羅 莉，韓 尊，馮瑞雪，鐘桂香，黃志華

（1.贛南醫(yī)學(xué)院2019級臨床專業(yè)本科生；2.贛南醫(yī)學(xué)院2019級生物技術(shù)專業(yè)本科生；3.贛南醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院機(jī)能實(shí)驗(yàn)室，江西 贛州 341000）

缺血性腦卒中又稱腦梗死、缺血性腦中風(fēng)，是指各種腦血管病變所致腦部血液供應(yīng)障礙，導(dǎo)致局部腦組織缺血、缺氧性壞死，出現(xiàn)相應(yīng)神經(jīng)功能缺損的一類臨床綜合征。缺血性腦卒中是腦血管疾病最常見的類型，約占70%~80%，其發(fā)病率高、致殘率高、病死率高、治愈率低，嚴(yán)重威脅人類健康［1］。缺血性腦卒中造成的功能障礙主要包括運(yùn)動功能障礙、感覺功能障礙、認(rèn)知障礙、情緒障礙、言語和語言障礙、吞咽障礙、排泄障礙及心肺功能障礙等［2］。小膠質(zhì)細(xì)胞（Microglia，MG）是中樞神經(jīng)系統(tǒng)（Central nervous system，CNS）的常駐免疫細(xì)胞，通過吞噬垂死的神經(jīng)元和激活細(xì)胞程序性死亡來調(diào)節(jié)神經(jīng)發(fā)生、負(fù)責(zé)維護(hù)腦內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)［3］。缺血性腦卒中發(fā)生后，小膠質(zhì)細(xì)胞迅速向損傷部位遷移，并通過產(chǎn)生炎性細(xì)胞因子和細(xì)胞毒性物質(zhì)加劇腦組織損傷，同時(shí)通過清除碎片和產(chǎn)生抗炎性細(xì)胞因子和生長因子促進(jìn)腦組織修復(fù)和重塑［4-5］。小膠質(zhì)細(xì)胞的這種雙重作用與它們所處的不同細(xì)胞微環(huán)境和缺血后病理階段有關(guān)［4］。小膠質(zhì)細(xì)胞是高度可塑性細(xì)胞，其激活是一個(gè)復(fù)雜的過程，可受到許多物質(zhì)和周圍細(xì)胞的影響［6-7］。近年來大量研究集中在小膠質(zhì)細(xì)胞活化的調(diào)節(jié)機(jī)制上，旨在通過調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細(xì)胞表型以起到神經(jīng)保護(hù)作用［8-9］。

1 小膠質(zhì)細(xì)胞的特點(diǎn)

小膠質(zhì)細(xì)胞起源于早期胚胎發(fā)生期間卵黃囊中的紅血球樣祖細(xì)胞，是抵御外界損傷的第一道防線［10］。正常情況下，小膠質(zhì)細(xì)胞處于靜息狀態(tài)；當(dāng)機(jī)體受到外界刺激如神經(jīng)損傷、缺血或感染時(shí)，小膠質(zhì)細(xì)胞被激活并募集到腦損傷區(qū)域，產(chǎn)生炎性細(xì)胞因子和細(xì)胞毒性物質(zhì)加劇組織損傷［4，11-12］。近年來大量研究表明，小膠質(zhì)細(xì)胞可能有利于腦缺血后的功能恢復(fù)，這與小膠質(zhì)細(xì)胞的活化狀態(tài)有關(guān)?；罨蟮男∧z質(zhì)細(xì)胞分為M1型和M2型：M1型小膠質(zhì)細(xì)胞主要產(chǎn)生促炎癥介質(zhì)包括腫瘤壞死因子-α（Tumor necrosis factor-α，TNF-α）、白細(xì)胞介素-1β（Interleukin-1β，IL-1β）、干 擾 素-c（Interferon-c，IFN-c）、白細(xì)胞介素-6（Interleukin-6，IL-6）、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（Inducible nitric oxide synthase，iNOS）和活性氧（Reactive oxygen species，ROS），從而促進(jìn)炎癥反應(yīng)，加重神經(jīng)元損傷，導(dǎo)致神經(jīng)功能障礙；而M2型小膠質(zhì)細(xì)胞主要產(chǎn)生白細(xì)胞介素-10（Interleukin-10，IL-10）、轉(zhuǎn)化生長因子-β（Trans?forming growth factor-β，TGF-β）、胰島素樣生長因子（Insulin-like growth factors-1，IGF-1）和血管內(nèi)皮生長 因 子（Vascular endothelial growth factor，VEGF）等，抑制炎癥反應(yīng)并促進(jìn)組織再生［13-14］。研究表明，這些細(xì)胞因子介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)在腦缺血造成的病理損傷中起著至關(guān)重要的作用［15］。因此，通過調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細(xì)胞活化通路中細(xì)胞因子的表達(dá)，改變小膠質(zhì)細(xì)胞的活化狀態(tài)，減輕炎癥反應(yīng)，可有效改善小膠質(zhì)細(xì)胞活化在缺血性腦卒中造成的腦組織損傷。

2 小膠質(zhì)細(xì)胞在缺血性腦卒中發(fā)生發(fā)展中的作用

神經(jīng)炎癥是缺血性腦卒中后的一個(gè)關(guān)鍵病理過程，可導(dǎo)致繼發(fā)性腦組織損傷和功能障礙。小膠質(zhì)細(xì)胞活化介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)在缺血性腦卒中的發(fā)病機(jī)制中起重要作用。小膠質(zhì)細(xì)胞可以根據(jù)大腦環(huán)境的細(xì)微變化發(fā)生形態(tài)學(xué)改變，極化成M1或M2表型，并對其作出不同反應(yīng)，發(fā)揮促炎或抗炎作用［16-17］。

2.1 缺血性腦卒中小膠質(zhì)細(xì)胞的促炎癥反應(yīng)神經(jīng)炎癥被認(rèn)為是造成缺血性腦損傷的主要因素。小膠質(zhì)細(xì)胞的過度激活導(dǎo)致大量炎癥因子的釋放，從而加重腦缺血-再灌注損傷［18-19］。因此，抑制小膠質(zhì)細(xì)胞釋放促炎因子可能是緩解缺血性中風(fēng)的主要策略［20］。促炎性M1型小膠質(zhì)細(xì)胞通過增強(qiáng)吞噬功能、殺滅病原體，促進(jìn)組織修復(fù)。但I(xiàn)L-6、IL-1β的過度釋放和TNF-α、iNOS等促炎因子的產(chǎn)生可引起炎癥，加重腦損傷［19，21］。雖然小膠質(zhì)細(xì)胞促進(jìn)神經(jīng)炎癥的機(jī)制尚不清楚，但越來越多的證據(jù)表明，M1型小膠質(zhì)細(xì)胞極化促進(jìn)炎癥反應(yīng)，是缺血性腦卒中的危險(xiǎn)因素。因此，抑制小膠質(zhì)細(xì)胞向M1表型極化可能具有治療缺血性腦卒中的潛力。

2.2 小膠質(zhì)細(xì)胞在缺血性腦卒中中的抗炎作用活化的小膠質(zhì)細(xì)胞在中樞神經(jīng)系統(tǒng)炎癥環(huán)境中具有不同的作用。缺血性腦卒中后激活的M2型小膠質(zhì)細(xì)胞主要通過清除細(xì)胞碎片、減少局部炎癥和釋放大量營養(yǎng)因子來促進(jìn)腦組織修復(fù)［22-25］。M2型小膠質(zhì)細(xì)胞具有抗炎作用，分泌抗炎介質(zhì)和神經(jīng)營養(yǎng)因子，如IL-10、白細(xì)胞介素-13（Interleukin-13，IL-13）、TGF-β、膠質(zhì)細(xì)胞源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（Glialcelllinederivedneurotrophicfactor，GDNF）和腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（Brain-derived neurotrophic factor，BDNF）等，對促進(jìn)缺血性腦卒中的組織修復(fù)和神經(jīng)元再生具有重要意義［26-27］。因此，誘導(dǎo)小膠質(zhì)細(xì)胞向M2表型極化是治療缺血性腦中風(fēng)的潛在新方法。

3 小膠質(zhì)細(xì)胞活化的常見信號通路

3.1 TREM 2與小膠質(zhì)細(xì)胞活化Ⅱ型髓樣細(xì)胞激發(fā)受體（Triggering receptor expressed on myeloid cell-2，TREM2）主要在小膠質(zhì)細(xì)胞膜表面高表達(dá)，參與缺血性腦卒中時(shí)的吞噬作用。TREM2是自身免疫系統(tǒng)中重要的炎癥反應(yīng)負(fù)性調(diào)節(jié)物，能抑制小膠質(zhì)細(xì)胞合成分泌TNF-α、IL-6等促炎因子及抑制神經(jīng)元凋亡，促進(jìn)腦組織修復(fù)和功能恢復(fù)［28-31］。有研究報(bào)道，電針治療可通過誘導(dǎo)局灶性腦缺血-再灌注（Cerebral ischemia-reperfusion injury，CIRI）大鼠小膠質(zhì)細(xì)胞TREM2的表達(dá)，抑制細(xì)胞因子的產(chǎn)生和分泌來發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用［32-33］。褪黑激素可增加小膠質(zhì)細(xì)胞中TREM2/iNOS的比值，減輕M1型小膠質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)［34］。綜上所述，TREM2激動劑可促進(jìn)M2型小膠質(zhì)細(xì)胞活化，進(jìn)而修復(fù)腦缺血-再灌注損傷，TREM2有望成為治療缺血性腦卒中等腦血管疾病新的臨床靶點(diǎn)［31］。

3.2 p38MAPK信號通路與小膠質(zhì)細(xì)胞活化絲裂原活化蛋白激酶（Mitogen-activated protein kinase，MAPK）是將信號從細(xì)胞表面?zhèn)鬟f到細(xì)胞核的重要分子。p38MAPK是MAPKs的亞類之一，也是MAPK家族調(diào)控炎癥反應(yīng)最重要的成員。IL、LPS、TNF-α、血小板激活因子（Platelet activating factor，PAF）等炎癥因子刺激可誘導(dǎo)p38MAPK激活。已有研究表明，p38MAPK信號通路的激活與缺血性腦卒中小膠質(zhì)細(xì)胞的活化導(dǎo)致的神經(jīng)炎癥密切相關(guān)［35］。在分子層面，MicroRNA-22、CX3CR1 RNAi及Apelin-12對p38MAPK信號通路的抑制作用可以通過抑制小膠質(zhì)細(xì)胞活化來改善缺血性腦卒中造成的腦損傷［36-38］。對p38MAPK信號通路進(jìn)行藥物干預(yù)，可以明顯改善缺血造成的神經(jīng)功能損傷。云芝多糖可有效降低p38MAPK的蛋白表達(dá)水平，同時(shí)可以顯著抑制病灶周圍神經(jīng)細(xì)胞的凋亡以及減輕大鼠腦缺血-再灌注損傷［39］。阿托伐他汀也可顯著下調(diào)p38MAPK水平，降低腦含水量和梗死面積，改善血腦屏障（Blood-brain barrier，BBB）通透性［40］。因此，通過抑制p38MAPK信號通路來降低p38MAPK的蛋白表達(dá)水平，可以有效抑制腦缺血后小膠質(zhì)細(xì)胞的活化，從而改善腦損傷。

3.3 Akt/mTOR信號通路與小膠質(zhì)細(xì)胞活化絲氨酸/蘇氨酸激酶與雷帕霉素靶蛋白（Aktmammalian target of rapamycin，Akt/mTOR）信號通路在神經(jīng)元的自噬中起著重要的調(diào)節(jié)作用，是與細(xì)胞靜止、增殖、癌癥和壽命相關(guān)的最重要的細(xì)胞內(nèi)信號通路之一［41-42］。mTOR在翻譯起始、轉(zhuǎn)錄、細(xì)胞骨架組織、細(xì)胞生長和增殖以及細(xì)胞存活中起著核心作用，mTOR通過調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Regulatory T cells，Tregs）抑制局部缺血后小膠質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)的神經(jīng)炎癥和繼發(fā)性損傷［43］。TNF相關(guān)蛋白1（Complement-C1q TNF-related protein 1，CTRP1）通過調(diào)節(jié)Akt/mTOR信號通路，抑制小膠質(zhì)細(xì)胞自噬和炎癥反應(yīng)［44］。綠茶兒茶素可上調(diào)Akt和mTOR的磷酸化水平，有效抑制ROS產(chǎn)生和自噬誘導(dǎo)的凋亡，從而進(jìn)一步防止腦缺血-再灌注條件下小膠質(zhì)細(xì)胞的損傷［45］。此外，黃芩素可以通過激活PI3K/Akt/mTOR信號通路，抑制小膠質(zhì)細(xì)胞向M1型極化，促進(jìn)M2型小膠質(zhì)細(xì)胞的活化，從而減輕缺血性腦損傷［46］?？傊?，通過調(diào)控Akt/mTOR信號通路來調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細(xì)胞的活化狀態(tài)可有效改善缺血造成的腦損傷。

3.4 Notch信號通路與小膠質(zhì)細(xì)胞活化Notch信號通路由Notch受體、Notch配體（DSL蛋白）、CSL（CBF-1，Suppressor of hairless，Lag的合稱）、DNA結(jié)合蛋白、其他效應(yīng)物和Notch的調(diào)節(jié)分子等組成。Notch信號通路是已知參與小膠質(zhì)細(xì)胞活化的幾種信號通路之一，被認(rèn)為是調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)和缺血性腦卒中后神經(jīng)保護(hù)作用的潛在治療靶點(diǎn)。DAPT（GSI-IX）是一種γ-分泌酶抑制劑，可間接抑制γ-分泌酶底物Notch的活性，進(jìn)而影響細(xì)胞信號傳導(dǎo)和小膠質(zhì)細(xì)胞活化，起神經(jīng)保護(hù)作用［47］。研究顯示，野黃芩苷（Scutellarin）對Notch信號通路的抑制作用可減弱缺血后小膠質(zhì)細(xì)胞的活化以及炎癥因子的釋放，從而減輕炎癥反應(yīng)及腦損傷［48］。形態(tài)學(xué)和生化數(shù)據(jù)顯示，高滲鹽水（Hypertonic saline，HS）在腦缺血和低氧BV-2小膠質(zhì)細(xì)胞中，減弱了活化的小膠質(zhì)細(xì)胞中Notch信號和促炎介質(zhì)的表達(dá)，減輕炎癥反應(yīng)，在腦缺血中具有神經(jīng)保護(hù)作用，因此臨床上支持對缺血性腦卒中患者使用高滲鹽水［49］。抑制Notch信號通路的活性對于治療缺血性腦損傷中小膠質(zhì)細(xì)胞造成的炎癥反應(yīng)具有重要意義。

3.5 TLR4/NF-κB信號通路與小膠質(zhì)細(xì)胞活化Toll樣受體4（Toll-likereceptors4，TLR4）和核因子-κB（Nuclear factor kappa B，NF-κB）信號通路參與細(xì)胞增殖、分化、凋亡等生理過程［50-51］。TLR4是小膠質(zhì)細(xì)胞炎癥反應(yīng)信號通路中關(guān)鍵的轉(zhuǎn)導(dǎo)受體，可識別細(xì)菌脂多糖（Lipopolysaccharide，LPS）和多種炎癥相關(guān)因子［51］。NF-κB作為轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)的關(guān)鍵因子，在炎癥反應(yīng)與免疫應(yīng)激調(diào)控方面的作用至關(guān)重要［50］。TLR4主要介導(dǎo)兩種信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑：MyD88依賴型和MyD88非依賴型。其中，MyD88依賴通路主要介導(dǎo)NF-κB的激活［52］。有研究表明，小膠質(zhì)細(xì)胞活化與TLR4/NF-κB信號通路密切相關(guān)［53］。光千金藤堿（一種生物堿）可通過抑制TLR4/NF-κB信號通路改善大腦中動脈缺血（Middle cerebral artery occlusion，MCAO）大鼠的結(jié)局，減輕神經(jīng)元損傷并抑制小膠質(zhì)細(xì)胞的過度活化［54］。槲皮素（Quercetin，Que）通過抑制TLR4/NF-κB信號通路減少小膠質(zhì)細(xì)胞的活化，對缺血缺氧（Hypoxic ischemia，HI）造成的腦損傷起 神 經(jīng) 保 護(hù) 作 用［55］。棉 籽 油（Cottonseed oil，CSO）處理可顯著抑制腦缺血半暗區(qū)TLR4/NF-κB介導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞的激活［56］。綜上所述，抑制TLR4/NF-κB信號通路可以減少小膠質(zhì)細(xì)胞活化，顯著改善腦損傷。

3.6 JAK2-STAT3信號通路與小膠質(zhì)細(xì)胞活化Janus激酶/信號轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活子（Januskinase-signal converter and activator of transcription，JAK-STAT）是IL-6等細(xì)胞因子重要的下游信號通路［57］。腦缺血后，IL-6在腦組織中的蛋白表達(dá)顯著上調(diào)［58-59］。因此，JAK-STAT通路為細(xì)胞提供了應(yīng)對包括缺血應(yīng)激在內(nèi)的各種細(xì)胞外刺激的重要機(jī)制［60-62］。其中，缺血缺氧可能激活JAK2/STAT3信號通路，導(dǎo)致小膠質(zhì)細(xì)胞激活和神經(jīng)炎癥；下調(diào)JAK2/STAT3信號通路可抑制小膠質(zhì)細(xì)胞激活，減輕神經(jīng)系統(tǒng)炎癥損傷［63］。白細(xì)胞介素-22（Interleukin-22，IL-22）通過負(fù)性調(diào)節(jié)JAK2-STAT3通路，改善腦缺血-再灌注損傷后的炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激和神經(jīng)元凋亡，發(fā)揮保護(hù)作用［64］。LINGO-1（一種跨膜信號蛋白）通過負(fù)性調(diào)控JAK2/STAT3通路減輕缺血性腦損傷，為缺血性腦卒中的治療提供了一個(gè)新的靶點(diǎn)［65］。血塞通注射液聯(lián)合阿司匹林、氯吡格雷可通過抑制氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)，調(diào)節(jié)NOX2/IL-6/JAK2/STAT3通路，對大鼠局灶性腦缺血-再灌注損傷發(fā)揮保護(hù)作用［66］。近年來，JAK2-STAT3信號通路已經(jīng)成為缺血性腦卒中的研究熱點(diǎn)。因此，通過藥物靶向減少小膠質(zhì)細(xì)胞中JAK2-STAT3的表達(dá)可以有效治療缺血性腦卒中。

4 小結(jié)與展望

缺血性腦卒中可造成嚴(yán)重的腦損傷，且與小膠質(zhì)細(xì)胞的激活與極化密切相關(guān)。小膠質(zhì)細(xì)胞在傳統(tǒng)上被認(rèn)為是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的常駐免疫細(xì)胞，生理環(huán)境下，小膠質(zhì)細(xì)胞在體內(nèi)保持穩(wěn)定［67］；一旦受到干擾，小膠質(zhì)細(xì)胞被激活并遷移到受損部位［68-69］。小膠質(zhì)細(xì)胞的激活與極化涉及的信號通路及分子機(jī)制復(fù)雜多樣，通過對不同通路和不同分子的靶向作用可以調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細(xì)胞的活化（圖1）。然而，小膠質(zhì)細(xì)胞活化通路的確切機(jī)制，尤其是其活化過程中信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的分子基礎(chǔ)尚不完全清楚[70]。各種藥物改善大腦炎癥是通過抑制小膠質(zhì)細(xì)胞活化還是抑制小膠質(zhì)細(xì)胞向M1型極化也有待考究。因此，深入研究小膠質(zhì)細(xì)胞的活化機(jī)制和極化狀態(tài)，有助于進(jìn)一步開發(fā)缺血性腦卒中的新藥物和新療法。

圖1 腦缺血時(shí)調(diào)控小膠質(zhì)細(xì)胞激活的信號通路