炎性信號通路與缺血性腦卒中

裴雯雯，董 莎，劉瑞珍

缺血性腦卒中是指各種原因所致的腦部血液供應障礙，導致腦組織缺血、缺氧性壞死，出現相應神經功能缺損的疾病。主要治療措施有溶栓治療、抗血小板聚集、細胞保護、抗炎治療等，其中快速、有效的治療手段是溶栓治療，但由于就診時間的限制以及存在出血、再灌損傷等風險［1，2］，臨床溶栓治療效 果有限［3］。炎性反應是導致缺血后神經損傷的重要原因［4，5］。某種意義上可以說，炎癥過程決定了腦缺血后神經元的存亡，故阻斷炎性信號通路，減輕腦組織神經元損傷成為治療缺血腦卒中的靶點之一。本文就炎性信號通路及目前炎性信號通路上各個藥物研究的新進展加以綜述。

1 炎性信號通路

在中樞神經系統中小膠質細胞是主要的免疫效應細胞，是介導缺血性卒中后炎癥反應的主要細胞，小膠質細胞的激活可以通過多種信號轉導途徑實現，其中Toll樣受體4（TLR4）信號通路是介導內毒素誘導的炎性反應的重要通路。TLR4由胞外域、跨膜域、胞內域三個區(qū)域構成［6］。其中胞外域為重復的亮氨酸序列（LRR），可與CD14分子結合，參與病原相關分子模式的識別。胞內域又稱為TIR 區(qū)域，因與白細胞介素－1（IL－1）受體胞內區(qū)域具有同源性而得名，是一段高度保守的序列，可以激活核轉錄因子κB（NF－κB）通路和絲裂原活化蛋白激酶通路，進一步激活各種炎性細胞因子的基因表達［7］，從而發(fā)揮炎性作用。

1.1 核因子κB信號通路 TLR4／NF－κB通路主要通過兩條途徑激活：一條是依賴髓樣分化因子88（MyD88）的途徑；另一條是不依賴MyD88的信號途徑。細胞外的脂多糖（LPS）與TLR4的胞外域結合，之后TLR4聚合使細胞外的信號轉導到細胞內。TLR4的胞內域與細胞質內接頭蛋白MyD88的羧基端結合，同時MyD88的氨基端與IL－1受體相關激酶（IRAK）羧基端結合，使得IRAK 激活，進而依次激活IL－1受體相關激酶（IRAK）、腫瘤壞死因子受體相關因子6（TRAF－6）、NF－κB 抑制物的激酶（IKKs）復合物。在IKKS復合物的作用下，NF－κB抑制物磷酸化并降解，之后NF－κB被降解的IKKS激活，進入細胞核中誘導特定基因的表達，激活各種細胞因子，如IL－1、IL－6、IL－8、IL－12等發(fā)揮炎性作用［8，9］。與此同時，不依賴MyD88的信號通路因需要TIR 接頭蛋白分子（TRIF）參與，故又名TRIF 信號轉導通路，它可以聚集腫瘤壞死因子受體相關因子（TRAF）－3 和TRAF－6調節(jié)的接頭蛋白，產生不同的轉錄因子。通過聚集TRAF－3，從TRIF結合激酶級聯反應開始，到干擾素調節(jié)因子（IRF）－3二聚化后，再易位到核內結束。IRF－3可以通過調節(jié)細胞炎癥反應的IFN－β合成發(fā)揮作用。

1.2 絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）信號通路MAPK 信號通路是以三級激酶級聯的方式進行的，每一個級聯包括三個核心激酶（MAPKKK，MAPKK，MAPK），通常情況下還附加上游組件（MAP4K）和下游組件（MAPKAPK）。在每一個級聯內部，信號的傳播是由連續(xù)的磷酸化作用和激酶連續(xù)的活化作用來完成的。在哺乳動物細胞中MAPK 亞族主要包括ERK1／2，JNK，P38和ERK5／BMK1四條主要途徑［10］。ERK1／2－MAPK信號通路主要參與細胞的生長、發(fā)育、增殖、分化等生理、病理過程。ERK5／BMK1信號通路則在血管生成、血管完整性維持以及心臟發(fā)展中發(fā)揮重要作用。JNK 和P38信號通路介導的細胞凋亡在調節(jié)炎癥反應中發(fā)揮重要作用，二者均可由紫外線、細胞因子和生理應激、滲透壓變化等激活，故這兩條通路又叫做MAPK 應激信號通路。在p38－MAPK 通路的不同水平有不同的關鍵酶：在MAPKK 水平上的激酶有MKK3、MKK6 和MKK4，它們均可以特異性地激活p38 蛋白，而MKK4 還可激活JNK－MAPK 信號通路。另外JNK－MAPK 通路的上游激酶SEK1也可以磷酸化p38蛋白。在MPKKK 水平上，激活JNKMAPK 通路的TAK1亦可以激活p38NAPK 通路，并且它還可以 激 活 p38 的 上 游 激 酶 SEK1、MKK3 和 MKK6。在MAPKKK的上游，ERK1／2途徑中的Ras超家族成員亦有激活P38蛋白的作用。以上不同的MAPK 通路的主要分支介導不同的生物學效應，這幾條通路間存在著廣泛的聯系，從而導致通路間產生相互協同或抑制作用［11］。因此MAPK 信號通路不僅為不同疾病發(fā)生發(fā)展中的分子機制提供新認識，同時將為缺血性腦卒中炎癥反應過程中新藥物的研究提供靶點。

2 缺血性腦卒中與炎性信號通路

缺血性腦卒中發(fā)生后，缺血中心區(qū)血流受損嚴重，缺血數分鐘后腦細胞死亡［12］。然而，缺血半暗帶區(qū)由于存在側支循環(huán)，缺血級聯反應發(fā)展速度較慢，數小時甚至數天內尚有大量存活的神經元，故成為卒中治療的靶區(qū)［13］。目前國內外大量的基礎及臨床研究主要著眼于離子通道調節(jié)、各種炎癥信號通路阻滯劑、氧自由基清除劑、興奮性神經遞質拮抗劑以及凋亡抑制劑等的研究，其中抗炎治療可以有效減輕缺血性腦卒中發(fā)生后腦損傷的程度［14，15］。基于TLR4 信號轉導通路在炎癥反應激活過程中發(fā)揮重要作用，故臨床上先后研制了阻斷或者抑制TLR4信號通路上各個節(jié)點的藥物，最新研究有羅格列酮可能通過抑制TLR4信號轉導途徑，減輕中樞神經系統炎癥反應［16］，還可以通過抗炎作用在心肌缺血中起保護作用［17］，目前仍處于基礎試驗階段。異氟醚預處理可以減輕腦缺血再灌注大鼠缺血半暗帶的損傷，其機制可能與抑制TLR4－MyD88信號通路有關［18］。吡格列酮可以通過抑制p38MAPK 信號通路，抑制脂多糖誘導的小膠質細胞的炎癥反應［19］，還可以減少心血管事件的發(fā)生，其機制可能與改善血管內皮功能有關［20］，但因樣本量少，其結論有待進一步證明。

3 展 望

缺血性腦卒中損傷激活小膠質細胞的途徑涉及多種信號通路，各種通路相互影響，目前各種炎性信號通路機制的認識仍有許多不明之處，且炎癥反應的級聯放大作用在缺血性腦卒中的發(fā)生、發(fā)展、疾病轉歸中發(fā)揮著重要作用，雖然臨床及基礎實驗中各種阻斷或抑制TLR4信號通路上各節(jié)點的藥物先后出爐，但其臨床實驗并未見明顯療效，各種新藥的基礎及臨床研究仍有很大的空間，需要進一步加大研究的深度及寬度，爭取為缺血性腦卒中的治療帶來新的突破。

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