趙金苗，張 兵，楊 迪，張穎新

腦卒中具有高發(fā)病率、高致殘率、高死亡率的特點(diǎn)，嚴(yán)重威脅人類的健康與生命，其中約70%為缺血性腦卒中[1]。目前，缺血性腦卒中以早期靜脈溶栓、血管內(nèi)介入治療為主[2]，但受到時間窗限制。因此，尋找新的治療靶點(diǎn)對治療缺血性腦卒中的臨床意義重大。堿性成纖維生長因子(basic fibroblast growth factor，bFGF)是一種重要的神經(jīng)營養(yǎng)因子，通過多種途徑保護(hù)血腦屏障、刺激血管新生、抑制細(xì)胞凋亡從而達(dá)到腦保護(hù)目的[3]，并可促進(jìn)內(nèi)源性神經(jīng)祖細(xì)胞增殖和分化[4]，在缺血性腦卒中的防治中具有一定的治療前景，現(xiàn)將bFGF腦保護(hù)作用機(jī)制的研究進(jìn)展綜述如下。

1 bFGF概述

成纖維細(xì)胞生長因子(fibroblast growth factor，F(xiàn)GF)是一類由垂體中胚層和神經(jīng)外胚層細(xì)胞產(chǎn)生的，具有廣泛生物學(xué)活性的細(xì)胞生長因子。FGF成員是核酸序列上具有一定同源性的一組蛋白，且對肝素具有高度親和性[5-6]。bFGF作為FGF超家族成員之一，既具有促進(jìn)神經(jīng)干細(xì)胞分化、刺激新生血管生成、修復(fù)創(chuàng)傷組織等重要作用[7-8]，也具有神經(jīng)保護(hù)和抑制細(xì)胞凋亡等生物學(xué)功能[9]。bFGF作為一種神經(jīng)細(xì)胞因子，表達(dá)特異性與功能多樣性為腦保護(hù)的實(shí)驗(yàn)研究提供重要依據(jù)。

2 bFGF對缺血性腦卒中的腦保護(hù)作用

缺血性腦卒中引起腦缺氧缺糖(oxygen-glucose deprivation，OGD)環(huán)境可引發(fā)炎性損傷、組織壞死和細(xì)胞凋亡發(fā)生[10]。Issa等[11]研究發(fā)現(xiàn)，腦卒中受損腦組織新生血管生成與病人生存期較長有關(guān)，缺血性腦卒中后梗死半球與正常對側(cè)半球相比，其梗死核心區(qū)和半影區(qū)灰質(zhì)白質(zhì)中bFGF蛋白表達(dá)均增加，bFGF水平上調(diào)是導(dǎo)致受損區(qū)域血管新生和神經(jīng)保護(hù)的機(jī)制之一。Ye等[12]將bFGF對OGD環(huán)境下的神經(jīng)細(xì)胞進(jìn)行干預(yù)，結(jié)果顯示基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases，MMPs)表達(dá)降低及caveolin-1和連接蛋白(包括occludin、claudin-5、p120-catenin、β-catenin)表達(dá)增加，而MMPs激活導(dǎo)致血腦屏障破壞，caveolin-1和連接蛋白對血腦屏障完整性和通透性起著重要的作用，因此，bFGF可發(fā)揮維持血腦屏障完整性和腦保護(hù)作用。

3 bFGF在缺血性腦卒中治療中的作用機(jī)制

3.1 bFGF對神經(jīng)干細(xì)胞(neural stem cells，NSCs)的保護(hù)作用 神經(jīng)干細(xì)胞移植是一種可行的腦卒中神經(jīng)修復(fù)療法[13]，腦缺血的不利環(huán)境對NSCs的存活構(gòu)成了威脅。Zhang等[14]應(yīng)用bFGF基因修飾的NSCs對大鼠腦缺血模型進(jìn)行處理，發(fā)現(xiàn)與單獨(dú)應(yīng)用NSCs移植相比，實(shí)驗(yàn)組大鼠梗死區(qū)域移植NSCs功能得到修復(fù)和改善，且bFGF增加了梗死區(qū)域NSCs的生長和存活及在梗死區(qū)域中分化為成熟的神經(jīng)元。Ye等[15]研究證實(shí)，經(jīng)鼻腔內(nèi)給予表達(dá)bFGF的NSCs對腦缺血的恢復(fù)優(yōu)于單獨(dú)NSCs移植療效。Zhao等[16]研究發(fā)現(xiàn)，全反式維A酸與bFGF和表皮生長因子(epidermal growth factor，EGF)聯(lián)合治療可促進(jìn)NSCs分化，并增加神經(jīng)突數(shù)量和長度以修復(fù)神經(jīng)系統(tǒng)，從而發(fā)揮bFGF對NSCs的保護(hù)作用。

3.2 bFGF維持血腦屏障完整性 缺血性腦卒中導(dǎo)致血腦屏障完整性破壞，炎癥后氧化和代謝應(yīng)激觸發(fā)繼發(fā)性損傷，引起血腦屏障通透性和緊密連接(tightjunctions，TJs)破壞[17]。Wang等[18]研究證實(shí)，bFGF通過抑制RhoA并上調(diào)緊密連接蛋白claudin-5、occludin、 zonula occludens-1、p120-catenin和 β-catenin等對血腦屏障的保護(hù)作用，從而維持血腦屏障完整性，其作用機(jī)制與下游信號通路PI3K/Akt/Rac-1激活有關(guān)。

3.2.1 增加caveolin-1的表達(dá) Pang等[19]研究證實(shí)，bFGF通過調(diào)節(jié)caveolin-1/VEGF途徑從而發(fā)揮血腦屏障保護(hù)作用。星形膠質(zhì)細(xì)胞是維持血腦屏障完整性不可缺少的組成部分。Liu等[20]使用bFGF對氧葡萄糖剝奪/復(fù)氧(oxygen glucose deprivation/reoxygenation，OGD/R)星形膠質(zhì)細(xì)胞進(jìn)行治療，采用CCK-8測定法測量細(xì)胞活力，通過蛋白質(zhì)印跡、免疫熒光染色和逆轉(zhuǎn)錄定量聚合酶鏈反應(yīng)測定bFGF、caveolin-1和VEGF的蛋白質(zhì)和mRNA表達(dá)。結(jié)果表明，OGD/R星形膠質(zhì)細(xì)胞bFGF mRNA、bFGF蛋白、caveolin-1 mRNA、caveolin-1蛋白和VEGF蛋白表達(dá)水平較高。bFGF敲低明顯降低了caveolin-1 mRNA、caveolin-1蛋白和VEGF蛋白表達(dá)水平，通過外源性bFGF處理可有效逆轉(zhuǎn)上述指標(biāo)表達(dá)水平。上述研究結(jié)果表明bFGF可能通過上調(diào)caveolin-1/VEGF信號通路保護(hù)星形膠質(zhì)細(xì)胞免受缺血/再灌注損傷，從而維持血腦屏障完整性。

3.2.2 降低血腦屏障的通透性 Chen等[21]將bFGF作用于體外OGD/R的人腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞(human brain microvascular endothelial cells，HBMEC)，利用免疫細(xì)胞化學(xué)、蛋白質(zhì)印跡和定量逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)測定bFGF，緊密連接、黏附連接，凋亡蛋白和MMPs蛋白質(zhì)及mRNA表達(dá)水平，結(jié)果證明bFGF可顯著降低細(xì)胞通透性和減少細(xì)胞凋亡，并明顯抑制了緊密連接、黏附連接，細(xì)胞凋亡和MMPs相關(guān)的蛋白質(zhì)表達(dá)下調(diào)，其對血腦屏障的保護(hù)機(jī)制可能與激活FGFR1和ERK途徑有關(guān)。Lin等[22]研究證實(shí)，bFGF可減少OGD/R導(dǎo)致ZO-1、occludin和VE-cadherin下調(diào)從而降低細(xì)胞通透性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)bFGF可減少鞘氨醇-1-磷酸受體1蛋白下調(diào)從而發(fā)揮對血腦屏障的保護(hù)作用。

3.2.3 上調(diào)血小板衍生生長因子受體β 周細(xì)胞是血腦屏障不可或缺的組成部分。Nakamura等[23]利用bFGF處理大腦中動脈閉塞中風(fēng)模型后，血小板衍生生長因子受體β(platelet-derived growth factor receptor β，PDGFRβ)表達(dá)明顯增加。Arimura等[24]研究證實(shí)，大鼠中動脈閉塞模型PDGFRβ水平明顯增高引起梗死區(qū)域周細(xì)胞被PDGFRβ特異性誘導(dǎo)而表達(dá)增多，且PDGFRβ明顯增加了周細(xì)胞中神經(jīng)生長因子(nerve growth factor，NGF)和Neurotrophin-3的表達(dá)，因此，bFGF通過上調(diào)PDGFRβ使周細(xì)胞表達(dá)增加從而維持血腦屏障完整性，其機(jī)制可能與PDGFRβ-Akt信號傳導(dǎo)通路有關(guān)。

3.3 抑制神經(jīng)細(xì)胞凋亡 腦缺血后導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞凋亡。Wang等[25]研究發(fā)現(xiàn)，腦梗死后神經(jīng)干細(xì)胞中MAPK途徑中ERK1和ERK2的mRNA表達(dá)呈時間依賴性增加，經(jīng)ERK抑制劑處理后，神經(jīng)干細(xì)胞中ERK1、ERK2、cyclin D1、Nestin、NSE和膠質(zhì)原纖維酸性蛋白(glial fibrillary acidic-protein，GFAP)表達(dá)顯著降低，細(xì)胞活性、增殖和分化受到明顯抑制。然而，cleaved-caspase 3蛋白質(zhì)和細(xì)胞凋亡率顯著增加；結(jié)果表明MAPK/ERK通路嚴(yán)重影響大鼠腦梗死后神經(jīng)細(xì)胞凋亡。MAPK/ERK通路受到抑制，大鼠腦梗死后神經(jīng)細(xì)胞凋亡明顯增加，bFGF/VEGF通過激活此途徑顯著誘導(dǎo)NSCs增殖分化，減少神經(jīng)細(xì)胞凋亡[9]。

3.4 給藥途徑 由于bFGF經(jīng)靜脈給藥在臨床試驗(yàn)無效且產(chǎn)生嚴(yán)重不良反應(yīng)。Ma等[26]研究證實(shí)，經(jīng)鼻飼給予bFGF可減少腦缺血/再灌注梗死面積并改善神經(jīng)功能，因此，經(jīng)鼻腔給藥可能成為bFGF防治腦缺血的有效給藥途徑。Zhao等[27]研究證實(shí)，經(jīng)鼻內(nèi)bFGF納米脂質(zhì)體可顯著減少腦缺血梗死面積，因此，鼻腔內(nèi)給藥可作為一種有效的、非侵入性的方式治療缺血性腦卒中。

4 小 結(jié)

bFGF通過促進(jìn)神經(jīng)干細(xì)胞分化增殖、維持血腦屏障完整性、抑制神經(jīng)細(xì)胞凋亡、刺激新生血管再生等多種途徑發(fā)揮對缺血性腦卒中的腦保護(hù)作用，可能為今后防治腦缺血提供新方向，關(guān)于其作用機(jī)制及臨床療效有待進(jìn)一步深入研究。