穆瓊，姚林

小膠質(zhì)細(xì)胞是中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)的巨噬細(xì)胞，占成人神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的10%，是腦和脊髓內(nèi)固有免疫系統(tǒng)的重要組成部分[1-2]，在正常生理?xiàng)l件下，小膠質(zhì)細(xì)胞自我更新保持著衡定的數(shù)量。腦出血(intracerebral hemorrhage,ICH)是指腦實(shí)質(zhì)原發(fā)性、非外傷所致的血管破裂出血，是一種致死率、致殘率較高的極具破壞力的疾病[3]，占全部腦卒中的10%～15%，是腦卒中的第二大常見(jiàn)類型[4],讓人遺憾的是目前仍缺乏對(duì)其有效的治療手段。ICH引起腦損害分為原發(fā)性和繼發(fā)性，血腫對(duì)周?chē)X組織造成的占位性效應(yīng)引起機(jī)械性損傷是原發(fā)性損害，ICH后腦實(shí)質(zhì)內(nèi)血腫腔形成，血腫周?chē)撼煞种屑t細(xì)胞裂解后釋放的大量毒性物質(zhì)引起的局部微環(huán)境改變及繼發(fā)性反應(yīng)是繼發(fā)性損害[5]。繼發(fā)性腦損害直接關(guān)系著疾病的預(yù)后。此時(shí)的小膠質(zhì)細(xì)胞一方面發(fā)揮吞噬作用，吞噬紅細(xì)胞碎片，分泌生長(zhǎng)因子促進(jìn)神經(jīng)修復(fù)，另一方面還可以分泌一些炎癥因子、谷氨酸、NO等加重炎癥反應(yīng)，引起繼發(fā)性損傷的加重。這說(shuō)明小膠質(zhì)細(xì)胞在腦出血的繼發(fā)性中樞神經(jīng)損傷過(guò)程中具有雙重調(diào)節(jié)作用，本文就ICH后小膠質(zhì)細(xì)胞的激活對(duì)繼發(fā)性腦損害的作用進(jìn)行綜述，有望幫助新治療對(duì)策的研究和發(fā)現(xiàn)，減少I(mǎi)CH后繼發(fā)性腦損傷，改善患者預(yù)后。

1 腦出血后病灶周?chē)∧z質(zhì)細(xì)胞的激活

在生理狀態(tài)下，小膠質(zhì)細(xì)胞處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)中樞神經(jīng)系統(tǒng)受到炎癥等損傷刺激時(shí)，小膠質(zhì)細(xì)胞即被激活以維持內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定，分泌促炎因子、抗炎因子、炎癥趨化因子以及氧化應(yīng)激相關(guān)因子，獲得吞噬等一系列變化[6]，而這一激活狀態(tài)是動(dòng)態(tài)的連續(xù)過(guò)程，不僅取決于活化過(guò)程的急、慢，還取決于外在因素持續(xù)的時(shí)間、激活過(guò)程中特定的因素(如應(yīng)激、感染、炎癥及受損神經(jīng)細(xì)胞的信號(hào))改變。

小膠質(zhì)細(xì)胞的激活發(fā)生在ICH后早期階段，根據(jù)活化后的小膠質(zhì)細(xì)胞表型和功能可將小膠質(zhì)細(xì)胞分為M1型和M2型。M1型為傳統(tǒng)的活化表型，是一類以分泌促炎因子為主的細(xì)胞，主要發(fā)揮促炎功能，引起細(xì)胞凋亡及繼發(fā)性損傷，具有明顯的神經(jīng)毒性作用[7]。M2型小膠質(zhì)細(xì)胞又分為M2a、M2b、M2c 3種亞型，被認(rèn)為是治愈細(xì)胞，在血管生成、抗炎因子分泌促進(jìn)炎癥修復(fù)方面起重要作用[8]。Wan 及Lan等人的研究[9-10]認(rèn)為M1早在出血后4 h即達(dá)高峰，第3天仍持續(xù)維持在高水平，第7天開(kāi)始下降；M2的出現(xiàn)較M1晚，出血1 d后達(dá)高峰，后開(kāi)始下降直至第7天；出血第3天，M1在活化的小膠質(zhì)細(xì)胞中的比例開(kāi)始下降，M2所占的比例開(kāi)始上升，認(rèn)為M1向M2的轉(zhuǎn)變是發(fā)生在出血的前3天。我國(guó)一項(xiàng)關(guān)于大鼠ICH的實(shí)驗(yàn)研究報(bào)道認(rèn)為在亞急性期M1數(shù)量顯著增多，持續(xù)分泌炎性介質(zhì)，這與血腫進(jìn)一步增大、血液中有毒成分更多地進(jìn)入組織間隙，同時(shí)外周的致炎細(xì)胞進(jìn)入顱內(nèi)，造成新一輪的腦損害有密切聯(lián)系[11]。因此ICH后腦組織的損傷與修復(fù)是激活的小膠質(zhì)細(xì)胞在不同階段、不同表型功能表現(xiàn)的結(jié)果，對(duì)表型轉(zhuǎn)換的調(diào)節(jié)可能是治療ICH繼發(fā)性腦損傷的重要策略。

1.1 血液成分對(duì)小膠質(zhì)細(xì)胞的激活

目前較多的研究顯示ICH后血腫及周?chē)难撼煞挚梢灾苯蛹せ钚∧z質(zhì)細(xì)胞，尤其是紅細(xì)胞裂解后釋放的相關(guān)內(nèi)容物是腦損傷的關(guān)鍵因素。凝血酶作為一種血液成分中的絲氨酸蛋白可通過(guò)蛋白激酶激活受體依賴或非依賴機(jī)制，激活小膠質(zhì)細(xì)胞和星型膠質(zhì)細(xì)胞。有研究報(bào)道顯示，凝血酶可通過(guò)MAPK信號(hào)通路誘導(dǎo)小膠質(zhì)細(xì)胞的激活，從而保持細(xì)胞的穩(wěn)定性。另一種紅細(xì)胞裂解產(chǎn)物血紅蛋白被認(rèn)為是一種通過(guò)TOLL樣受體有效激活小膠質(zhì)細(xì)胞的激活劑，ICH后釋放到腦實(shí)質(zhì)組織中的血紅蛋白和血紅素通過(guò)炎癥反應(yīng)對(duì)神經(jīng)元具有細(xì)胞毒性作用。鐵離子是血紅蛋白的降解產(chǎn)物，在血腫周?chē)奂蔫F離子可能持久激活局部腦組織內(nèi)的小膠質(zhì)細(xì)胞，導(dǎo)致一系列繼發(fā)性腦損傷的發(fā)生，血紅蛋白或血紅素分別通過(guò)細(xì)胞鐵二鉀離子的聚集誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞和周?chē)?xì)胞的損傷，而鐵螯合劑可以保護(hù)細(xì)胞免受損傷[12]。體外研究還發(fā)現(xiàn)，作為血腫主要成分的紅細(xì)胞可以刺激小膠質(zhì)細(xì)胞呈天線樣變形，且紅細(xì)胞通過(guò)與小膠質(zhì)細(xì)胞表面清道夫受體CD36結(jié)合，激活小膠質(zhì)細(xì)胞的吞噬活性，促進(jìn)血腫的吸收，并上調(diào)促炎性因子，如TNF-α、IL- 1β和MMP9 的表達(dá)[13]。凝血因子纖維蛋白原也可通過(guò)促進(jìn)炎癥趨化因子的釋放誘導(dǎo)小膠質(zhì)細(xì)胞活化。

1.2 炎癥反應(yīng)對(duì)小膠質(zhì)細(xì)胞的激活

炎癥反應(yīng)在ICH后繼發(fā)性腦損傷中起關(guān)鍵作用。ICH后血液成分包括的紅細(xì)胞、白細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和血漿蛋白立即進(jìn)入腦實(shí)質(zhì)，導(dǎo)致炎癥反應(yīng)，小膠質(zhì)細(xì)胞通過(guò)各種受體來(lái)識(shí)別從而被激活，活化的小膠質(zhì)細(xì)胞釋放早期炎性因子和趨化因子，吸引周?chē)仔约?xì)胞浸潤(rùn)[14]。一項(xiàng)ICH尸檢結(jié)果顯示，中性粒細(xì)胞滲入最遲發(fā)生在ICH后8 h，并在3 d時(shí)消失，中性粒細(xì)胞通過(guò)誘導(dǎo)小膠質(zhì)細(xì)胞/巨噬細(xì)胞活化來(lái)加重腦損傷。同時(shí)小膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)Toll樣受體(TLR)和Nod樣受體(NLR)，作為固有免疫系統(tǒng)中的模式識(shí)別受體Toll，在ICH后TLR4的激活也能誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)激活小膠質(zhì)細(xì)胞[15]。小膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)TLR和NLR受體，幫助它發(fā)現(xiàn)細(xì)菌性病原體和損傷的信號(hào)通路，而細(xì)胞表達(dá)促炎轉(zhuǎn)錄細(xì)胞因子基因、局部的或全身的炎癥、神經(jīng)變性狀態(tài)或無(wú)菌性的炎癥均有被報(bào)道可激活小膠質(zhì)細(xì)胞。

1.3 應(yīng)激反應(yīng)對(duì)小膠質(zhì)細(xì)胞的激活

ICH后繼發(fā)性腦損傷有多方面的因素，其中氧化應(yīng)激在一定程度上發(fā)揮很大的作用，ICH后血腫的占位效應(yīng)引起周?chē)M織的壓迫，局部缺血缺氧，造成過(guò)多的代謝產(chǎn)物堆積，其中過(guò)量的自由基生成，以活性氧為主，而小膠質(zhì)細(xì)胞是活性氧ROS 的重要來(lái)源，ROS 產(chǎn)生的細(xì)胞毒性作用被稱為氧化應(yīng)激，是ICH時(shí)腦損傷的基本機(jī)制之一。最近有研究報(bào)道，ICH后血紅素加氧酶 1(HO-1)在出血周邊區(qū)域激活的小膠質(zhì)細(xì)胞中高度表達(dá)，其分解血紅素產(chǎn)生膽紅素、CO和鐵，過(guò)量的鐵在血腫周?chē)奂痂F超載，通過(guò) Fenton反應(yīng)催化生成 OH-，引起脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)，自由基攻擊DNA加重腦損傷[16]。ICH后小膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá) iNOS 增多，小膠質(zhì)細(xì)胞也是誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)的主要來(lái)源，其促進(jìn)NO增加，NO可與未配對(duì)電子相互作用產(chǎn)生自由基，加重腦損傷。

1.4 自噬對(duì)小膠質(zhì)細(xì)胞的激活

自噬是一種基本的生物過(guò)程，其具有自動(dòng)消化部分真核細(xì)胞自己的細(xì)胞質(zhì)的能力，自噬在衰老的過(guò)程中起著關(guān)鍵的作用。最近，自噬功能在免疫系統(tǒng)中被廣泛關(guān)注，已擴(kuò)展到很多具有先天性免疫和適應(yīng)性免疫的調(diào)節(jié)和執(zhí)行過(guò)程中[17-18]。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，ICH后自噬即刻發(fā)生，它與凝血酶一樣促使ICH后大腦的損傷和神經(jīng)細(xì)胞的死亡，在腦缺血的研究中發(fā)現(xiàn)，腦缺血可誘導(dǎo)小膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)生自噬導(dǎo)致缺血性炎癥和損害[19]。ICH后自噬激活小膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生炎性反應(yīng)損傷神經(jīng)元，其可能是通過(guò)Beclin-1-Atg5信號(hào)通路激活小膠質(zhì)細(xì)胞的，使用自噬抑制因子3-MA后可減少I(mǎi)CH后組織水腫和神經(jīng)損傷，這些證據(jù)顯示，自噬抑制因子改善ICH后的神經(jīng)癥狀可能是通過(guò)Beclin-1-Atg5信號(hào)通路激活小膠質(zhì)細(xì)胞的[20]。

2 小膠質(zhì)細(xì)胞激活對(duì)ICH后神經(jīng)功能的保護(hù)和損害作用

2.1 小膠質(zhì)細(xì)胞激活對(duì)ICH后神經(jīng)功能的保護(hù)作用

一直以來(lái)，小膠質(zhì)細(xì)胞依靠其形態(tài)學(xué)變化發(fā)揮其吞噬作用，不僅維持著中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)穩(wěn)態(tài)，同時(shí)還具有調(diào)節(jié)細(xì)胞死亡、突觸清除、神經(jīng)再生及神經(jīng)元監(jiān)視等活性，從而在神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育、突觸可塑性及成年個(gè)體的學(xué)習(xí)能力等方面起到重要作用，因此小膠質(zhì)細(xì)胞在正常神經(jīng)系統(tǒng)的塑造方面扮演著積極的角色。被激活的小膠質(zhì)細(xì)胞能促進(jìn)ICH后血腫和細(xì)胞碎片的吸收，促使神經(jīng)和血管的修復(fù)，這與其表面的清道夫受體CD36有關(guān)。在體外實(shí)驗(yàn)中將CD36轉(zhuǎn)移到無(wú)吞噬能力的細(xì)胞上可發(fā)揮其吞噬功能，體內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)ICH后血腫吸收的速度在CD36缺乏的病人身上是相對(duì)緩慢的，盡管CD36促進(jìn)血腫吸收的機(jī)制尚未完全知曉，但促進(jìn)CD36的表達(dá)已經(jīng)成為ICH病人的一種治療手段。抗炎因子IL-10是小膠質(zhì)細(xì)胞分泌的M2型相關(guān)細(xì)胞因子，它能誘導(dǎo)絲裂原活化蛋白激酶的表達(dá)，抑制絲裂原活化蛋白激酶信號(hào)，從而抑制促炎因子的轉(zhuǎn)錄，減少過(guò)氧化物的生成，上調(diào)CD36的表達(dá)，增強(qiáng)小膠質(zhì)細(xì)胞的吞噬能力，從而減少I(mǎi)CH后的神經(jīng)損傷[21-22]。

除了吞噬，小膠質(zhì)細(xì)胞可促進(jìn)神經(jīng)生長(zhǎng)和血管重建，從體外培養(yǎng)來(lái)看，小膠質(zhì)細(xì)胞的條件培養(yǎng)基可促進(jìn)神經(jīng)前體細(xì)胞增殖、遷移和分化。另外，小膠質(zhì)細(xì)胞分泌腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子、絲氨酸蛋白酶2、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)因子，這些因子都可促進(jìn)神經(jīng)祖細(xì)胞的增殖[21]。ICH后小膠質(zhì)細(xì)胞被激活，并通過(guò)隙縫連接半通道釋放過(guò)量的谷氨酸，引起神經(jīng)毒性[23]，而在體外培養(yǎng)的小膠質(zhì)細(xì)胞中可檢測(cè)到谷氨酸受體及其合成酶蛋白，同時(shí)可在MR共振譜中檢測(cè)到谷氨酰胺信號(hào)[24]，說(shuō)明小膠質(zhì)細(xì)胞可以將谷氨酸轉(zhuǎn)化成谷氨酰胺，從而減輕谷氨酸介導(dǎo)的神經(jīng)損傷。在損傷的腦內(nèi)血管重建體系中發(fā)現(xiàn)，在損傷后幾天內(nèi)的缺血半暗帶中，新生血管通常被小膠質(zhì)細(xì)胞所包繞，表明活化的小膠質(zhì)細(xì)胞可能有利于腦血管的新生與重建。小膠質(zhì)細(xì)胞上調(diào)絡(luò)氨酸蛋白激酶A3和A4的表達(dá)，促進(jìn)大腦血管內(nèi)皮細(xì)胞的生長(zhǎng)，修復(fù)受損的血管壁[25]。這些證據(jù)說(shuō)明小膠質(zhì)細(xì)胞可促進(jìn)神經(jīng)再生和血管壁的修復(fù)，對(duì)大腦功能的康復(fù)是有益的，雖然，小膠質(zhì)細(xì)胞在ICH后血管生成和血管壁修復(fù)過(guò)程中的表型以及具體機(jī)制尚未完全探明，但已知M2型小膠質(zhì)細(xì)胞對(duì)血管修復(fù)起到了關(guān)鍵作用，其促進(jìn)血管生成因子、生長(zhǎng)因子的釋放，誘發(fā)內(nèi)皮細(xì)胞增殖和遷移及血管發(fā)芽，有利于血管的再生。

2.2 小膠質(zhì)細(xì)胞激活對(duì)ICH后神經(jīng)功能的損害作用

ICH后在小膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)揮吞噬作用清除顱內(nèi)血腫及碎片的同時(shí)還釋放出各種有毒因子，如炎癥因子、趨化因子、活性氧、蛋白酶、一氧化氮合酶、前列腺素等，進(jìn)一步加重ICH后的腦損害。Sansing等[26]報(bào)道，激活的小膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)高水平的TLR4，它能識(shí)別來(lái)自細(xì)菌、病毒、分支桿菌、真菌、寄生蟲(chóng)的各種病原微生物，同樣在中樞神經(jīng)類疾病如腦缺血、腦梗死中TLR4也起著炎癥損害的作用，預(yù)先使用TLR4阻斷劑或敲除TLR4基因的大鼠ICH模型中顯示較低的炎癥反應(yīng)并且促進(jìn)神經(jīng)功能恢復(fù)。在使用小膠質(zhì)細(xì)胞阻斷因子(MIF)干預(yù)后的小膠質(zhì)細(xì)胞分泌了較少的細(xì)胞因子，在體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中，ICH模型的大鼠在使用MIF治療后發(fā)現(xiàn)腦水腫減輕，這意味著小膠質(zhì)細(xì)胞是血腦屏障破壞的原因之一。在正常情況下基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPS)參與細(xì)胞外基質(zhì)降解的蛋白酶，表達(dá)很低，但它可以在多種腦部疾病中被激活。在大鼠ICH模型中發(fā)現(xiàn)2～3 d內(nèi)MMP2和MMP9明顯上升，脂多糖可以激活M1/M2型小膠質(zhì)細(xì)胞，釋放MMP，促進(jìn)中樞神經(jīng)系統(tǒng)炎性反應(yīng)并破壞血腦屏障[27]。參與ICH后炎癥反應(yīng)的介質(zhì)主要以MMP、NF-kB為主，而MMP中MMP-3和MMP-9兩種配體可降解細(xì)胞外基質(zhì)進(jìn)而導(dǎo)致神經(jīng)血管損傷。ICH后，血腦屏障的損害及腦水腫的形成是導(dǎo)致ICH后神經(jīng)功能障礙發(fā)生與發(fā)展的重要因素[28]。小膠質(zhì)細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子TNF-α、IL-β以及氧自由基都可激活MMP-9，調(diào)節(jié)ICH后小膠質(zhì)細(xì)胞誘導(dǎo)的腦損害，而在使用MM P抑制劑后腦水腫、炎癥反應(yīng)、血腦屏障通透性均有降低[21]。向膠原酶誘導(dǎo)的大鼠ICH模型中注射MMP抑制劑后，可觀察到MMP通過(guò)介導(dǎo)β-肌糖鏈斷裂引起血腦屏障完整性的破壞，造成神經(jīng)功能損害、腦水腫、血腦屏障通透性增加，進(jìn)一步加重腦水腫[29]。高遷移族蛋白1(HMGB1)作為一種非組蛋白染色體結(jié)合蛋白，普遍存在于哺乳動(dòng)物組織中，當(dāng)其被激活后進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，參與急性ICH血腫周?chē)仔员磉_(dá)。活化的小膠質(zhì)細(xì)胞/巨噬細(xì)胞可分泌HMGB1，其刺激TLR2和TLR4誘導(dǎo)炎癥應(yīng)答。一項(xiàng)研究顯示，ICH后1 h在病灶側(cè)腦細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)中即可檢測(cè)到HMBG1蛋白的表達(dá)，使用HMBG1抑制蛋白丙酮酸乙酯后可減輕神經(jīng)炎癥性反應(yīng)，降低小膠質(zhì)細(xì)胞的表達(dá)[30]，體外實(shí)驗(yàn)中，用TNF-α刺激培養(yǎng)的小膠質(zhì)細(xì)胞可釋放出大量的HMGB1，重組人HMGB1也可激活小膠質(zhì)細(xì)胞，使得NF-KB、COX2、TNF-α、IL-1β表達(dá)增加，這些結(jié)果顯示HMGB1可促使ICH后神經(jīng)炎癥反應(yīng)的發(fā)生，而小膠質(zhì)細(xì)胞的激活可認(rèn)為是HMGB1調(diào)節(jié)ICH后炎癥反應(yīng)的關(guān)鍵點(diǎn)。

3 小結(jié)

綜上所述，小膠質(zhì)細(xì)胞在ICH的繼發(fā)性腦損害中起著“雙刃劍”的作用，無(wú)論是積極的保護(hù)作用還是加重腦損傷的作用都是因?yàn)槠胶獗淮蚱?，為此要盡可能地恢復(fù)到穩(wěn)定的狀態(tài)，讓腦功能傾向于正常，這就取決于被激活的小膠質(zhì)細(xì)胞傾向于哪一種表型，是加重腦損傷的M1表型，還是可以分泌腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子及抗炎性介質(zhì)、促進(jìn)血腦屏障的修復(fù)的M2表型。目前對(duì)ICH后小膠質(zhì)細(xì)胞表型的轉(zhuǎn)化尚未完全明了，但可以肯定的是促進(jìn)M1型小膠質(zhì)細(xì)胞向M2型轉(zhuǎn)變是有利于ICH后腦組織恢復(fù)的，因此如何促進(jìn)上述的轉(zhuǎn)化，發(fā)揮小膠質(zhì)細(xì)胞的神經(jīng)保護(hù)作用，抑制其損傷作用，將會(huì)是今后的治療目標(biāo)。