX) 小膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)的NADPH氧化酶(NOX)是細(xì)胞內(nèi)氧自由基的一個(gè)重要來源，生理?xiàng)l件下可以維持小膠質(zhì)細(xì)胞的正常功能，在病理?xiàng)l件下參與炎癥反應(yīng)及神經(jīng)元壞死。NOX是缺血期間產(chǎn)生有害氧自由基(ROS)一個(gè)主要的復(fù)合體，ROS很不穩(wěn)定，半衰期極短，能奪取電子而使其它的敏感分子或化合物氧化，具有參與鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的趨向，容易形成惡性循環(huán)。Yoshioka 等[12]研究發(fā)現(xiàn)，大鼠短暫腦缺血后期小膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)活化的NOX表達(dá)增加。ROS能與蛋白質(zhì)、核酸、脂質(zhì)及其它分子如透明質(zhì)酸等反應(yīng)并破壞其分子結(jié)構(gòu)，發(fā)生超氧變化、交聯(lián)或斷裂，引起細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能破壞。

雖然一定水平的活性氧對(duì)于維持機(jī)體正常的生理功能具有重要意義，但過量水平的活性氧則會(huì)對(duì)機(jī)體造成氧化損傷[13]。一般生理狀況下ROS會(huì)被抗氧化物酶清除，其中最重要的就是超氧化物歧化酶(SOD)。SOD可以將過氧化物ROS轉(zhuǎn)化為過氧化氫中間產(chǎn)物，并進(jìn)而在過氧化氫酶和谷胱甘肽過氧化物酶的作用下將過氧化氫中間產(chǎn)物活化為無害的水形式，最終將過氧化氫的毒害作用消除。在正常生理環(huán)境中這是個(gè)有機(jī)的動(dòng)態(tài)平衡過程。但在腦缺血尤其是再灌注期由于氧化應(yīng)激和復(fù)雜的病理生理過程，產(chǎn)生大量的ROS無法正常代謝，導(dǎo)致細(xì)胞的正常結(jié)構(gòu)被攻擊引起損傷。所以ROS產(chǎn)物的出現(xiàn)既是缺血的直接結(jié)果，但同時(shí)也是加重缺血后的各種神經(jīng)損傷結(jié)果的誘因，因此抑制NOX可減少ROS的產(chǎn)生，使小膠質(zhì)細(xì)胞過度活化減少，氧化損傷減輕，神經(jīng)元變性過程減少。

4.1.2 核轉(zhuǎn)錄因子κB(NF-κB) 核轉(zhuǎn)錄因子κB(NF-κB)是一個(gè)轉(zhuǎn)錄因子蛋白家族。小膠質(zhì)細(xì)胞的激活可能與NF-κB的活化有關(guān)。Nurmi等[14]的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，大鼠局灶性腦缺血24h后NF-κB轉(zhuǎn)錄活性明顯增高，增高了260%。腦梗死1～2 d后NF-κB被誘導(dǎo)并移位至細(xì)胞核，23 h時(shí)可見缺血半暗帶的神經(jīng)元胞質(zhì)濃染，28 h時(shí)胞核和胞質(zhì)均有染色，38 h時(shí)則以胞核濃染為主，提示人腦缺血后NF-κB亦被激活，并從胞質(zhì)移位至胞核。此外，IL-1β等細(xì)胞因子可被NF-κB激活,而這些因子反過來又可激活NF-κB，使NF-κB活化在組織間不斷擴(kuò)散，從而加重炎癥反應(yīng)加重腦損傷。

4.1.3 半乳糖凝集素-3(Gal-3) 半乳糖凝集素-3是特異的β-半乳糖苷外源凝集素蛋白家族成員之一，是一個(gè)可與細(xì)胞表面分子、細(xì)胞內(nèi)糖蛋白和細(xì)胞外基質(zhì)蛋白相互作用的細(xì)胞內(nèi)和外凝集素。Gal-3是缺血性腦損傷時(shí)小膠質(zhì)細(xì)胞激活和增殖和遷移所必需的[15]，可以通過調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)參與腦缺血缺氧損傷。Doverhag等[16]的研究發(fā)現(xiàn)，缺血性腦損傷后Gal-3基因和蛋白表達(dá)增加，Gal-3缺乏的小鼠腦組織內(nèi)會(huì)積聚更多的小膠質(zhì)細(xì)胞，但與此同時(shí)伴隨有基質(zhì)金屬蛋白酶-9和硝基酪氨酸的水平降低，這樣的小鼠腦損傷較輕，尤其是海馬和紋狀體更為明顯，提示Gal-3增加會(huì)引起腦缺血加重。

4.1.4 其他發(fā)揮毒性作用的物質(zhì) 腦缺血后小膠質(zhì)細(xì)胞活化，活化的小膠質(zhì)細(xì)胞分泌CC趨化因子CCL3和CCL5增加。有研究發(fā)現(xiàn)新生鼠腦在急性膽缺氧時(shí)CCL3濃度明顯升高，8～72 h達(dá)到高峰，結(jié)果顯示CCL3上調(diào)與單核細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞聚集于腦損傷區(qū)域相關(guān)聯(lián)[17]。在小鼠側(cè)腦室注射CCL3可以增加腦梗死體積，而注射趨化因子拮抗劑則可以劑量依賴性地減少腦梗死體積[18]。在局灶性腦缺血模型中敲除CCL5后的小鼠與野生小鼠相比，梗死面積明顯減少，血腦屏障的滲透性降低[19]，提示抑制CCL5有望減輕缺血后腦損傷。

小膠質(zhì)細(xì)胞表面表達(dá)有Toll-樣受體(TLR)和NOD-樣受體(NLR)，可以識(shí)別病原體和損傷的分子信號(hào)，引起促炎細(xì)胞因子的基因表達(dá)，局部感染、系統(tǒng)感染、神經(jīng)退行性疾病和無菌性損傷都會(huì)促使小膠質(zhì)細(xì)胞激活[20]。TLR2在小膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)表達(dá)上調(diào)及TLR2介導(dǎo)的信號(hào)通路是腦缺血中的重要事件，參與腦缺血的惡化[21]。局灶性腦缺血后缺血腦組織 TLR2 mRNA 的表達(dá)明顯上調(diào)。缺血性腦卒中患者的外周血細(xì)胞 TLR2的表達(dá)明顯上調(diào)，將腦卒中患者的外周血加入單核細(xì)胞和人臍帶-靜脈內(nèi)皮細(xì)胞中，可誘導(dǎo)明顯的炎癥反應(yīng)，且該反應(yīng)可被 TLR2 抗體所抑制[22]。有研究應(yīng)用大鼠局部腦缺血/再灌注模型和體外氧糖剝奪再灌注系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)小膠質(zhì)細(xì)胞上的TLR2受體活化可導(dǎo)致IL-23分泌，IL-23可進(jìn)一步刺激小膠質(zhì)細(xì)胞分泌IL-17[23]。TLR2、IL-23和IL-17通路激活可導(dǎo)致神經(jīng)元凋亡增加，加重腦缺血。

高遷移率族蛋白B1(HMGB1)是腦缺血后激活小膠質(zhì)細(xì)胞的一個(gè)細(xì)胞因子。在大鼠腦缺血模型中HMGB1在血液中和腦脊液中的水平增加，促進(jìn)神經(jīng)炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致缺血后神經(jīng)退行性改變[20]。血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)在腦缺血后12 h同對(duì)照組相比表達(dá)明顯下降，在3 d和1周后迅速上升，其受體(AT1/AT2)的表達(dá)也上調(diào)，在腦缺血后12 h達(dá)到高峰，隨后下降。依達(dá)拉奉可通過抑制小膠質(zhì)細(xì)胞AngⅡ及其受體的表達(dá)減輕神經(jīng)炎癥反應(yīng)[24]。此外，還有實(shí)驗(yàn)表明Notch信號(hào)、富含半胱氨酸的酸性蛋白(SPARC)會(huì)增加神經(jīng)炎性反應(yīng)和膠質(zhì)化反應(yīng)，在腦缺血中發(fā)揮神經(jīng)毒性作用。

4.2 發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用的物質(zhì)

腦缺血后小膠質(zhì)細(xì)胞的功能活化在特定條件下可通過調(diào)節(jié)某些受體、蛋白或細(xì)胞因子的表達(dá)來發(fā)揮腦保護(hù)作用。有實(shí)驗(yàn)證實(shí)，腦缺血后在不進(jìn)行任何干預(yù)的情況下腦梗死體積也有自然縮小的趨勢(shì)，動(dòng)物受損的肢體運(yùn)動(dòng)功能隨時(shí)間延長(zhǎng)也有很大程度的恢復(fù)[25]。研究發(fā)現(xiàn)，缺失小膠質(zhì)細(xì)胞的小鼠在腦缺血中腦梗死面積增加，神經(jīng)元凋亡的機(jī)率也增加了1倍[15]，所以小膠質(zhì)細(xì)胞在腦缺血中會(huì)通過某些機(jī)制發(fā)揮腦保護(hù)作用。

4.2.1 蛋白激酶CK2 腦缺血后小膠質(zhì)細(xì)胞在表達(dá)上調(diào)NADPH氧化酶的同時(shí)，也上調(diào)蛋白激酶CK2。蛋白激酶CK2 也稱為酪蛋白激酶2，在組織和細(xì)胞內(nèi)廣泛分布，為具有免疫活性的小分子多肽。神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)的CK2 由小膠質(zhì)細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞共同分泌，作為一種調(diào)節(jié)遞質(zhì)在細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞之間發(fā)揮作用。Kim等[26]研究發(fā)現(xiàn)CK2具有負(fù)性調(diào)節(jié)NADPH 氧化酶活性的作用，在實(shí)驗(yàn)性腦缺血中具有神經(jīng)保護(hù)功能。氧化應(yīng)激引起ROS增加時(shí)CK2的活性受到抑制，使NADPH 氧化酶活性增加，從而促進(jìn)活性氧產(chǎn)生及神經(jīng)元變性。因此，在治療腦缺血時(shí)可通過提高CK2的活性來延遲或阻斷神經(jīng)細(xì)胞死亡，從而保護(hù)受損傷的腦組織。

4.2.2 P2X7受體 P2X7受體是P2嘌呤受體家族的一個(gè)亞型，主要表達(dá)于小膠質(zhì)細(xì)胞和巨噬細(xì)胞，與細(xì)胞外的三磷酸腺苷結(jié)合而被激活。Yanagisawa等[27]的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)大鼠局部腦組織發(fā)生缺血時(shí)缺血核心區(qū)和缺血半暗帶的小膠質(zhì)細(xì)胞活化，表達(dá)P2X7受體增多，結(jié)果證實(shí)P2X7受體可介導(dǎo)ATP 信號(hào)通路，小膠質(zhì)細(xì)胞可通過調(diào)節(jié)此通路發(fā)揮腦保護(hù)作用，如果持續(xù)阻斷P2X7 受體可加重缺血腦組織的損傷。Chu 等[28]通過研究大鼠短暫性全腦缺血模型發(fā)現(xiàn)，阻斷 P2X7受體后大鼠行為障礙得到改善，激活的小膠質(zhì)細(xì)胞分泌的炎癥介質(zhì)TNF-α、IL-1β、IL-6也相應(yīng)減少。

4.2.3 其他具有腦保護(hù)作用的物質(zhì) 腦缺血后反應(yīng)性小膠質(zhì)細(xì)胞一方面轉(zhuǎn)化為吞噬細(xì)胞，吞噬掉死亡的神經(jīng)元；另一方面可分泌轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β(TGFβ)、干擾素α(INFα)、胰島素樣生長(zhǎng)因子1(IGF1)、堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(bFGF)、血小板源性生長(zhǎng)因子(PDGF)和膠質(zhì)細(xì)胞源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(GDFN)等多種神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子，支持神經(jīng)元的存活，重建缺血區(qū)內(nèi)的穩(wěn)態(tài)[29]。

4.3 可能發(fā)揮雙相作用的物質(zhì)

4.3.1 一氧化氮合酶(NOS) 一氧化氮合酶(NOS)是產(chǎn)生NO的重要酶類，分為神經(jīng)型一氧化氮合酶(nNOS)、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)和內(nèi)皮型一氧化氮合酶(eNOS)。腦缺血后活化的小膠質(zhì)細(xì)胞、神經(jīng)元及內(nèi)皮細(xì)胞通過上調(diào)iNOS的表達(dá)產(chǎn)生NO。Wakita等[30]的實(shí)驗(yàn)表明，小膠質(zhì)細(xì)胞活化后所產(chǎn)生的NO具有高度毒性，可直接殺傷培養(yǎng)的人胚胎皮質(zhì)神經(jīng)元，還可使少突膠質(zhì)細(xì)胞溶解。根據(jù)Vannucchi等[31]的研究結(jié)果表明，腦缺血后nNOS免疫反應(yīng)性神經(jīng)元數(shù)量增加，小膠質(zhì)細(xì)胞中等程度活化，大鼠預(yù)后較好；如果損傷嚴(yán)重，nNOS免疫反應(yīng)性神經(jīng)元數(shù)量顯著減少，iNOS免疫反應(yīng)性神經(jīng)元數(shù)量增加，大量的小膠質(zhì)細(xì)胞被活化，大鼠預(yù)后較差，推測(cè)nNOS和iNOS可以通過調(diào)控小膠質(zhì)細(xì)胞的活化狀態(tài)影響腦組織損傷后的結(jié)局。

4.3.2 腫瘤壞死因子α(TNF-α) 人體腦內(nèi)的小膠質(zhì)細(xì)胞可產(chǎn)生腫瘤壞死因子(TNF)，在腦缺血和腦內(nèi)炎癥中發(fā)揮重要作用。TNF-α在缺血性腦卒中中的作用仍然有爭(zhēng)議，可能同時(shí)具有神經(jīng)毒性和神經(jīng)保護(hù)作用。有研究發(fā)現(xiàn)，TNF-α參與缺血腦組織的損害過程，局灶性腦缺血1 h后皮質(zhì)就觀察到TNF-α mRNA的表達(dá)，12 h達(dá)高峰，一直持續(xù)到5 d后[32]。TNF-α可促進(jìn)血小板活化因子的合成與表達(dá)及第11因子的釋放，抑制抗凝機(jī)制如血栓調(diào)節(jié)蛋白C蛋白，增加纖維蛋白溶酶原，增加血栓的形成[33]。然而，Lambertsen等[34]研究發(fā)現(xiàn)，與野生型相比TNF敲除的小鼠皮層梗死體積增大，行為學(xué)障礙的發(fā)生也增加，說明小膠質(zhì)細(xì)胞通過合成TNF，在局部腦缺血的急性期發(fā)揮著腦保護(hù)作用。TLR9配體通過TNF-α依賴性機(jī)制可發(fā)揮腦保護(hù)作用，Stevens等[35]研究發(fā)現(xiàn)腦缺血前給予TLR9配體預(yù)刺激，可時(shí)間依賴性及劑量依賴性地減少小鼠腦缺血程度。此外，TNF-α刺激膠質(zhì)細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和星形細(xì)胞表達(dá)神經(jīng)生長(zhǎng)因子，有助于缺血腦區(qū)和周圍腦區(qū)神經(jīng)元的存活。

4.3.3 谷氨酸 發(fā)生缺血性腦損傷時(shí)小膠質(zhì)細(xì)胞可釋放一種神經(jīng)毒素——谷氨酸，谷氨酸通過激活谷氨酸門控通道可使Na+過度內(nèi)流，造成細(xì)胞水腫，從而引起神經(jīng)元損傷。此外，過度釋放的谷氨酸可作用于NMDA受體，激活NMDA受體門控鈣通道，引起Ca2+內(nèi)流，進(jìn)而導(dǎo)致神經(jīng)元遲發(fā)性死亡[36]。但是，也有研究發(fā)現(xiàn)在大鼠的受損皮質(zhì)中當(dāng)谷氨酸在突觸間隙過度積聚時(shí)周圍的阿米巴樣小膠質(zhì)細(xì)胞會(huì)表達(dá)谷氨酸-天冬氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體(GLAST)和谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體-1(GLT-1)，從而清除細(xì)胞外異常增加的谷氨酸，減輕其介導(dǎo)的神經(jīng)元損傷，以起到神經(jīng)保護(hù)作用[37]。

4.3.4 白介素(IL) 中樞神經(jīng)系統(tǒng)缺血缺氧性損傷時(shí)小膠質(zhì)細(xì)胞被激活并分泌白介素，白介素是一種在白細(xì)胞或免疫細(xì)胞間起作用的淋巴因子，具有傳遞信息、激活與調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞等功能，在炎癥反應(yīng)中起重要作用，但是不同的白介素亞類在腦缺血中發(fā)揮不同的作用。

在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中正常情況下有少量IL-1表達(dá)，且主要為IL-1β，可由神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞合成。腦缺血后IL-1β升高，IL-1β可進(jìn)一步激活小膠質(zhì)細(xì)胞，激活的小膠質(zhì)細(xì)胞可通過釋放其他細(xì)胞因子加重腦損傷。此外，IL-1β還可趨化多形核細(xì)胞在炎癥局部沉積，并在損傷部位活化，從而進(jìn)一步加重腦損傷[38]。有體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，活化的小膠質(zhì)細(xì)胞分泌的IL-1β可作用于NMDA受體，引起海馬神經(jīng)元損傷，而應(yīng)用IL-1β受體阻滯劑可減輕這種損傷[39]。IL-1β還可刺激星形膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生NO和TNF-α，并可進(jìn)一步與TNF-α共同刺激星形膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生更多的NO，從而引起神經(jīng)損害[40]。然而，也有研究得出IL-1β具有增強(qiáng)神經(jīng)元抗損傷和促進(jìn)修復(fù)的作用[33]。所以，腦缺血后腦內(nèi)IL-1β增加可能具有損傷和修復(fù)雙重作用，但是具體的可能作用機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。

Chang等[41]檢測(cè)到高水平血清IL-10 與急性腦卒中患者48 h后出現(xiàn)神經(jīng)功能障礙有關(guān)。血清IL-10 水平是急性腦卒中發(fā)生90 d 后不良臨床結(jié)局的獨(dú)立預(yù)報(bào)因子。此外，IL-10 還可能通過介導(dǎo)Bcl-2 表達(dá)增加和caspase-3 活性抑制的抗細(xì)胞凋亡途徑發(fā)揮細(xì)胞保護(hù)作用。

IL-6在神經(jīng)炎癥中的作用往往是雙重的角色，在小膠質(zhì)細(xì)胞激活的過程中IL-6的釋放增加有時(shí)介導(dǎo)了神經(jīng)保護(hù)作用[42]，而有時(shí)介導(dǎo)了神經(jīng)毒性作用，其機(jī)制與IL-6激活了其下游的信號(hào)通路分子STAT 和ERK有關(guān)[43]。在短暫局灶性腦缺血小鼠上IL-6可以有效減少缺血后腦梗死的體積，其機(jī)制與IL-6信號(hào)通路中的gp130-STAT3的激活以及超氧化物歧化酶的表達(dá)有關(guān)[44]。

4.3.5 基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs) 基質(zhì)金屬蛋白酶是一種能夠分解細(xì)胞外蛋白的一種酶，還可參與細(xì)胞外基質(zhì)的重組。正常情況下MMPs位于胞漿，處于未活化狀態(tài)，以酶原形式存在于小膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)。MMPs可以被蛋白酶(如纖溶酶)分解，或者被其他處于活躍狀態(tài)的MMPs分解[45]。當(dāng)發(fā)生炎癥和缺氧等損傷時(shí)小膠質(zhì)細(xì)胞激活引起MMP-2和MMP-3顯著增加，增加的MMP會(huì)降解細(xì)胞外基質(zhì)成分，對(duì)局部神經(jīng)元膜結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生損害，導(dǎo)致神經(jīng)元變性和壞死。激活的小膠質(zhì)細(xì)胞還可釋放MMP-3和MMP-9，與野生對(duì)照小鼠相比，缺少M(fèi)MP-3或MMP-9的小鼠缺血后腦損傷減輕[46]。實(shí)驗(yàn)研究表明，急性抑制MMP可縮小腦梗死體積、減輕腦水腫以及重組組織型纖溶酶原激活劑導(dǎo)致的出血[47]。然而，缺血后持續(xù)抑制MMPs并不利于功能恢復(fù)，因?yàn)檫@些蛋白酶在腦缺血后神經(jīng)血管重塑中起非常重要的作用[48]。米諾四環(huán)素對(duì)野生型小鼠的永久性腦缺血起保護(hù)作用，而在缺MMP-9的小鼠中沒有作用，提示MMP-9可能是米諾四環(huán)素發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)機(jī)制的重要物質(zhì)[49]。

5 總 結(jié)

腦缺血時(shí)小膠質(zhì)細(xì)胞可通過調(diào)節(jié)受體、蛋白或細(xì)胞因子的表達(dá)發(fā)揮腦保護(hù)作用，也可以通過釋放或分泌一系列炎癥細(xì)胞因子、蛋白及其他生物活性物質(zhì)介導(dǎo)神經(jīng)毒性作用，引起繼發(fā)性腦損傷，在腦缺血后炎性反應(yīng)中具有重要的作用。因此，抑制小膠質(zhì)細(xì)胞分泌神經(jīng)毒性因子或拮抗其毒性作用、促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞分泌具有神經(jīng)保護(hù)的物質(zhì)、調(diào)控小膠質(zhì)細(xì)胞表面或細(xì)胞內(nèi)受體或蛋白分子、阻斷小膠質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)或氧化應(yīng)激損傷等將為腦缺血的治療及改善預(yù)后提供新思路。

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(2016-04-22收稿 2016-05-24修回)

518035 深圳市，北京大學(xué)深圳醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科[張婷 易黎(通信作者)]

R743

A

1007-0478(2016)06-0471-05

10.3969/j.issn.1007-0478.2016.06.024