小膠質(zhì)細胞在腦缺血中發(fā)揮雙相作用

張婷 易黎

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小膠質(zhì)細胞在腦缺血中發(fā)揮雙相作用

張婷 易黎

缺血性腦卒中是以腦循環(huán)血流量減少為特征的腦血管疾病，嚴重危及人類健康，臨床上較為常見，如不及時救助，其病死率、致殘率均較高。發(fā)生缺血性腦卒中時腦內(nèi)各種炎癥免疫細胞被激活，各種炎癥介質(zhì)、細胞因子被釋放，介導(dǎo)神經(jīng)系統(tǒng)的二次損傷及修復(fù)過程，其中小膠質(zhì)細胞在腦缺血時的炎癥級聯(lián)反應(yīng)及防止神經(jīng)元降解和壞死中均發(fā)揮重要作用。

小膠質(zhì)細胞是中樞神經(jīng)系統(tǒng)固有的免疫細胞，被認為是中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)的主要免疫效應(yīng)器，起免疫監(jiān)視作用。小膠質(zhì)細胞在腦內(nèi)數(shù)量龐大，分布廣泛，不論是在生理還是病理情況下小膠質(zhì)細胞對腦內(nèi)微環(huán)境穩(wěn)態(tài)的維持以及應(yīng)對內(nèi)外界刺激造成的腦損傷方面都發(fā)揮著極其重要作用。大量的研究表明，腦缺血是引起小膠質(zhì)細胞激活的一個重要的因素，而小膠質(zhì)細胞的激活又會對腦缺血的結(jié)局造成很大的影響。雖然小膠質(zhì)細胞在腦缺血中的重要地位已被大量研究證實，但小膠質(zhì)細胞的具體激活路徑、機制以及相關(guān)的炎癥因子的作用尚未完全闡釋清楚，還有待進一步研究。

1 小膠質(zhì)細胞

小膠質(zhì)細胞(Microglia,MG)在中樞神經(jīng)系統(tǒng)分布較廣，約占神經(jīng)膠質(zhì)細胞的10%～20%，其數(shù)量與神經(jīng)元的數(shù)量相當(dāng)[1]。小膠質(zhì)細胞在形態(tài)學(xué)、免疫表型及生物學(xué)功能上與單核/巨噬細胞系相關(guān)，雖關(guān)于其起源尚存在爭議，但大部分學(xué)者接受的觀點是小膠質(zhì)細胞來源于骨髓的單核細胞和(或)骨髓的造血干細胞[2]。

在正常腦組織中小膠質(zhì)細胞呈高度分枝狀[3]，為靜息狀態(tài)，可以為正常大腦提供一個高度動態(tài)和高效的監(jiān)測系統(tǒng)。小膠質(zhì)細胞對外界刺激非常敏感，可迅速被激活并發(fā)揮其各種免疫效應(yīng)功能。有研究顯示，在動物永久性大腦中動脈閉塞模型中缺血會導(dǎo)致小膠質(zhì)細胞出現(xiàn)自噬，缺血后12 h可檢測到自噬標(biāo)記LC3-Ⅱ增加[4]。

2 小膠質(zhì)細胞的生物學(xué)功能

小膠質(zhì)細胞是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的免疫細胞，具有吞噬、抗原提呈和表達大量免疫相關(guān)因子的功能[5]。小膠質(zhì)細胞作為腦內(nèi)重要的免疫監(jiān)視器，可以在病理情況下如腦卒中、損傷、神經(jīng)變形以及腫瘤入侵時迅速被激活，由多分枝狀的靜息態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榘⒚装蜆拥木哂型淌晒δ艿幕罨∧z質(zhì)細胞，遷移到受損區(qū)域，并分泌各種細胞因子、炎癥介質(zhì)，其中有的可以引起炎癥級聯(lián)反應(yīng)或者有神經(jīng)毒性，造成腦組織進一步損傷，有的具有神經(jīng)保護作用，可以減少神經(jīng)元壞死的數(shù)量和程度。有實驗證明，小膠質(zhì)細胞參與的急性炎癥反應(yīng)是通常有利于神經(jīng)細胞的存活[6]，而小膠質(zhì)細胞被長期過度激活引起的慢性炎癥反應(yīng)通常會造成神經(jīng)組織損傷，導(dǎo)致神經(jīng)退行性疾病的發(fā)生[7]。因此，可以通過促進小膠質(zhì)細胞分泌有神經(jīng)保護作用的營養(yǎng)因子，抑制其分泌有促炎作用的炎癥介質(zhì)，以達到臨床上減輕神經(jīng)組織壞死、最大限度地保留神經(jīng)功能的目的。

3 小膠質(zhì)細胞的激活

引起小膠質(zhì)細胞活化的因素有很多，其中腦缺血是最重要的激活因素之一。缺血后神經(jīng)系統(tǒng)氧化應(yīng)激損傷是造成腦損害的重要機制之一，其中小膠質(zhì)細胞參與了氧化應(yīng)激損傷的主要過程。

有動物實驗證明，小膠質(zhì)細胞在腦缺血/再灌注損傷后3 h開始活化，于腦缺血/再灌注后2 d達到高峰，并于腦缺血/再灌注4 d后基本達到靜息狀態(tài)，Iba-1陽性的小膠質(zhì)細胞數(shù)量減少，體積變小[8]。對缺血性腦卒中患者進行的臨床試驗研究表明，患者發(fā)生腦缺血后的72 h內(nèi)可見小膠質(zhì)細胞發(fā)生活化，并且直到腦缺血發(fā)生后30 d，腦梗死區(qū)、缺血半暗帶區(qū)仍可檢測到活化的小膠質(zhì)細胞[9]。這些實驗結(jié)果為腦缺血/再灌注損傷后小膠質(zhì)細胞發(fā)生活化提供了直接證據(jù)。在腦缺血/再灌注后較長時間內(nèi)均可檢測到活化的小膠質(zhì)細胞，提示可以適當(dāng)?shù)匮娱L腦卒中治療的時間窗，有機會增加其治療機會，減輕神經(jīng)細胞損傷及改善患者預(yù)后。

在神經(jīng)細胞混合培養(yǎng)中當(dāng)神經(jīng)元發(fā)生損傷時，與神經(jīng)元靠近或接觸的小膠質(zhì)細胞的激活程度遠大于遠離神經(jīng)元的小膠質(zhì)細胞，提示與腦內(nèi)損傷的神經(jīng)細胞接觸可能是激活小膠質(zhì)細胞的一個重要因素[10]。若神經(jīng)元受到傷害性刺激后若未死亡,小膠質(zhì)細胞被激活后可產(chǎn)生神經(jīng)營養(yǎng)因子，促進神經(jīng)元的恢復(fù)；若神經(jīng)元死亡，小膠質(zhì)細胞則釋放毒性物質(zhì)，加速神經(jīng)元的死亡并清理吞噬已死亡的神經(jīng)元。腦缺血后局部腦損傷區(qū)域的小膠質(zhì)細胞會被細胞因子誘導(dǎo)而激活，同時缺血神經(jīng)元末梢釋放的Glu也會激活遠離缺血區(qū)的神經(jīng)元NMDA受體,介導(dǎo)遠離缺血區(qū)的小膠質(zhì)細胞的激活[11]。

4 小膠質(zhì)細胞在缺血性腦卒中的雙相作用

小膠質(zhì)細胞在中樞神經(jīng)系統(tǒng)受到傷害時可發(fā)揮加重腦組織損傷或是促進修復(fù)、保護神經(jīng)的雙重作用，腦缺血激活的小膠質(zhì)細胞在腦損傷的過程中發(fā)揮重要的作用,除細胞因子外,多種酶、蛋白質(zhì)和受體的表達參與了調(diào)節(jié)毒性物質(zhì)和神經(jīng)營養(yǎng)因子的分泌。

4.1 發(fā)揮神經(jīng)毒性的物質(zhì)

4.1.1 NADPH氧化酶(NOX) 小膠質(zhì)細胞表達的NADPH氧化酶(NOX)是細胞內(nèi)氧自由基的一個重要來源，生理條件下可以維持小膠質(zhì)細胞的正常功能，在病理條件下參與炎癥反應(yīng)及神經(jīng)元壞死。NOX是缺血期間產(chǎn)生有害氧自由基(ROS)一個主要的復(fù)合體，ROS很不穩(wěn)定，半衰期極短，能奪取電子而使其它的敏感分子或化合物氧化，具有參與鏈式反應(yīng)的趨向，容易形成惡性循環(huán)。Yoshioka 等[12]研究發(fā)現(xiàn)，大鼠短暫腦缺血后期小膠質(zhì)細胞內(nèi)活化的NOX表達增加。ROS能與蛋白質(zhì)、核酸、脂質(zhì)及其它分子如透明質(zhì)酸等反應(yīng)并破壞其分子結(jié)構(gòu)，發(fā)生超氧變化、交聯(lián)或斷裂，引起細胞結(jié)構(gòu)和功能破壞。

雖然一定水平的活性氧對于維持機體正常的生理功能具有重要意義，但過量水平的活性氧則會對機體造成氧化損傷[13]。一般生理狀況下ROS會被抗氧化物酶清除，其中最重要的就是超氧化物歧化酶(SOD)。SOD可以將過氧化物ROS轉(zhuǎn)化為過氧化氫中間產(chǎn)物，并進而在過氧化氫酶和谷胱甘肽過氧化物酶的作用下將過氧化氫中間產(chǎn)物活化為無害的水形式，最終將過氧化氫的毒害作用消除。在正常生理環(huán)境中這是個有機的動態(tài)平衡過程。但在腦缺血尤其是再灌注期由于氧化應(yīng)激和復(fù)雜的病理生理過程，產(chǎn)生大量的ROS無法正常代謝，導(dǎo)致細胞的正常結(jié)構(gòu)被攻擊引起損傷。所以ROS產(chǎn)物的出現(xiàn)既是缺血的直接結(jié)果，但同時也是加重缺血后的各種神經(jīng)損傷結(jié)果的誘因，因此抑制NOX可減少ROS的產(chǎn)生，使小膠質(zhì)細胞過度活化減少，氧化損傷減輕，神經(jīng)元變性過程減少。

4.1.2 核轉(zhuǎn)錄因子κB(NF-κB) 核轉(zhuǎn)錄因子κB(NF-κB)是一個轉(zhuǎn)錄因子蛋白家族。小膠質(zhì)細胞的激活可能與NF-κB的活化有關(guān)。Nurmi等[14]的動物實驗發(fā)現(xiàn)，大鼠局灶性腦缺血24h后NF-κB轉(zhuǎn)錄活性明顯增高，增高了260%。腦梗死1～2 d后NF-κB被誘導(dǎo)并移位至細胞核，23 h時可見缺血半暗帶的神經(jīng)元胞質(zhì)濃染，28 h時胞核和胞質(zhì)均有染色，38 h時則以胞核濃染為主，提示人腦缺血后NF-κB亦被激活，并從胞質(zhì)移位至胞核。此外，IL-1β等細胞因子可被NF-κB激活,而這些因子反過來又可激活NF-κB，使NF-κB活化在組織間不斷擴散，從而加重炎癥反應(yīng)加重腦損傷。

4.1.3 半乳糖凝集素-3(Gal-3) 半乳糖凝集素-3是特異的β-半乳糖苷外源凝集素蛋白家族成員之一，是一個可與細胞表面分子、細胞內(nèi)糖蛋白和細胞外基質(zhì)蛋白相互作用的細胞內(nèi)和外凝集素。Gal-3是缺血性腦損傷時小膠質(zhì)細胞激活和增殖和遷移所必需的[15]，可以通過調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)參與腦缺血缺氧損傷。Doverhag等[16]的研究發(fā)現(xiàn)，缺血性腦損傷后Gal-3基因和蛋白表達增加，Gal-3缺乏的小鼠腦組織內(nèi)會積聚更多的小膠質(zhì)細胞，但與此同時伴隨有基質(zhì)金屬蛋白酶-9和硝基酪氨酸的水平降低，這樣的小鼠腦損傷較輕，尤其是海馬和紋狀體更為明顯，提示Gal-3增加會引起腦缺血加重。

4.1.4 其他發(fā)揮毒性作用的物質(zhì) 腦缺血后小膠質(zhì)細胞活化，活化的小膠質(zhì)細胞分泌CC趨化因子CCL3和CCL5增加。有研究發(fā)現(xiàn)新生鼠腦在急性膽缺氧時CCL3濃度明顯升高，8～72 h達到高峰，結(jié)果顯示CCL3上調(diào)與單核細胞和小膠質(zhì)細胞聚集于腦損傷區(qū)域相關(guān)聯(lián)[17]。在小鼠側(cè)腦室注射CCL3可以增加腦梗死體積，而注射趨化因子拮抗劑則可以劑量依賴性地減少腦梗死體積[18]。在局灶性腦缺血模型中敲除CCL5后的小鼠與野生小鼠相比，梗死面積明顯減少，血腦屏障的滲透性降低[19]，提示抑制CCL5有望減輕缺血后腦損傷。

小膠質(zhì)細胞表面表達有Toll-樣受體(TLR)和NOD-樣受體(NLR)，可以識別病原體和損傷的分子信號，引起促炎細胞因子的基因表達，局部感染、系統(tǒng)感染、神經(jīng)退行性疾病和無菌性損傷都會促使小膠質(zhì)細胞激活[20]。TLR2在小膠質(zhì)細胞內(nèi)表達上調(diào)及TLR2介導(dǎo)的信號通路是腦缺血中的重要事件，參與腦缺血的惡化[21]。局灶性腦缺血后缺血腦組織 TLR2 mRNA 的表達明顯上調(diào)。缺血性腦卒中患者的外周血細胞 TLR2的表達明顯上調(diào)，將腦卒中患者的外周血加入單核細胞和人臍帶-靜脈內(nèi)皮細胞中，可誘導(dǎo)明顯的炎癥反應(yīng)，且該反應(yīng)可被 TLR2 抗體所抑制[22]。有研究應(yīng)用大鼠局部腦缺血/再灌注模型和體外氧糖剝奪再灌注系統(tǒng)進行實驗，發(fā)現(xiàn)小膠質(zhì)細胞上的TLR2受體活化可導(dǎo)致IL-23分泌，IL-23可進一步刺激小膠質(zhì)細胞分泌IL-17[23]。TLR2、IL-23和IL-17通路激活可導(dǎo)致神經(jīng)元凋亡增加，加重腦缺血。

高遷移率族蛋白B1(HMGB1)是腦缺血后激活小膠質(zhì)細胞的一個細胞因子。在大鼠腦缺血模型中HMGB1在血液中和腦脊液中的水平增加，促進神經(jīng)炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致缺血后神經(jīng)退行性改變[20]。血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)在腦缺血后12 h同對照組相比表達明顯下降，在3 d和1周后迅速上升，其受體(AT1/AT2)的表達也上調(diào)，在腦缺血后12 h達到高峰，隨后下降。依達拉奉可通過抑制小膠質(zhì)細胞AngⅡ及其受體的表達減輕神經(jīng)炎癥反應(yīng)[24]。此外，還有實驗表明Notch信號、富含半胱氨酸的酸性蛋白(SPARC)會增加神經(jīng)炎性反應(yīng)和膠質(zhì)化反應(yīng)，在腦缺血中發(fā)揮神經(jīng)毒性作用。

4.2 發(fā)揮神經(jīng)保護作用的物質(zhì)

腦缺血后小膠質(zhì)細胞的功能活化在特定條件下可通過調(diào)節(jié)某些受體、蛋白或細胞因子的表達來發(fā)揮腦保護作用。有實驗證實，腦缺血后在不進行任何干預(yù)的情況下腦梗死體積也有自然縮小的趨勢，動物受損的肢體運動功能隨時間延長也有很大程度的恢復(fù)[25]。研究發(fā)現(xiàn)，缺失小膠質(zhì)細胞的小鼠在腦缺血中腦梗死面積增加，神經(jīng)元凋亡的機率也增加了1倍[15]，所以小膠質(zhì)細胞在腦缺血中會通過某些機制發(fā)揮腦保護作用。

4.2.1 蛋白激酶CK2 腦缺血后小膠質(zhì)細胞在表達上調(diào)NADPH氧化酶的同時，也上調(diào)蛋白激酶CK2。蛋白激酶CK2 也稱為酪蛋白激酶2，在組織和細胞內(nèi)廣泛分布，為具有免疫活性的小分子多肽。神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)的CK2 由小膠質(zhì)細胞、神經(jīng)細胞和星形膠質(zhì)細胞共同分泌，作為一種調(diào)節(jié)遞質(zhì)在細胞和神經(jīng)細胞之間發(fā)揮作用。Kim等[26]研究發(fā)現(xiàn)CK2具有負性調(diào)節(jié)NADPH 氧化酶活性的作用，在實驗性腦缺血中具有神經(jīng)保護功能。氧化應(yīng)激引起ROS增加時CK2的活性受到抑制，使NADPH 氧化酶活性增加，從而促進活性氧產(chǎn)生及神經(jīng)元變性。因此，在治療腦缺血時可通過提高CK2的活性來延遲或阻斷神經(jīng)細胞死亡，從而保護受損傷的腦組織。

4.2.2 P2X7受體 P2X7受體是P2嘌呤受體家族的一個亞型，主要表達于小膠質(zhì)細胞和巨噬細胞，與細胞外的三磷酸腺苷結(jié)合而被激活。Yanagisawa等[27]的動物實驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)大鼠局部腦組織發(fā)生缺血時缺血核心區(qū)和缺血半暗帶的小膠質(zhì)細胞活化，表達P2X7受體增多，結(jié)果證實P2X7受體可介導(dǎo)ATP 信號通路，小膠質(zhì)細胞可通過調(diào)節(jié)此通路發(fā)揮腦保護作用，如果持續(xù)阻斷P2X7 受體可加重缺血腦組織的損傷。Chu 等[28]通過研究大鼠短暫性全腦缺血模型發(fā)現(xiàn)，阻斷 P2X7受體后大鼠行為障礙得到改善，激活的小膠質(zhì)細胞分泌的炎癥介質(zhì)TNF-α、IL-1β、IL-6也相應(yīng)減少。

4.2.3 其他具有腦保護作用的物質(zhì) 腦缺血后反應(yīng)性小膠質(zhì)細胞一方面轉(zhuǎn)化為吞噬細胞，吞噬掉死亡的神經(jīng)元；另一方面可分泌轉(zhuǎn)化生長因子β(TGFβ)、干擾素α(INFα)、胰島素樣生長因子1(IGF1)、堿性成纖維細胞生長因子(bFGF)、血小板源性生長因子(PDGF)和膠質(zhì)細胞源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(GDFN)等多種神經(jīng)營養(yǎng)因子，支持神經(jīng)元的存活，重建缺血區(qū)內(nèi)的穩(wěn)態(tài)[29]。

4.3 可能發(fā)揮雙相作用的物質(zhì)

4.3.1 一氧化氮合酶(NOS) 一氧化氮合酶(NOS)是產(chǎn)生NO的重要酶類，分為神經(jīng)型一氧化氮合酶(nNOS)、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)和內(nèi)皮型一氧化氮合酶(eNOS)。腦缺血后活化的小膠質(zhì)細胞、神經(jīng)元及內(nèi)皮細胞通過上調(diào)iNOS的表達產(chǎn)生NO。Wakita等[30]的實驗表明，小膠質(zhì)細胞活化后所產(chǎn)生的NO具有高度毒性，可直接殺傷培養(yǎng)的人胚胎皮質(zhì)神經(jīng)元，還可使少突膠質(zhì)細胞溶解。根據(jù)Vannucchi等[31]的研究結(jié)果表明，腦缺血后nNOS免疫反應(yīng)性神經(jīng)元數(shù)量增加，小膠質(zhì)細胞中等程度活化，大鼠預(yù)后較好；如果損傷嚴重，nNOS免疫反應(yīng)性神經(jīng)元數(shù)量顯著減少，iNOS免疫反應(yīng)性神經(jīng)元數(shù)量增加，大量的小膠質(zhì)細胞被活化，大鼠預(yù)后較差，推測nNOS和iNOS可以通過調(diào)控小膠質(zhì)細胞的活化狀態(tài)影響腦組織損傷后的結(jié)局。

4.3.2 腫瘤壞死因子α(TNF-α) 人體腦內(nèi)的小膠質(zhì)細胞可產(chǎn)生腫瘤壞死因子(TNF)，在腦缺血和腦內(nèi)炎癥中發(fā)揮重要作用。TNF-α在缺血性腦卒中中的作用仍然有爭議，可能同時具有神經(jīng)毒性和神經(jīng)保護作用。有研究發(fā)現(xiàn)，TNF-α參與缺血腦組織的損害過程，局灶性腦缺血1 h后皮質(zhì)就觀察到TNF-α mRNA的表達，12 h達高峰，一直持續(xù)到5 d后[32]。TNF-α可促進血小板活化因子的合成與表達及第11因子的釋放，抑制抗凝機制如血栓調(diào)節(jié)蛋白C蛋白，增加纖維蛋白溶酶原，增加血栓的形成[33]。然而，Lambertsen等[34]研究發(fā)現(xiàn)，與野生型相比TNF敲除的小鼠皮層梗死體積增大，行為學(xué)障礙的發(fā)生也增加，說明小膠質(zhì)細胞通過合成TNF，在局部腦缺血的急性期發(fā)揮著腦保護作用。TLR9配體通過TNF-α依賴性機制可發(fā)揮腦保護作用，Stevens等[35]研究發(fā)現(xiàn)腦缺血前給予TLR9配體預(yù)刺激，可時間依賴性及劑量依賴性地減少小鼠腦缺血程度。此外，TNF-α刺激膠質(zhì)細胞、成纖維細胞和星形細胞表達神經(jīng)生長因子，有助于缺血腦區(qū)和周圍腦區(qū)神經(jīng)元的存活。

4.3.3 谷氨酸 發(fā)生缺血性腦損傷時小膠質(zhì)細胞可釋放一種神經(jīng)毒素——谷氨酸，谷氨酸通過激活谷氨酸門控通道可使Na+過度內(nèi)流，造成細胞水腫，從而引起神經(jīng)元損傷。此外，過度釋放的谷氨酸可作用于NMDA受體，激活NMDA受體門控鈣通道，引起Ca2+內(nèi)流，進而導(dǎo)致神經(jīng)元遲發(fā)性死亡[36]。但是，也有研究發(fā)現(xiàn)在大鼠的受損皮質(zhì)中當(dāng)谷氨酸在突觸間隙過度積聚時周圍的阿米巴樣小膠質(zhì)細胞會表達谷氨酸-天冬氨酸轉(zhuǎn)運體(GLAST)和谷氨酸轉(zhuǎn)運體-1(GLT-1)，從而清除細胞外異常增加的谷氨酸，減輕其介導(dǎo)的神經(jīng)元損傷，以起到神經(jīng)保護作用[37]。

4.3.4 白介素(IL) 中樞神經(jīng)系統(tǒng)缺血缺氧性損傷時小膠質(zhì)細胞被激活并分泌白介素，白介素是一種在白細胞或免疫細胞間起作用的淋巴因子，具有傳遞信息、激活與調(diào)節(jié)免疫細胞等功能，在炎癥反應(yīng)中起重要作用，但是不同的白介素亞類在腦缺血中發(fā)揮不同的作用。

在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中正常情況下有少量IL-1表達，且主要為IL-1β，可由神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細胞和血管內(nèi)皮細胞合成。腦缺血后IL-1β升高，IL-1β可進一步激活小膠質(zhì)細胞，激活的小膠質(zhì)細胞可通過釋放其他細胞因子加重腦損傷。此外，IL-1β還可趨化多形核細胞在炎癥局部沉積，并在損傷部位活化，從而進一步加重腦損傷[38]。有體外實驗發(fā)現(xiàn)，活化的小膠質(zhì)細胞分泌的IL-1β可作用于NMDA受體，引起海馬神經(jīng)元損傷，而應(yīng)用IL-1β受體阻滯劑可減輕這種損傷[39]。IL-1β還可刺激星形膠質(zhì)細胞產(chǎn)生NO和TNF-α，并可進一步與TNF-α共同刺激星形膠質(zhì)細胞產(chǎn)生更多的NO，從而引起神經(jīng)損害[40]。然而，也有研究得出IL-1β具有增強神經(jīng)元抗損傷和促進修復(fù)的作用[33]。所以，腦缺血后腦內(nèi)IL-1β增加可能具有損傷和修復(fù)雙重作用，但是具體的可能作用機制還有待進一步研究。

Chang等[41]檢測到高水平血清IL-10 與急性腦卒中患者48 h后出現(xiàn)神經(jīng)功能障礙有關(guān)。血清IL-10 水平是急性腦卒中發(fā)生90 d 后不良臨床結(jié)局的獨立預(yù)報因子。此外，IL-10 還可能通過介導(dǎo)Bcl-2 表達增加和caspase-3 活性抑制的抗細胞凋亡途徑發(fā)揮細胞保護作用。

IL-6在神經(jīng)炎癥中的作用往往是雙重的角色，在小膠質(zhì)細胞激活的過程中IL-6的釋放增加有時介導(dǎo)了神經(jīng)保護作用[42]，而有時介導(dǎo)了神經(jīng)毒性作用，其機制與IL-6激活了其下游的信號通路分子STAT 和ERK有關(guān)[43]。在短暫局灶性腦缺血小鼠上IL-6可以有效減少缺血后腦梗死的體積，其機制與IL-6信號通路中的gp130-STAT3的激活以及超氧化物歧化酶的表達有關(guān)[44]。

4.3.5 基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs) 基質(zhì)金屬蛋白酶是一種能夠分解細胞外蛋白的一種酶，還可參與細胞外基質(zhì)的重組。正常情況下MMPs位于胞漿，處于未活化狀態(tài)，以酶原形式存在于小膠質(zhì)細胞內(nèi)。MMPs可以被蛋白酶(如纖溶酶)分解，或者被其他處于活躍狀態(tài)的MMPs分解[45]。當(dāng)發(fā)生炎癥和缺氧等損傷時小膠質(zhì)細胞激活引起MMP-2和MMP-3顯著增加，增加的MMP會降解細胞外基質(zhì)成分，對局部神經(jīng)元膜結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生損害，導(dǎo)致神經(jīng)元變性和壞死。激活的小膠質(zhì)細胞還可釋放MMP-3和MMP-9，與野生對照小鼠相比，缺少MMP-3或MMP-9的小鼠缺血后腦損傷減輕[46]。實驗研究表明，急性抑制MMP可縮小腦梗死體積、減輕腦水腫以及重組組織型纖溶酶原激活劑導(dǎo)致的出血[47]。然而，缺血后持續(xù)抑制MMPs并不利于功能恢復(fù)，因為這些蛋白酶在腦缺血后神經(jīng)血管重塑中起非常重要的作用[48]。米諾四環(huán)素對野生型小鼠的永久性腦缺血起保護作用，而在缺MMP-9的小鼠中沒有作用，提示MMP-9可能是米諾四環(huán)素發(fā)揮神經(jīng)保護機制的重要物質(zhì)[49]。

5 總 結(jié)

腦缺血時小膠質(zhì)細胞可通過調(diào)節(jié)受體、蛋白或細胞因子的表達發(fā)揮腦保護作用，也可以通過釋放或分泌一系列炎癥細胞因子、蛋白及其他生物活性物質(zhì)介導(dǎo)神經(jīng)毒性作用，引起繼發(fā)性腦損傷，在腦缺血后炎性反應(yīng)中具有重要的作用。因此，抑制小膠質(zhì)細胞分泌神經(jīng)毒性因子或拮抗其毒性作用、促進小膠質(zhì)細胞分泌具有神經(jīng)保護的物質(zhì)、調(diào)控小膠質(zhì)細胞表面或細胞內(nèi)受體或蛋白分子、阻斷小膠質(zhì)細胞介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)或氧化應(yīng)激損傷等將為腦缺血的治療及改善預(yù)后提供新思路。

[1] Tambuyzer BR,Ponsaerts P,Nouwen EJ.Microglia: gatekeepers of central nervous system immunology[J].J Leukoc Biol,2009,85(3):352-370.

[2] Chan WY,Kohsaka S,Rezaie P.The origin and cell lineage of microglia: new concepts[J].Brain Res Rev,2007,53(2):344-354.

[3] Raivich G.Like cops on the beat: the active role of resting microglia[J].Trends Neurosci,2005,28(11):571-573.

[4] Yang Z,Zhong LA,Zhong SC,et al.Hypoxia induces microglia autophagy and neural inflammation injury in focal cerebral ischemia model[J].Exp Mol Pathol,2015,98(2):219-224.

[5] Streit WJ,Conde JR,Fendrick SE,et al.Role of microglia in the central nervous system's immune response[J].Neurol Res,2005,27(7):685-691.

[6] Polazzi E,Monti B.Microglia and neuroprotection: from in vitro studies to therapeutic applications[J].Prog Neurobiol,2010,92(3):293-315.

[7] Frank-Cannon TC,Alto LT,Mcalpine FE,et al.Does neuroinflammation fan the flame in neurodegenerative diseases?[J].Mol Neurodegener,2009,4:47.

[8] Moon JB,Lee CH,Park CW,et al.Neuronal degeneration and microglial activation in the ischemic dentate gyrus of the gerbil[J].J Vet Med Sci,2009,71(10):1381-1386.

[9] Price CJ,Wang D,Menon DK,et al.Intrinsic activated microglia map to the peri-infarct zone in the subacute phase of ischemic stroke[J].Stroke,2006,37(7):1749-1753.

[10]劉鋒,朱長庚.小膠質(zhì)細胞激活的分子機制[J].解剖科學(xué)進展,2003,9(2):177-180.

[11]Wu YP,Ling EA.Induction of microglial and astrocytic response in the adult rat lumbar spinal cord following middle cerebral artery occlusion[J].Exp Brain Res,1998,118(2):235-242.

[12]Yoshioka H,Niizuma K,Katsu M,et al.NADPH oxidase mediates striatal neuronal injury after transient global cerebral ischemia[J].J Cereb Blood Flow Metab,2011,31(3):868-880.

[13]Ma QL,Zhang GG,Peng J.Vascular peroxidase 1: a novel enzyme in promoting oxidative stress in cardiovascular system[J].Trends Cardiovasc Med,2013,23(5):179-183.

[14]Nurmi A,Lindsberg PJ,Koistinaho M,et al.Nuclear factor-kappaB contributes to infarction after permanent focal ischemia[J].Stroke,2004,35(4):987-991.

[15]Lalancette-Hébert M,Swarup V,Beaulieu JM,et al.Galectin-3 is required for resident microglia activation and proliferation in response to ischemic injury[J].J Neurosci,2012,32(30):10383-10395.

[16]Doverhag C,Hedtj?rn M,Poirier F,et al.Galectin-3 contributes to neonatal hypoxic-ischemic brain injury[J].Neurobiol Dis,2010,38(1):36-46.

[17]Cowell RM,Xu H,Galasso JM,et al.Hypoxic-ischemic injury induces macrophage inflammatory protein-1alpha expression in immature rat brain[J].Stroke,2002,33(3):795-801.

[18]Mirabelli-Badenier M,Braunersreuther V,Viviani GL,et al.CC and CXC chemokines are pivotal mediators of cerebral injury in ischaemic stroke[J].Thromb Haemost,2011,105(3):409-420.

[19]Terao S,Yilmaz G,Stokes KY,et al.Blood cell-derived RANTES mediates cerebral microvascular dysfunction, inflammation, and tissue injury after focal ischemia-reperfusion[J].Stroke,2008,39(9):2560-2570.

[20]Taylor RA,Sansing LH.Microglial responses after ischemic stroke and intracerebral hemorrlage[J].Clin Dev Immunol,2013,2013:746068.

[21]Ziegler G,Harhausen D,Schepers C,et al.TLR2 has a detrimental role in mouse transient focal cerebral ischemia[J].Biochem Biophys Res Commun,2007,359(3):574-579.

[22]Brea D,Blanco M,Ramos-Cabrer P,et al.Toll-like receptors 2 and 4 in ischemic stroke: outcome and therapeutic values[J].J Cereb Blood Flow Metab,2011,31(6):1424-1431.

[23]Lv M,Liu Y,Zhang J,et al.Roles of inflammation response in microglia cell through Toll-like receptors 2/interleukin-23/interleukin-17 pathway in cerebral ischemia/reperfusion injury[J].Neuroscience,2011,176:162-172.

[24]Wu CY,Zha H,Xia QQ,et al.Expression of angiotensin II and its receptors in activated microglia in experimentally induced cerebral ischemia in the adult rats[J].Mol Cell Biochem,2013,382(1/2):47-58.

[25]韓書珍,王果,李澤宜,等.CLSM觀察大鼠局灶性腦缺血半暗區(qū)小膠質(zhì)細胞的變化及意義[J].中風(fēng)與神經(jīng)疾病雜志,2010,27(5):399-403.

[26]Kim GS,Jung JE,Niizuma K,et al.CK2 is a novel negative regulator of NADPH oxidase and a neuroprotectant in mice after cerebral ischemia[J].J Neurosci,2009,29(47):14779-14789.

[27]Yanagisawa D,Kitamura Y,Takata K,et al.Possible involvement of P2X7 receptor activation in microglial neuroprotection against focal cerebral ischemia in rats[J].Biol Pharm Bull,2008,31(6):1121-1130.

[28]Chu K,Yin B,Wang J,et al.Inhibition of P2X7 receptor ameliorates transient global cerebral ischemia/reperfusion injury via modulating inflammatory responses in the rat hippocampus[Z],2012:69.

[29]劉之榮,李露斯.小膠質(zhì)細胞與腦缺血[J].國外醫(yī)學(xué)腦血管疾病分冊,2000,8(1):15-17.

[30]Wakita H,Tomimoto H,Akiguchi I,et al.Ibudilast, a phosphodiesterase inhibitor, protects against white matter damage under chronic cerebral hypoperfusion in the rat[J].Brain Res,2003,992(1):53-59.

[31]Vannucchi MG,Bizzoco E,Corsani L,et al.Relationships between neurons expressing neuronal nitric oxide synthase, degree of microglia activation and animal survival. A study in the rat cortex after transient ischemia[J].Brain Res,2007,1132(1):218-227.

[32]Liu T,Clark RK,Mcdonnell PC,et al.Tumor necrosis factor-alpha expression in ischemic neurons[J].Stroke,1994,25(7):1481-1488.

[33]謝榮堂,張微微.腦缺血與小膠質(zhì)細胞[J].醫(yī)學(xué)綜述,2001,7(12):757-759.

[34]Lambertsen KL,Clausen BH,Babcock AA,et al.Microglia protect neurons against ischemia by synthesis of tumor necrosis factor[J].J Neurosci,2009,29(5):1319-1330.

[35]Stevens SL,Ciesielski TM,Marsh BJ,et al.Toll-like receptor 9: a new target of ischemic preconditioning in the brain[J].J Cereb Blood Flow Metab,2008,28(5):1040-1047.

[36]Wang Q,Rowan MJ,Anwyl R.Beta-amyloid-mediated inhibition of NMDA receptor-dependent long-term potentiation induction involves activation of microglia and stimulation of inducible nitric oxide synthase and superoxide[J].J Neurosci,2004,24(27):6049-6056.

[37]Van Landeghem FK,Stover JF,Bechmann I,et al.Early expression of glutamate transporter proteins in ramified microglia after controlled cortical impact injury in the rat[J].Glia,2001,35(3):167-179.

[38]Sairanen TR,Lindsberg PJ,Brenner M,et al.Global forebrain ischemia results in differential cellular expression of interleukin1β(IL-1β)and its receptor at mRNA and protein level[Z],1997:1120.

[39]Yin L,Ohtaki H,Nakamachi T,et al.Delayed expressed TNFR1 co-localize with ICAM-1 in astrocyte in mice brain after transient focal ischemia[J].Neurosci Lett,2004,370(1):30-35.

[40]Badan I,Buchhold B,Hamm A,et al.Accelerated glial reactivity to stroke in aged rats correlates with reduced functional recovery[J].J Cereb Blood Flow Metab,2003,23(7):845-854.

[41]Chang LT,Yuen CM,Liou CW,et al.Link between interleukin-10 level and outcome after ischemic stroke[J].Neuroimmunomodulation,2010,17(4):223-228.

[42]Eskes C,Honegger P,Juillerat-Jeanneret L,et al.Microglial reaction induced by noncytotoxic methylmercury treatment leads to neuroprotection via interactions with astrocytes and IL-6 release[J].Glia,2002,37(1):43-52.

[43]Krady JK,Lin HW,Liberto CM,et al.Ciliary neurotrophic factor and interleukin-6 differentially activate microglia[J].J Neurosci Res,2008,86(7):1538-1547.

[44]Jung JE,Kim GS,Chan PH.Neuroprotection by interleukin-6 is mediated by signal transducer and activator of transcription 3 and antioxidative signaling in ischemic stroke[J].Stroke,2011,42(12):3574-3579.

[45]Rosenberg GA.Matrix metalloproteinases in neuroinflammation[J].Glia,2002,39(3):279-291.

[46]Walker EJ,Rosenberg GA.TIMP-3 and MMP-3 contribute to delayed inflammation and hippocampal neuronal death following global ischemia[J].Exp Neurol,2009,216(1):122-131.

[47]Yenari MA,Kauppinen TM,Swanson RA.Microglial activation in stroke: therapeutic targets[J].Neurotherapeutics,2010,7(4):378-391.

[48]Zhao BQ,Wang S,Kim HY,et al.Role of matrix metalloproteinases in delayed cortical responses after stroke[J].Nat Med,2006,12(4):441-445.

[49]Koistinaho M,Malm TM,Kettunen MI,et al.Minocycline protects against permanent cerebral ischemia in wild type but not in matrix metalloprotease-9-deficient mice[J].J Cereb Blood Flow Metab,2005,25(4):460-467.

(2016-04-22收稿 2016-05-24修回)

518035 深圳市，北京大學(xué)深圳醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科[張婷 易黎(通信作者)]

R743

A

1007-0478(2016)06-0471-05

10.3969/j.issn.1007-0478.2016.06.024