帕金森病的興奮性毒性與肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子

崔曉梅 王運(yùn)良（通訊作者）韓 冰 李金鳳

1）濰坊醫(yī)學(xué)院2011級(jí)神經(jīng)病學(xué)碩士研究生 濰坊 261053 2）解放軍第148醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科 淄博 255300

帕金森病（Parkinson’s disease，PD）是影響中老年人身體健康的主要神經(jīng)退行性疾病之一，隨著全世界人口老齡化的來(lái)臨，對(duì)該病的研究已越來(lái)越受到人們的重視。

1 PD概述

PD有震顫、肌強(qiáng)直、運(yùn)動(dòng)遲緩、姿勢(shì)不穩(wěn)等運(yùn)動(dòng)癥狀，主要是由大腦神經(jīng)元多相退變引起，不僅在中腦黑質(zhì)致密部，也發(fā)生在大腦的外紋狀體。除了眾所周知PD病人的運(yùn)動(dòng)障礙。認(rèn)知障礙和記憶損害也是疾病的重要組成部分，很可能是由于外紋狀體，包括海馬部的突觸傳遞和可塑性的破壞引起的［1］。有研究表明，PD的發(fā)病率隨年齡增長(zhǎng)而顯著提高，65～69歲人群，0.6%會(huì)受影響，而在85～89歲，人數(shù)增加至2.6%，使PD成為繼阿爾茨海默病后第二位最常見(jiàn)的神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病［2］。

PD是共核蛋白病中最具代表性的疾病，以α－突觸核蛋白在不同的大腦區(qū)域錯(cuò)誤折疊和聚集作為主要的病理標(biāo)志，以黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元（DA）丟失為主要特點(diǎn)的神經(jīng)變性疾病。PD的發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，包括遺傳、環(huán)境及年齡老化等多種因素共同作用下，通過(guò)氧化應(yīng)激、線粒體功能衰竭、鈣超載、興奮性氨基酸毒性及細(xì)胞凋亡等機(jī)制引起黑質(zhì)DA能神經(jīng)元變性［3］。

2 PD的興奮性毒性

2.1谷氨酸的興奮毒性興奮性氨基酸（EAA）參與突觸興奮傳遞、學(xué)習(xí)記憶形成及多種變性疾病的發(fā)生。近年的研究顯示，谷氨酸作為腦內(nèi)主要的興奮性氨基酸，其神經(jīng)毒性作用是PD的發(fā)病機(jī)制之一。Michelle等采用新的微電極陣列記錄技術(shù)研究了不同年齡段雄鼠大腦齒狀核、海馬CA3、CA1亞區(qū)谷氨酸的釋放與吸收。在老年大鼠CA3區(qū)苔蘚纖維終端氯化鉀（KCl）誘導(dǎo)的谷氨酸釋放明顯低于幼鼠和中老年鼠。中老年鼠齒狀回穿通纖維終端KCl誘導(dǎo)的谷氨酸釋放相對(duì)于其他2組明顯增多。老年大鼠齒狀回谷氨酸吸收率高于幼鼠組，表明中老年鼠隨谷氨酸釋放增多，存在可能與年齡相關(guān)的谷氨酸調(diào)節(jié)的改變，支持哺乳動(dòng)物在老化過(guò)程中海馬亞區(qū)谷氨酸調(diào)節(jié)的動(dòng)態(tài)改變，對(duì)學(xué)習(xí)和記憶至關(guān)重要［4］。

2.2谷氨酸受體谷氨酸是廣泛存在于哺乳動(dòng)物中樞神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性神經(jīng)遞質(zhì)，通過(guò)激動(dòng)離子通道型受體（NMDA，AMPA）和代謝型受體（mGlu1－mGlu8）而發(fā)揮作用。過(guò)量的谷氨酸對(duì)其受體的過(guò)度興奮會(huì)引起神經(jīng)元的損傷直至死亡，稱之為興奮性神經(jīng)毒性。近年來(lái)通過(guò)對(duì)其受體的研究，也證實(shí)谷氨酸和PD之間關(guān)系密切。

2.2.1 離子型谷氨酸受體：當(dāng)離子型谷氨酸受體NMDA被激活時(shí)，除對(duì)Na＋、K＋具有通透性之外，NMDA受體主要負(fù)責(zé)Ca2＋的內(nèi)流。Ca2＋是神經(jīng)元信號(hào)傳遞的第二信使，介導(dǎo)NMDA受體的多種生理功能。但在病理狀態(tài)下，神經(jīng)元處于周?chē)劝彼崴捷^高的環(huán)境中，導(dǎo)致NMDA受體被大量激活，使得更多Ca2＋內(nèi)流，產(chǎn)生鈣超載，引起神經(jīng)元凋亡或死亡［5］。Akimoto等［6］研究發(fā)現(xiàn)，在幼年大鼠海馬區(qū)，神經(jīng)元表達(dá)肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子（HGF）受體c－Met，并且有很高程度的酪氨酸磷酸化，較正常狀態(tài)肝臟的水平還要高，說(shuō)明受體被活化，HGF在完整的腦組織中持續(xù)起作用。外源性給予HGF后可增強(qiáng)海馬CA1區(qū)突觸的長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)作用（LTP），是學(xué)習(xí)和記憶的神經(jīng)生理基礎(chǔ)，但對(duì)長(zhǎng)時(shí)程抑制無(wú)影響。HGF可增加離體神經(jīng)組織NMDA受體介導(dǎo)的電流，這種電流增加是增強(qiáng)LTP的基礎(chǔ)。

Diógenes等［1］觀察了α－突觸核蛋白聚集對(duì) NMDA受體介導(dǎo)的大鼠海馬突觸傳遞和LTP的影響，顯示受α－突觸核蛋白聚體的長(zhǎng)期影響，而不是單體或原纖維，通過(guò)激活NMDA受體增加突觸傳遞，并增加鈣離子通透性AMPA受體的數(shù)量。α－突觸核蛋白聚體增加導(dǎo)致LTP受損，預(yù)處理可恢復(fù)表達(dá)LTP的能力，提示α－突觸核蛋白聚體驅(qū)動(dòng)谷氨酸能突觸傳遞，為PD和其他共核蛋白病神經(jīng)元損傷和毒性作用的研究提供了重要線索。

2.2.2 代謝型谷氨酸受體：代謝型谷氨酸受體亞型5（mGluR5）調(diào)節(jié)谷氨酸的傳輸，因此被認(rèn)為是作為神經(jīng)保護(hù)藥物潛在的靶點(diǎn)。Hsieh等［7］研究2－甲基－6－苯基乙炔基嘧啶（MPEP）、mGluR5拮抗劑對(duì)1－甲基－4－苯基－1，2，3，6－四氫吡啶（MPTP）誘導(dǎo)的PD大鼠模型中記憶、物體識(shí)別和神經(jīng)變性所起的作用。結(jié)果證實(shí)了谷氨酸能系統(tǒng)功能亢進(jìn)與PD興奮性毒性和神經(jīng)變性之間的關(guān)系。MPTP損傷大鼠表現(xiàn)記憶損害和物體識(shí)別損害，MPEP治療可防止這種損害。并且MPEP能抑制MPTP誘導(dǎo)的黑質(zhì)紋狀體多巴胺能神經(jīng)元變性、SNc小神經(jīng)膠質(zhì)活化及海馬神經(jīng)元的喪失。提示mGluR5在PD的病理生理過(guò)程中起了一定作用，其拮抗劑MPEP是一種有潛力治療PD相關(guān)癡呆的新方法。

Agari等［8］采用單側(cè)注射6－OHDA制作PD大鼠模型，觀察蒼白球代謝型谷氨酸受體激活后對(duì)阿樸嗎啡誘導(dǎo)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的影響。同側(cè)蒼白球內(nèi)注射非選擇性代謝型谷氨酸受體激動(dòng)劑（ACPD）和選擇性代謝型谷氨酸受體亞型1激動(dòng)劑（DHPG），可完全抑制阿樸嗎啡誘導(dǎo)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而選擇性代謝型谷氨酸受體亞型3激動(dòng)劑（L－AP4）則無(wú)這種作用。接受ACPD或DHPG注射的大鼠與對(duì)照組相比，損傷側(cè)蒼白球、下丘腦核及黑質(zhì)網(wǎng)狀部位c－fos蛋白顯著表達(dá)。結(jié)果表明代謝型谷氨酸受體（mGluRs）與PD的治療靶點(diǎn)密切相關(guān)。

3 肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子

肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子（hepatocyte growth factor，HGF）是一種神經(jīng)保護(hù)因子，并且在神經(jīng)生長(zhǎng)中起營(yíng)養(yǎng)作用，促進(jìn)中樞神經(jīng)元的存活和成熟。HGF及其受體廣泛存在于神經(jīng)系統(tǒng)，雪旺細(xì)胞、小膠質(zhì)細(xì)胞、星形膠質(zhì)細(xì)胞和少突膠質(zhì)細(xì)胞都能合成和表達(dá)HGF及其受體c－Met。HGF對(duì)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的發(fā)育、存活、軸突的生長(zhǎng)和導(dǎo)向，以及對(duì)周?chē)窠?jīng)損傷后神經(jīng)元的保護(hù)、軸突的延長(zhǎng)和神經(jīng)纖維的修復(fù)等具有重要作用［9］。

Achim等［10］對(duì)HGF及其受體表達(dá)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)人和大鼠的海馬組織CA3－4區(qū)表達(dá)豐富，CA1區(qū)表達(dá)cMet。HGF預(yù)處理可明顯阻止缺氧／復(fù)氧導(dǎo)致的細(xì)胞活力降低和凋亡細(xì)胞數(shù)量增加。Miyazawa等［11］研究證實(shí)，HGF能有效地防止海馬神經(jīng)元遲發(fā)性細(xì)胞死亡，提前6h預(yù)注射人重組HGF（hrHGF）對(duì)缺血的海馬神經(jīng)元有保護(hù)作用。Niimura等對(duì)短暫性前腦缺血再灌注大鼠，在10min～72h內(nèi)直接向海馬CA1區(qū)持續(xù)的注入hrHGF，TUNEL染色發(fā)現(xiàn)，CA1區(qū)陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)顯著增加，hrHGF治療幾乎完全抵消了局部缺血造成的損害。

4 帕金森病的興奮性毒性與肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子

PD治療的關(guān)鍵和理想模式不僅是有效提高紋狀體內(nèi)DA含量，而且應(yīng)考慮如何挽救已變性和瀕臨死亡的DA能神經(jīng)元、減緩乃至阻止其進(jìn)一步退變。這不僅可改善PD病人的運(yùn)動(dòng)障礙，而且能改善其認(rèn)知障礙和記憶損害。

Koike等［12］紋狀體內(nèi)注射6－OHDA制作PD大鼠模型，采用腦功能區(qū)定位向一側(cè)紋狀體轉(zhuǎn)染人HGF或β－半乳糖苷酶質(zhì)粒，應(yīng)用免疫組化技術(shù)，注射側(cè)可檢測(cè)到人HGF表達(dá)且可持續(xù)至少12d。轉(zhuǎn)染β－半乳糖苷酶質(zhì)粒的PD大鼠表現(xiàn)為阿樸嗎啡誘導(dǎo)的不對(duì)稱旋轉(zhuǎn)反應(yīng)，超過(guò)90%多巴胺能神經(jīng)元丟失；而轉(zhuǎn)染HGF的大鼠對(duì)這種不正常旋轉(zhuǎn)有非常顯著的抑制作用，并且70%多巴胺能神經(jīng)元保留。研究表明HGF過(guò)表達(dá)可阻止PD大鼠的神經(jīng)元死亡。

Date等報(bào)道HGF對(duì)大腦缺血后學(xué)習(xí)和記憶功能的影響。側(cè)腦室注射hrHGF，可減少腦缺血大鼠水迷宮實(shí)驗(yàn)中到達(dá)安全臺(tái)的潛伏期。另外，熒光標(biāo)記發(fā)現(xiàn)，hrHGF顯著減少血腦屏障破壞后白蛋白外漏。hrHGF對(duì)血腦屏障的保護(hù)作用與缺血早期防止大腦內(nèi)皮細(xì)胞的凋亡相關(guān)。這些結(jié)果表明，hrHGF在持續(xù)性腦缺血早期通過(guò)保護(hù)內(nèi)皮細(xì)胞能有效防止學(xué)習(xí)和記憶功能損害，可能是腦血管病和血管性癡呆有效的治療措施［13］。

為明確興奮性毒性條件下HGF對(duì)突觸密度的影響，Akita等［14］采用免疫染色雙標(biāo)法，研究培養(yǎng)的海馬神經(jīng)元NMDA受體亞單位和突觸前標(biāo)記數(shù)量的改變。暴露于興奮性氨基酸毒性環(huán)境時(shí)，突觸NMDA受體NR2B亞單位數(shù)量減少，但NR1和NR2A亞單位沒(méi)有改變。興奮毒性作用也使PSD－95（一種突觸后支架蛋白）和synaptic I（突觸前蛋白）減少。HGF治療可阻止其數(shù)量的減少。當(dāng)興奮性氨基酸（NMDA）毒性增加時(shí)，NR2B亞單位的減少程度可被HGF緩解。HGF可阻止NMDA受體去極化激活，減少誘導(dǎo)CREB（cAMP反應(yīng)元件結(jié)合蛋白）磷酸化。這些研究表明HGF不僅可阻止神經(jīng)細(xì)胞的死亡，而且可阻斷NMDA受體亞單位的減少和NMDA受體細(xì)胞內(nèi)信號(hào)通道。

5 展望

多巴胺和谷氨酸受體系統(tǒng)與很多神經(jīng)精神疾病相關(guān)。多巴胺影響體內(nèi)多種功能包括自主活動(dòng)、認(rèn)知、情感和內(nèi)分泌調(diào)節(jié)。谷氨酸是體內(nèi)最主要的興奮性神經(jīng)遞質(zhì)，與調(diào)節(jié)神經(jīng)元回路發(fā)育、學(xué)習(xí)和記憶相關(guān)。多巴胺和谷氨酸投射在腦內(nèi)重疊和會(huì)聚，構(gòu)成了這些受體系統(tǒng)神經(jīng)元間相互作用的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。許多病理過(guò)程都與一個(gè)或多個(gè)突觸后神經(jīng)遞質(zhì)受體功能失常相關(guān)，一般的受體激動(dòng)劑或拮抗劑可糾正這種病理狀態(tài)，但這些藥物通常都具有較嚴(yán)重不良反應(yīng)，因?yàn)橐种拼竽X正常功能所必需的突觸后應(yīng)答。因此需要選擇改善突觸功能的新藥物。而HGF作為一種多功能的生長(zhǎng)因子，其與神經(jīng)系統(tǒng)之間的關(guān)系已經(jīng)引起人們的關(guān)注。HGF對(duì)缺血大腦的在體、離體神經(jīng)元具有直接的保護(hù)作用，不僅能改善腦缺血引起的學(xué)習(xí)和記憶障礙，而且在興奮毒性條件下，HGF能從形態(tài)和功能上改善突觸。因此，更深入的探討HGF與PD之間的聯(lián)系，可能為PD治療提供更多的證據(jù)和方法。

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