張思然，李成檀，楊 怡，張麗慧

（1.浙江醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，浙江杭州 310013；2.杭州師范大學(xué)醫(yī)學(xué)院藥學(xué)系，醫(yī)學(xué)神經(jīng)生物學(xué)杭州市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江杭州 310036）

急性腦缺血是世界范圍內(nèi)重大的腦血管疾病，具有發(fā)病率和致殘致死率高的特點(diǎn)，目前尚缺乏治療或延緩腦缺血損傷的有效方法。缺血引起的腦組織缺氧以及缺血再灌注，觸發(fā)了一系列腦缺血級(jí)聯(lián)反應(yīng)，最終導(dǎo)致神經(jīng)元死亡和神經(jīng)功能障礙［1-3］。近期大量研究表明，氧化應(yīng)激、炎癥和自噬作為腦缺血再灌注后的關(guān)鍵分子事件，在缺血性腦損傷的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中起重要作用，靶向這些機(jī)制顯示有益的神經(jīng)保護(hù)作用。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，腦缺血后的氧化應(yīng)激對(duì)細(xì)胞自噬和炎癥反應(yīng)有重要調(diào)控作用，反之，自噬活性改變又對(duì)氧化應(yīng)激與炎癥反應(yīng)產(chǎn)生影響，三者之間存在密切而復(fù)雜的相互作用。而且，腦內(nèi)神經(jīng)元、膠質(zhì)細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞等構(gòu)成神經(jīng)血管單元（neurovascular unit，NVU）共同參與腦缺血損傷［2］。本文主要介紹腦缺血損傷過(guò)程中氧化應(yīng)激、炎癥和自噬的作用機(jī)制及其相互作用研究進(jìn)展。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步討論腦缺血損傷的潛在治療干預(yù)措施，旨在為尋找有效的神經(jīng)保護(hù)策略提供新思路。

1 腦缺血后氧化應(yīng)激損傷與抗損傷

機(jī)體氧化和抗氧化系統(tǒng)之間的穩(wěn)態(tài)被破壞而形成的氧化應(yīng)激狀態(tài)是腦缺血損傷的關(guān)鍵機(jī)制［4-5］。體內(nèi)活性氧（reactive oxygen species，ROS）主要通過(guò)細(xì)胞線粒體琥珀酸脫氫酶（succinate dehydro?genase，SDH）和NADPH氧化酶等途徑產(chǎn)生。已有證據(jù)表明，腦缺血再灌注后選擇性聚集的琥珀酸被SDH快速氧化，通過(guò)線粒體復(fù)合物Ⅰ逆向電子傳遞產(chǎn)生過(guò)量的線粒體ROS是腦缺血后ROS的重要來(lái)源［6-7］。ROS作為腦內(nèi)關(guān)鍵的信號(hào)分子直接或間接介導(dǎo)缺血性腦損傷的諸多病理過(guò)程。主要機(jī)制有［2-8］：①直接破壞細(xì)胞脂類、蛋白質(zhì)和核酸；②損傷細(xì)胞線粒體，促進(jìn)細(xì)胞色素c等多種蛋白釋放，進(jìn)而誘發(fā)線粒體依賴的細(xì)胞凋亡；③損傷血管內(nèi)皮細(xì)胞，增加血腦屏障（blood-brain barrier，BBB）通透性；④誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄因子NF-κB激活和炎癥細(xì)胞因子產(chǎn)生；⑤調(diào)節(jié)自噬。另一方面，體內(nèi)產(chǎn)生NO的一氧化氮合酶（nitric oxide synthase，NOS）存在3種亞型：內(nèi)皮型NOS（endothelial NOS，eNOS）、神經(jīng)元型NOS（neuronal NOS，nNOS）和誘導(dǎo)型NOS（inducible NOS，iNOS）。eNOS和nNOS為鈣依賴型，調(diào)節(jié)產(chǎn)生低濃度的NO。eNOS通過(guò)NO的血管活性作用促進(jìn)循環(huán)血流，產(chǎn)生神經(jīng)保護(hù)作用［5，9］。腦缺血后nNOS在早期表達(dá)增加，通過(guò)與連接蛋白突觸后致密物95（postsynaptic density-95，PSD-95）結(jié)合，介導(dǎo)谷氨酸興奮性毒性［5，10］。小分子 ZL006抑制nNOS-PSD-95相互作用減輕缺血后神經(jīng)元損傷，促進(jìn)其修復(fù)［11-12］。iNOS為非鈣依賴型，其活性主要由信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路所調(diào)控，腦缺血誘導(dǎo)iNOS在炎癥及神經(jīng)細(xì)胞持續(xù)高表達(dá)并產(chǎn)生大量NO，在缺血性腦損傷中起重要作用。過(guò)量NO可進(jìn)一步與超氧陰離子反應(yīng)生成強(qiáng)氧化性的過(guò)氧亞硝酸鹽，也可干擾超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）活性，參與腦缺血損傷［4，9］。

在系列抗氧化治療研究中，尿酸（uric acid，UA）和米諾環(huán)素（minocycline）的基礎(chǔ)與臨床研究取得進(jìn)展。UA是人體內(nèi)嘌呤分解代謝的最終產(chǎn)物和內(nèi)源性抗氧化劑［5］。在血栓栓塞性腦缺血模型，UA可抑制腦組織中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)，降低ROS和活性氮水平，減輕腦梗死和神經(jīng)損傷，并與溶栓藥重組組織型纖溶酶原激活劑（recombinant tissue-type plasminogen activator，rtPA）產(chǎn)生協(xié)同作用［13-15］。臨床試驗(yàn)結(jié)果表明，UA和rtPA聯(lián)用是安全的，并可防止急性缺血性卒中（acute ischemic stroke，AIS）患者循環(huán)UA水平的早期降低，預(yù)防AIS早期缺血惡化的發(fā)生，改善功能預(yù)后［15-18］。UA還改善女性及高血糖患者的改良Rankin量表（modified Rankin scale，MRS）評(píng)分，其機(jī)制與提高女性抗氧化能力，改善葡萄糖誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激有關(guān)［15］。腦缺血患者入院時(shí)較高的UA水平與良好的預(yù)后相關(guān)［15］。半合成四環(huán)素-米諾環(huán)素具有抗氧化作用，可抑制iNOS表達(dá)和丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量，上調(diào)eNOS表達(dá)，減少全腦缺血大鼠海馬神經(jīng)細(xì)胞死亡，提高學(xué)習(xí)記憶成績(jī)［19-20］。隨機(jī)對(duì)照臨床試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，米諾環(huán)素能改善AIS患者M(jìn)RS評(píng)分；單用米諾環(huán)素或與tPA合用有良好的耐受性和安全性，t1/2約為24 h，提示其是一種潛在的治療AIS的神經(jīng)保護(hù)藥［21-22］。國(guó)家一類新藥丁苯酞（nbutylphthalide，NBP）是一個(gè)多靶點(diǎn)抗腦缺血藥物，NBP及其衍生物可明顯改善缺血后線粒體能量代謝，減少細(xì)胞內(nèi)ROS和MDA水平，上調(diào)內(nèi)源性抗氧化系統(tǒng)如核因子E2相關(guān)因子2（NF-E2-related factor 2，Nrf2）、谷胱甘肽、維生素C、SOD和血紅素氧合酶1等活性，減輕腦梗死和腦水腫，改善神經(jīng)功能［23-26］。已上市的依達(dá)拉奉（edaravone）是一種靶向自由基的低分子抗氧化劑，具有親脂性，易于通過(guò)細(xì)胞膜，能有效提高腦缺血后抗氧化系統(tǒng)活性，清除多種ROS和過(guò)氧亞硝酸鹽［26-27］。一項(xiàng)最近的臨床研究顯示，AIS發(fā)作4.5 h內(nèi)聯(lián)合應(yīng)用依達(dá)拉奉和tPA可減少癥狀性顱內(nèi)出血及改善神經(jīng)功能評(píng)分［28］。此外，國(guó)內(nèi)學(xué)者還發(fā)現(xiàn)多種天然藥物如丹參素冰片酯［29］、白楊素［30］、黃芩苷和黃芩素［31］顯示有效的抗氧化損傷活性。但前期有希望的自由基清除劑NXY-059在擴(kuò)大臨床試驗(yàn)中已宣布無(wú)效［5］。

2 腦缺血后炎癥反應(yīng)及神經(jīng)保護(hù)策略

腦缺血炎癥反應(yīng)在缺血性腦損傷病理過(guò)程中起重要作用。在急性期，腦組織缺血缺氧促使炎癥細(xì)胞激活及小分子炎癥介質(zhì)如炎癥細(xì)胞因子和半胱氨酰白三烯（cysteinyl leukotrienes，CysLT）上調(diào)，導(dǎo)致急性神經(jīng)炎癥和神經(jīng)元損傷；在亞急性和慢性期，腦缺血炎癥導(dǎo)致腦組織膠質(zhì)細(xì)胞增生、神經(jīng)元凋亡和腦組織萎縮等。這些過(guò)程均伴有神經(jīng)功能的損傷。

重要炎癥細(xì)胞因子白細(xì)胞介素1β（interleukin-1，IL-1β）、IL-6和腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factor α，TNF-α）水平異常增高是導(dǎo)致腦缺血炎癥損傷的關(guān)鍵因素及治療靶標(biāo)。在IL-1家族，IL-1α和IL-1β及IL-1受體拮抗劑（IL-1 receptor antagonist，IL-1Ra）與腦缺血損傷密切相關(guān)。IL-1α和IL-1β缺乏減輕小鼠腦梗死；腦缺血再灌注后IL-1β表達(dá)增高，側(cè)腦室注射IL-1β加重缺血后腦梗死，IL-1β被認(rèn)為更多參與腦缺血損傷的發(fā)病機(jī)制；而內(nèi)源性IL-1Ra具有抗炎作用［5，32-33］。近年來(lái)，核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體蛋白（nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor proteins，NLRP）炎癥小體與腦缺血損傷關(guān)系研究取得進(jìn)展。腦缺血后，NLRP3/胱天蛋白酶1/IL-1β通路激活介導(dǎo)腦缺血炎癥和神經(jīng)元死亡，NLRP3主要表達(dá)在小膠質(zhì)細(xì)胞，也表達(dá)在內(nèi)皮細(xì)胞、星形膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)元［34-36］。除NLRP3外，NLRP1在神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)增加與腦缺血損傷有關(guān)［34，37］。許多研究表明，腦缺血后，TNF-α和IL-6及其受體表達(dá)的增加參與腦缺血炎癥和神經(jīng)元死亡，抑制TNF-α和IL-6通路可減輕腦缺血損傷［32-33，38］。但也有觀點(diǎn)認(rèn)為，TNF-α和IL-6在腦缺血中具有雙重作用，IL-6在急性期作為炎癥介質(zhì)，在亞急性和慢性期則有神經(jīng)保護(hù)作用；而TNF-α和增高的TNF受體2（TNF receptor 2，TNFR2）結(jié)合與缺血預(yù)適應(yīng)有關(guān)［33，39-40］。另一方面，抗炎細(xì)胞因子IL-10和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β（transforming growth factorβ，TGF-β）被發(fā)現(xiàn)可限制腦缺血炎癥，促進(jìn)腦損傷恢復(fù)［33，41］。干預(yù)治療研究顯示，在大鼠短暫性大腦中動(dòng)脈阻塞（transient middle cerebral artery occlusion，tMCAO）模型上，外源性給予IL-1Ra可減輕大鼠缺血后炎癥及腦梗死，促進(jìn)功能恢復(fù)［42-43］，應(yīng)用細(xì)胞療法增加內(nèi)源性IL-1Ra表達(dá)對(duì)持續(xù)性MCAO（permanent MCAO，pMCAO）缺血也顯示有效的神經(jīng)保護(hù)作用［44］。但AIS后，血漿IL-1Ra升高與高感染風(fēng)險(xiǎn)的相關(guān)性應(yīng)引起注意［14］。此外，靶向炎癥小體信號(hào)通路的系列措施，如NLRP IVIg、白藜蘆醇、姜黃素、胱天蛋白酶1和NF-kB抑制劑等在實(shí)驗(yàn)研究中顯示抗腦缺血作用［35-37］。研究表明，米諾環(huán)素可抑制大鼠短暫性頸總動(dòng)脈阻塞（common carotid artery occlusion，CCAO）誘導(dǎo)的海馬小膠質(zhì)細(xì)胞激活及IL-1β和TNF-α水平，減輕CA1神經(jīng)元死亡和記憶障礙［19］。在tMCAO和BV2細(xì)胞缺糖缺氧/恢復(fù)（oxygen and glucose deprivation/recov?ery，OGD/R）模型上，米諾環(huán)素通過(guò)抑制小膠質(zhì)細(xì)胞NLRP3產(chǎn)生神經(jīng)保護(hù)作用［45］。在自發(fā)性高血壓大鼠，米諾環(huán)素增加tMCAO后腦灌流和緊密連接蛋白表達(dá)，降低BBB通透性，抑制小膠質(zhì)細(xì)胞/巨噬細(xì)胞激活以及IL-1β和TNF-α表達(dá)，上調(diào)IL-10和TGF-β表達(dá)，進(jìn)而減輕腦梗死［46］；米諾環(huán)素與tPA聯(lián)用不僅減輕腦缺血損傷，還可保護(hù)血管，減少tPA引起的出血，并提供更寬的治療時(shí)間窗，提示米諾環(huán)素具有潛在的抗腦缺血應(yīng)用前景［5，47］。此外，依達(dá)拉奉和NBP可抑制缺血再灌注炎癥細(xì)胞因子IL-6，IL-1β和TNFα表達(dá)，但實(shí)驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)，依達(dá)拉奉同時(shí)下調(diào)血漿IL-1Ra和IL-10水平，其機(jī)制有待進(jìn)一步研究［48-49］。

近十幾年來(lái)，5-脂氧合酶（5-lipoxygenase，5-LOX）/CysLT信號(hào)通路在腦缺血炎癥損傷中的作用得到闡明。5-LOX產(chǎn)物CysLT是腦內(nèi)重要的炎癥介質(zhì)，主要通過(guò)激動(dòng)CysLT1受體（CysLT1 receptor，CysLT1R）和CysLT2R產(chǎn)生作用。在大鼠tMCAO模型，腦缺血中心區(qū)再灌注12～24 h，5-LOX mRNA和蛋白表達(dá)明顯增高，且主要表達(dá)在神經(jīng)元；在缺血周邊區(qū)，再灌注3～14 d，5-LOX mRNA和蛋白表達(dá)的增高主要在增生的星形膠質(zhì)細(xì)胞；腦組織5-LOX產(chǎn)物CysLT水平也相應(yīng)增高［50］。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，在缺血急性期和后期，CysLT1R和CysLT2R分別在中心區(qū)神經(jīng)元和小膠質(zhì)細(xì)胞中以及周邊區(qū)增生的星形膠質(zhì)細(xì)胞中表達(dá)增加，介導(dǎo)腦損傷［51-52］。在體外培養(yǎng)細(xì)胞中，CysLT1R參與OGD/R誘導(dǎo)的血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷［53］；CysLT2R通過(guò)細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶（extracellular signal-regu?lated kinase，ERK）/p38絲裂原活化蛋白激酶（p38 mitogen-activated protein kinase，p38 MAPK）通路介導(dǎo)星形膠質(zhì)細(xì)胞水通道蛋白4表達(dá)［54］。對(duì)5-LOX抑制劑和CysLTR拮抗劑的研究表明，5-LOX非選擇性抑制劑咖啡酸（caffeic acid）在體外可抑制OGD/R誘導(dǎo)的ROS生成和5-LOX激活，提高缺血樣處理的PC12細(xì)胞存活率［55］。在短暫性全腦缺血模型上，咖啡酸抑制5-LOX表達(dá)，增加海馬SOD活性，下調(diào)NF-kB表達(dá)及MDA含量，減輕缺血性腦損傷及學(xué)習(xí)記憶障礙［56］；5-LOX選擇性抑制劑齊留通（zileuton）也通過(guò)抑制5-LOX，下調(diào)腦組織炎癥細(xì)胞因子和提高抗炎癥細(xì)胞因子含量，提供神經(jīng)保護(hù)作用［57］。CysLT1R拮抗劑普侖司特（pran?lukast）劑量依賴性地減輕大鼠和小鼠tMCAO急性期BBB破壞和神經(jīng)元死亡及再灌注后14和70 d腦梗死和膠質(zhì)疤痕形成，改善神經(jīng)功能［58-60］；另一CysLT1R拮抗劑孟魯司特（montelukast）可預(yù)防pMCAO誘導(dǎo)的小鼠急性腦損傷；缺血后30 min給藥仍減輕腦梗死和腦水腫；藥物也減輕tMCAO小鼠和大鼠缺血后28 d腦梗死、腦萎縮及神經(jīng)功能障礙［60-61］。HAMI3379是近年來(lái)報(bào)道的CysLT2R選擇性拮抗劑，體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，其可有效抑制小膠質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)的原代神經(jīng)元缺血樣損傷［62］。在大鼠tMCAO模型，腦室內(nèi)注射HAMI3379減輕缺血后神經(jīng)癥狀、腦梗死、腦水腫和神經(jīng)元死亡，其作用與CysLT1R拮抗劑普侖司特相似［63］。HAMI3379腹腔注射可劑量和時(shí)間依賴性地抑制大鼠tMCAO誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞激活、中性粒細(xì)胞聚集、炎癥細(xì)胞因子釋放和腦損傷，治療時(shí)間窗為1 h；CysLT2R基因沉默顯示同樣作用，提示HAMI3379的神經(jīng)保護(hù)作用是CysLT2R依賴性的［64］。目前，5-LOX抑制劑和CysLT1R拮抗劑臨床主要用于外周氣道炎癥疾病如哮喘的治療，上述研究結(jié)果進(jìn)一步提示，抗CysLT藥物作為腦缺血預(yù)防和治療藥物具有潛在價(jià)值。

3 自噬在腦缺血損傷中的雙重作用及自噬干預(yù)

自噬是維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)和實(shí)現(xiàn)自我更新的重要途徑［2，65］。早在1995年，Nitatori等［66］報(bào)道短暫性CCAO可誘導(dǎo)沙土鼠海馬CA1神經(jīng)元組織蛋白酶B陽(yáng)性自噬溶酶體增加和神經(jīng)元損傷。近年來(lái)，自噬在缺血性神經(jīng)元損傷中的作用受到關(guān)注，膠質(zhì)細(xì)胞自噬與神經(jīng)元損傷的關(guān)系亦被報(bào)道。但是，腦缺血后自噬的分子調(diào)控機(jī)制尚不完全清楚，自噬在腦缺血過(guò)程中起保護(hù)還是損傷作用一直存在爭(zhēng)議［2］。

一些研究表明，腦缺血再灌注過(guò)程中自噬起神經(jīng)保護(hù)作用。自噬關(guān)鍵調(diào)控蛋白Beclin 1作為胱天蛋白酶家族的全新底物，可被胱天蛋白酶剪切而失去活性，大鼠短暫性CCAO導(dǎo)致腦內(nèi)凋亡蛋白胱天蛋白酶3表達(dá)增加和全長(zhǎng)Beclin 1蛋白減少；亞精胺抑制缺血后胱天蛋白酶3活化及Beclin 1剪切，促進(jìn)Beclin 1依賴的自噬，減少神經(jīng)元凋亡［67］。自噬誘導(dǎo)劑西羅莫司（雷帕霉素，sirolimus，rapamycin）可減少新生大鼠低氧缺血誘導(dǎo)的腦損傷［68］。線粒體是細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸的主要場(chǎng)所，腦缺血再灌注誘導(dǎo)線粒體損傷，線粒體自噬通過(guò)清除受損的線粒體進(jìn)而發(fā)揮抗缺血性腦損傷作用。小鼠tMCAO和神經(jīng)元OGD/R期間，神經(jīng)元內(nèi)線粒體紅色熒光探針MitoTracker Red標(biāo)記的線粒體與綠色熒光蛋白（green fluorescent protein，GFP）-輕鏈蛋白3（light chain protein 3，LC3）標(biāo)記的自噬體共定位，提示線粒體自噬存在；自噬抑制劑3-甲基腺嘌呤（3-meth?yladenine，3-MA）和巴佛洛霉素 A1（bafilomycin A1，Baf-A1）以及自噬基因7（autophagy gene 7，Atg7）siRNA增加神經(jīng)元細(xì)胞色素c釋放和細(xì)胞凋亡，應(yīng)用線粒體自噬抑制劑mdivi-1加重體內(nèi)和體外缺血再灌注損傷，提示線粒體自噬作為腦缺血再灌注重要的內(nèi)源性神經(jīng)保護(hù)機(jī)制［69］。進(jìn)一步研究表明，腦缺血再灌注通過(guò)誘導(dǎo)神經(jīng)元的類NIP3樣蛋白X（NIP3-like protein X，NIX）第81位絲氨酸位點(diǎn)的磷酸化，激活NIX介導(dǎo)的線粒體自噬而發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用，該作用是Parkin非依賴性的［70］。西羅莫司也增加tMCAO缺血線粒體Beclin 1和LC3-Ⅱ表達(dá)及p62線粒體移位，激活線粒體自噬，減輕腦梗死和神經(jīng)功能障礙［71］。對(duì)缺血預(yù)處理（ischemic preconditioning，IPC）的研究發(fā)現(xiàn)，IPC通過(guò)適當(dāng)激活自噬產(chǎn)生缺血耐受作用，減輕pMCAO誘導(dǎo)的腦梗死和運(yùn)動(dòng)障礙；3-MA和Baf-A1對(duì)抗IPC的神經(jīng)保護(hù)作用，西羅莫司可模仿IPC的作用［72］。原代皮質(zhì)細(xì)胞OGD實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，IPC或西羅莫司的作用與抑制過(guò)度內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激有關(guān)［73］。酸后處理作為內(nèi)源性保護(hù)策略，通過(guò)增強(qiáng)Parkin依賴的線粒體自噬，對(duì)體內(nèi)、外缺血神經(jīng)元有明顯保護(hù)作用，并延長(zhǎng)腦缺血治療時(shí)間窗［74］。

另一方面研究表明，長(zhǎng)期和持久的腦缺血觸發(fā)神經(jīng)細(xì)胞過(guò)度自噬可誘導(dǎo)自噬性細(xì)胞死亡，進(jìn)而加重缺血性腦損傷［2，75］。在大鼠pMCAO結(jié)合短暫性CCAO模型，再灌注后立即開(kāi)展缺血后處理（isch?emic postconditioning，IPOC）可抑制缺血誘導(dǎo)的LC3/Beclin 1表達(dá)和p62下降，減輕腦梗死和腦水腫；西羅莫司部分逆轉(zhuǎn)IPOC的作用，而3-MA通過(guò)抑制缺血后自噬激活以及促進(jìn)抗凋亡蛋白Bcl-2表達(dá)，產(chǎn)生與IPOC一致的神經(jīng)保護(hù)作用［76］。在原代皮質(zhì)神經(jīng)元或SH-SY5Y細(xì)胞培養(yǎng)，6 h OGD/R誘導(dǎo)神經(jīng)元自噬性死亡，3-MA抑制OGD/R誘導(dǎo)的神經(jīng)元死亡［77］。在小鼠pMCAO模型，缺血缺氧誘導(dǎo)小膠質(zhì)細(xì)胞自噬與腦損傷，3-MA抑制細(xì)胞自噬顯著減少腦梗死、腦水腫和神經(jīng)功能缺損，提示過(guò)度的小膠質(zhì)細(xì)胞自噬參與了腦缺血損傷過(guò)程［78］。隨著對(duì)自噬在腦缺血損傷中調(diào)節(jié)機(jī)制研究的不斷深入，自噬可能成為腦缺血治療的新靶點(diǎn)。

4 腦缺血損傷中氧化應(yīng)激、炎癥和自噬的相互作用

新的證據(jù)表明，腦缺血損傷中氧化應(yīng)激、炎癥與自噬存在著緊密和復(fù)雜的相互作用。腦缺血損傷過(guò)程中氧化應(yīng)激、炎癥和自噬的相互作用及潛在的治療干預(yù)措施總結(jié)見(jiàn)圖1。①腦缺血再灌注后氧化應(yīng)激調(diào)控細(xì)胞自噬。腦缺血及再灌注后迅速增加的ROS誘導(dǎo)自噬的核內(nèi)相關(guān)信號(hào)通路包括：ROS-p53-糖酵解和凋亡調(diào)節(jié)因子（glycolysis and apoptosis regulator，TIGAR）/損傷調(diào)控自噬調(diào)節(jié)因子（damage-regulated autophagy modulator，DRAM）通路；ROS-低氧誘導(dǎo)因子1（hypoxia-inducible factor 1，HIF1）-Bcl-2/腺病毒E1B相互作用蛋白3（Bcl-2/adenovirus E1B interacting protein 3，BNIP3）和NIX通路；ROS-Nrf2-p62以及ROS-叉頭框蛋白O3（forkhead box O3，F(xiàn)oxO3）-LC3/BNIP3通路；此外，ROS也調(diào)節(jié)蛋白激酶R樣內(nèi)質(zhì)網(wǎng)激酶（protein kinase R-like ER kinase，PERK）及其下游相關(guān)基因誘導(dǎo)自噬［2，79］。在細(xì)胞漿，ROS通過(guò)抑制自噬體至自噬溶酶體形成過(guò)程中Atg4活性進(jìn)而誘導(dǎo)自噬［79］。線粒體自噬是神經(jīng)細(xì)胞對(duì)線粒體實(shí)行數(shù)量和質(zhì)量控制的重要手段。腦缺血再灌注后過(guò)度增加的ROS可觸發(fā)細(xì)胞內(nèi)鈣超載，進(jìn)而導(dǎo)致線粒體功能障礙和線粒體自噬，線粒體自噬可被Parkin依賴和非依賴性途徑所介導(dǎo)［2，70，79-80］。但腦缺血損傷中NOS/NO對(duì)自噬的調(diào)節(jié)作用尚未完全闡明。在大鼠原代皮質(zhì)神經(jīng)元，NO可通過(guò)促進(jìn)JNK1和IKKβ的亞硝基化抑制其生物活性，進(jìn)而抑制細(xì)胞自噬［81］。②腦缺血后氧化應(yīng)激促進(jìn)炎癥反應(yīng)。腦缺血再灌注后過(guò)量的ROS產(chǎn)物可誘導(dǎo)NF-κB轉(zhuǎn)錄因子活化，進(jìn)一步促進(jìn)炎癥分子包括TNF-α、IL-6和NLRP3/胱天蛋白酶1/IL-1β上調(diào)，導(dǎo)致腦缺血后炎癥和神經(jīng)損傷［2，5，82］?？寡趸瘎┮肋_(dá)拉奉通過(guò)保護(hù)線粒體正常結(jié)構(gòu)和減少ROS水平，進(jìn)而抑制體內(nèi)、外缺血誘導(dǎo)的5-LOX/CysLT通路激活，產(chǎn)生神經(jīng)保護(hù)作用［83］。③自噬負(fù)調(diào)節(jié)腦缺血后氧化應(yīng)激反應(yīng)。腦缺血再灌注后適度激活的線粒體自噬通過(guò)自噬性清除缺血損傷的線粒體，阻斷ROS與線粒體相互作用形成的“ROS誘導(dǎo)的ROS釋放”（ROS-induced ROS release），對(duì)缺血后神經(jīng)元生存有重要意義［2-3］。④自噬調(diào)節(jié)缺血后神經(jīng)炎癥。自噬誘導(dǎo)劑西羅莫司通過(guò)抑制mTOR通路，促進(jìn)自噬相關(guān)蛋白Beclin 1和LC3Ⅱ表達(dá)，預(yù)防新生小鼠缺氧缺血誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞激活和神經(jīng)元死亡［84］。白藜蘆醇誘導(dǎo)去乙?；赋聊畔⒄{(diào)節(jié)因子1依賴的細(xì)胞自噬，可抑制NLRP3激活，減輕腦缺血再灌注損傷［85］。但也有報(bào)道小膠質(zhì)細(xì)胞自噬參與腦缺血后神經(jīng)炎癥［78］。⑤細(xì)胞炎癥誘導(dǎo)自噬激活。在巨噬細(xì)胞過(guò)表達(dá)NLRP3/IL-1β誘導(dǎo)的自噬激活，可促進(jìn)NLRP3降解及抑制下游炎癥產(chǎn)物胱天蛋白酶1和IL-1β水平；3-MA抑制自噬增強(qiáng)NLRP3/胱天蛋白酶1/IL-1β活性，而西羅莫司誘導(dǎo)自噬抑制其活性［86-88］。

圖1 腦缺血再灌注過(guò)程中，氧化應(yīng)激、炎癥和自噬相互作用及潛在治療干預(yù)措施.Atg4：自噬基因4；CysLTR：半胱氨酰白三烯受體；Edv：依達(dá)拉奉；FoxO3：叉頭框蛋白O3；HIF1：缺氧誘導(dǎo)因子1；IL-1β：白細(xì)胞介素1β；IL-1Ra：IL-1受體拮抗劑；IL-6：白細(xì)胞介素6；5-LOX：5-脂氧合酶；MINO：米諾環(huán)素；NBP：丁苯酞；NF-κB：核因子-κB；NLRP：核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體蛋白；NO：一氧化氮；NOS：一氧化氮合酶；Nrf2：核因子E2相關(guān)因子2；NVU：神經(jīng)血管單元；PERK：蛋白激酶R樣內(nèi)質(zhì)網(wǎng)激酶；ROS：活性氧；TNF-α：腫瘤壞死因子α；UA：尿酸.

5 結(jié)語(yǔ)

氧化應(yīng)激和神經(jīng)炎癥在腦缺血損傷過(guò)程中的重要作用已得到共識(shí)。自噬作為一種新的腦缺血調(diào)節(jié)機(jī)制正得到越來(lái)越多的關(guān)注。最新研究表明，腦缺血再灌注病理過(guò)程中氧化應(yīng)激、炎癥和自噬相互作用，構(gòu)成一個(gè)復(fù)雜的信號(hào)網(wǎng)絡(luò)，在腦缺血級(jí)聯(lián)事件中起關(guān)鍵作用。因此，單一針對(duì)某一機(jī)制的藥物治療可能不足以對(duì)抗缺血再灌注導(dǎo)致的腦損傷，開(kāi)展多靶點(diǎn)多環(huán)節(jié)的神經(jīng)保護(hù)藥物研究將是抗腦缺血研究的發(fā)展趨勢(shì)。近年來(lái)，一些藥物如UA［13，15-18］、米諾環(huán)素［19-22，45-47］、依達(dá)拉奉［26-28，48，83］、NBP及其衍生物［23-26，49］以及5-LOX/CysLT信號(hào)通路抑制劑［55-64］在腦缺血基礎(chǔ)研究中顯示抗氧化抗炎等多重神經(jīng)保護(hù)作用。此外，為避免目前使用的自噬誘導(dǎo)劑和抑制劑以及自噬基因敲除對(duì)神經(jīng)細(xì)胞正常功能的影響，一些研究已專注于調(diào)控腦缺血后自噬活性的新化合物研究［67，85，89-90］。深入揭示氧化應(yīng)激、炎癥和自噬對(duì)腦缺血再灌注損傷的調(diào)控作用及潛在治療靶點(diǎn)，對(duì)于正確理解缺血性腦損傷的病理生理機(jī)制，以及推動(dòng)新的、有效的神經(jīng)保護(hù)藥物研發(fā)具有重要的理論和實(shí)際意義。