脊髓繼發(fā)性損傷后細(xì)胞因子的表達(dá)及其對(duì)細(xì)胞凋亡的作用

王詩(shī)軍 李鈺婷 李淳德

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脊髓繼發(fā)性損傷后細(xì)胞因子的表達(dá)及其對(duì)細(xì)胞凋亡的作用

王詩(shī)軍 李鈺婷 李淳德

【關(guān)鍵詞】脊髓損傷；脊髓損傷，繼發(fā)性；細(xì)胞凋亡；細(xì)胞因子類；神經(jīng)元；白細(xì)胞介素類

脊髓損傷是骨科損傷中非常常見的中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷，且發(fā)生率高、致殘率高。脊髓損傷可分為原發(fā)性脊髓損傷與繼發(fā)性脊髓損傷。脊髓繼發(fā)性損傷是在原發(fā)性損傷的基礎(chǔ)上，在細(xì)胞分子水平上主動(dòng)調(diào)節(jié)的過程，是組織發(fā)生變性壞死的過程。脊髓繼發(fā)性損傷包括了局部缺血缺氧、免疫炎性反應(yīng)、自由基損傷及脂質(zhì)過氧化等一系列病理過程，而免疫炎性反應(yīng)是繼發(fā)性損傷中最為重要的病理過程之一[1]。繼發(fā)損傷引起細(xì)胞死亡的方式主要為細(xì)胞凋亡。正常生理?xiàng)l件下，細(xì)胞凋亡是維持組織系統(tǒng)穩(wěn)定的一種主動(dòng)方式，當(dāng)發(fā)生損傷時(shí)，細(xì)胞凋亡往往受細(xì)胞內(nèi)外環(huán)境影響而嚴(yán)重紊亂，導(dǎo)致凋亡細(xì)胞比例增多而對(duì)機(jī)體產(chǎn)生繼發(fā)損傷。脊髓損傷后大量的神經(jīng)元發(fā)生凋亡壞死，直接導(dǎo)致了運(yùn)動(dòng)及感覺功能的喪失。脊髓損傷后 6 h 至 3 周會(huì)發(fā)生細(xì)胞凋亡，尤其是在脊髓白質(zhì)，凋亡細(xì)胞呈陽(yáng)性少突膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)記[2]。細(xì)胞凋亡是脊髓損傷后脊髓神經(jīng)元死亡的一種重要方式，在繼發(fā)性損傷中起極為重要的作用，神經(jīng)元凋亡是脊髓損傷后二次損傷的關(guān)鍵因素[3-4]。在脊髓損傷中，凋亡細(xì)胞可于受傷脊髓部位甚至周邊節(jié)段被檢測(cè)出來(lái)，凋亡發(fā)生于幾乎脊髓所有種類的細(xì)胞中。細(xì)胞凋亡的調(diào)控是十分復(fù)雜的，損傷后脊髓局部多種細(xì)胞因子的表達(dá)和炎癥反應(yīng)是導(dǎo)致脊髓內(nèi)各種細(xì)胞凋亡的始動(dòng)因素[5]。

細(xì)胞因子在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中具有廣泛的生物活性，炎性細(xì)胞因子在脊髓損傷后表達(dá)迅速升高，說明炎癥反應(yīng)是脊髓損傷后早期發(fā)生的重要事件之一[6]。細(xì)胞因子包括白細(xì)胞介素-1、白細(xì)胞介素-6、腫瘤壞死因子-α 和化學(xué)趨化因子等多達(dá)數(shù)十種的龐大家族。在脊髓損傷后腫瘤壞死因子表達(dá)明顯增加，引發(fā)其它細(xì)胞因子瀑布式的分泌而導(dǎo)致強(qiáng)烈的炎癥反應(yīng)，在脊髓損傷后第二次打擊中起著關(guān)鍵性的作用。脊髓損傷后腫瘤壞死因子-α 及白細(xì)胞介素家族相繼釋放增加并持續(xù)至再灌注后 24 h 仍維持較高水平[7]，各因子的血漿變化滯后于脊髓組織變化，細(xì)胞因子參與了早期脊髓損傷的發(fā)生過程。中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷后軸突不能再生的主要原因是抑制性微環(huán)境的產(chǎn)生，白細(xì)胞介素-1 在脊髓損傷后局部微環(huán)境改變有重要影響，其它如白細(xì)胞介素-6 和白細(xì)胞介素-8 等細(xì)胞因子在脊髓損傷后的繼發(fā)性缺血水腫反應(yīng)中亦起著同等重要的作用。研究炎性細(xì)胞因子在脊髓損傷和對(duì)細(xì)胞凋亡過程中所起的作用，將有助于闡述中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)生機(jī)制和有利于找到針對(duì)性的治療手段?，F(xiàn)就細(xì)胞因子對(duì)脊髓損傷后細(xì)胞凋亡的作用綜述如下[8-9]。

一、白細(xì)胞介素與脊髓繼發(fā)性損傷后細(xì)胞凋亡

白細(xì)胞介素是能夠介導(dǎo)白細(xì)胞之間和白細(xì)胞與其它細(xì)胞之間相互作用的細(xì)胞因子。白細(xì)胞介素-1、-2、-6、-8、-12、-15 和 -18 是其中的炎性因子，而白細(xì)胞介素-4、-10 和 -13 是其中的抗炎性因子，白細(xì)胞介素中的促炎因子、抗炎因子和調(diào)節(jié)因子在脊髓損傷中起重要的作用。

白細(xì)胞介素-1β（IL-1β）是脊髓損傷后啟動(dòng)神經(jīng)元和少突膠質(zhì)細(xì)胞凋亡的胞外信號(hào)。脊髓損傷后，脊髓組織內(nèi)神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞均能表達(dá)大量的細(xì)胞因子白細(xì)胞介素-1、白細(xì)胞介素-6，參與機(jī)體炎癥反應(yīng)[10]。同樣研究發(fā)現(xiàn)白細(xì)胞介素-1β、腫瘤壞死因子-α 存在于正常的脊髓組織內(nèi)，脊髓損傷后白細(xì)胞介素-1β、腫瘤壞死因子-α 表達(dá)迅速增強(qiáng)，提示白細(xì)胞介素-1β 和腫瘤壞死因子-α 協(xié)同參與了繼發(fā)性脊髓損傷過程，并可能是引發(fā)凋亡的主要因素[11]。脊髓損傷后白細(xì)胞介素-1β mRNA 瞬時(shí)表達(dá)增加，白細(xì)胞介素-1β 蛋白水平增加，脊髓損傷后 72 h 有細(xì)胞凋亡發(fā)生，caspase-3 活性增加，應(yīng)用白介素-1 受體拮抗劑可以抑制細(xì)胞凋亡和 caspase-3 活性。也有研究通過建立 SD 大鼠急性脊髓損傷模型，經(jīng)白細(xì)胞介素-1 受體拮抗劑治療后，損傷脊髓組織白細(xì)胞介素-1β 和核因子 κB 的表達(dá)均顯著降低[12]。說明白細(xì)胞介素-1 受體拮抗劑可通過抑制白細(xì)胞介素-1β 和核因子 κB 的表達(dá)，減輕局部炎癥反應(yīng)，對(duì)急性脊髓損傷大鼠損傷段脊髓發(fā)揮保護(hù)作用。

李春陽(yáng)等[13]的研究結(jié)果顯示：炎癥因子白細(xì)胞介素-1β 與腫瘤壞死因子-α 的生成與釋放在 6～48 h 時(shí)增多，細(xì)胞凋亡作為缺血損傷后神經(jīng)元損失的主要形式之一，在 24～48 h 時(shí)最為嚴(yán)重，脊髓損傷后的白細(xì)胞介素-1β，P38 蛋白水平增加，傷后 6 h 表達(dá)達(dá)到峰值，損傷后 24 h caspase-3 的表達(dá)增加；損傷后 6 h 檢測(cè)到了 TUNEL 陽(yáng)性細(xì)胞，損傷后 24 h TUNEL 陽(yáng)性細(xì)胞增加；鞘內(nèi)注射白細(xì)胞介素-1 受體拮抗劑顯著降低 P38 蛋白和 caspase-3 的表達(dá)，并減少了 TUNEL 陽(yáng)性細(xì)胞的數(shù)目。此外，鞘內(nèi)注射P38 蛋白的抑制劑 SB203580 也可顯著減少的 caspase-3 的表達(dá)，并減少脊髓損傷后 TUNEL 陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)[8]。

白細(xì)胞介素-6 是趨化因子的一種細(xì)胞因子，由多種細(xì)胞產(chǎn)生，同時(shí)也作用于多種細(xì)胞，研究表明白細(xì)胞介素-6 具有廣泛生物學(xué)功能，白細(xì)胞介素-6 能夠參與細(xì)胞增殖和凋亡過程、作為運(yùn)動(dòng)應(yīng)激中產(chǎn)生的細(xì)胞因子，對(duì)機(jī)體的代謝、炎癥和疾病都產(chǎn)生一定的影響。臨床研究中對(duì)脊髓損傷患者在治療前后測(cè)定白細(xì)胞介素-6 的含量，觀察其治療前后的變化，對(duì)判斷脊髓損傷預(yù)后具有重要的價(jià)值[14-15]。研究證實(shí)脊髓損傷者入院第 2 天血清中白細(xì)胞介素-6、腫瘤壞死因子-α 含量水平較健康人顯著升高[16]。脊髓損傷后 1 h 白細(xì)胞介素-1α mRNA 表達(dá)達(dá)到高峰，白細(xì)胞介素-1β 和白細(xì)胞介素-6 mRNA 在 6 h 達(dá)到高峰，白細(xì)胞介素-6 血漿濃度增加在脊髓損傷細(xì)胞凋亡中起重要作用[17]。

脊髓損傷后大鼠體內(nèi)腫瘤壞死因子-α、白細(xì)胞介素-8的表達(dá)上升[18]，白細(xì)胞介素-8 可強(qiáng)烈地趨化誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞在組織中的浸潤(rùn)，其在炎癥反應(yīng)引起的繼發(fā)性損傷中發(fā)揮重要作用。大劑量甲潑尼龍?jiān)缙趹?yīng)用可抑制白細(xì)胞介素-8 和腫瘤壞死因子-α 的分泌，減輕脊髓損傷局部炎癥反應(yīng)的程度[19]。甲潑尼龍通過抑制上述兩種細(xì)胞因子干預(yù)急性脊髓損傷，但是甲潑尼龍干預(yù)的作用是有限的，使用應(yīng)越早越好，綜合使用包括甲潑尼龍等藥物治療在內(nèi)的多種手段干預(yù)是十分必要。

白細(xì)胞介素-10 對(duì)脊髓損傷后炎癥介質(zhì)核轉(zhuǎn)錄因子-κB 表達(dá)和局部單核/巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)有抑制作用，兩種機(jī)制共同作用有效抑制了脊髓損傷早期炎癥的發(fā)生[20]。有研究建立大鼠脊髓損傷模型，用免疫組織化學(xué)方法觀察白細(xì)胞介素-10 及甲潑尼龍對(duì)大鼠脊髓損傷后 120 h 內(nèi)脊髓內(nèi)皮細(xì)胞表面表達(dá)的細(xì)胞間黏附分子-1 的表達(dá)變化，結(jié)果顯示細(xì)胞表面表達(dá)的細(xì)胞間黏附分子-1 參與了繼發(fā)性脊髓損傷早期的病理過程，繼發(fā)性脊髓損傷后早期應(yīng)用白細(xì)胞介素-10 及甲潑尼龍阻斷細(xì)胞間黏附分子-1 的表達(dá)有助于減輕繼發(fā)性脊髓損傷的損害程度[21]。白細(xì)胞介素-10 選擇性抑制單核-巨噬細(xì)胞源性泡沫細(xì)胞形成中趨化因子mRNA 的表達(dá)與有效地抑制核因子 κB 活性密切相關(guān)。這對(duì)降低炎癥反應(yīng)，減少細(xì)胞凋亡，延緩動(dòng)脈粥樣斑塊形成具有重要意義[22]。

同樣研究發(fā)現(xiàn)褪黑素可以通過提高白細(xì)胞介素-10 的表達(dá)及抑制白細(xì)胞介素-6 和白細(xì)胞介素-8 的表達(dá)，來(lái)改善損傷后神經(jīng)的脂質(zhì)過氧化反應(yīng)和炎癥反應(yīng)來(lái)修復(fù)損傷神經(jīng)[23]。這可能是改變脊髓損傷區(qū)的微環(huán)境，減少脊髓繼發(fā)性損傷，促進(jìn)損傷脊髓功能恢復(fù)的機(jī)制之一。白細(xì)胞介素-10/白細(xì)胞介素-10 受體系統(tǒng)為靶位可能成為一個(gè)新的治療方向[24]。

二、腫瘤壞死因子-α 與脊髓繼發(fā)性損傷后細(xì)胞凋亡

促炎細(xì)胞因子腫瘤壞死因子-α（TNF-α）在許多損傷誘導(dǎo)過程中起重要作用[25]。腫瘤壞死因子-α 為 157 個(gè)氨基酸組成的細(xì)胞因子，在克隆的全長(zhǎng) cDNA 的 5 端有480bP 的非編碼區(qū)包括 76 個(gè)氨基酸信號(hào)肽編碼區(qū)。腫瘤壞死因子誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的機(jī)制是由多種分別具有正調(diào)和負(fù)調(diào)作用的配體/受體間相互作用所介導(dǎo)的，腫瘤壞死因子作為炎性細(xì)胞因子標(biāo)志之一，在脊髓損傷后神經(jīng)細(xì)胞凋亡起重要作用[26]。

于騰波等[27]收集急性脊髓損傷的尸檢脊髓組織標(biāo)本，發(fā)現(xiàn)脊髓損傷后 6 h 標(biāo)本中可見活化的小膠質(zhì)細(xì)胞，其數(shù)量的高峰出現(xiàn)在損傷后 24 h，部分小膠質(zhì)細(xì)胞為腫瘤壞死因子-α 陽(yáng)性細(xì)胞。說明活化的小膠質(zhì)細(xì)胞可能參與了脊髓的損傷過程，小膠質(zhì)細(xì)胞合成和分泌的腫瘤壞死因子-α 是脊髓損傷組織內(nèi)腫瘤壞死因子-α 的主要來(lái)源之一。脊髓損傷后 4 h 在損傷周圍病灶可見 TUNEL 陽(yáng)性細(xì)胞，脊髓損傷后 24～48 h 陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)最多，損傷周圍區(qū)域神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞中有腫瘤壞死因子-α 表達(dá)，脊髓損傷后 4 h，一氧化氮水平增加，從而促進(jìn)了細(xì)胞凋亡[28]。

在脊髓損傷急性期用脊髓損傷腫瘤壞死因子-α 拮抗劑（依那西普）治療后能顯著抑制腫瘤壞死因子-α 的表達(dá)，脊髓損傷后 2 周有髓鞘形成，治療后 12 h 至 1 周脊髓白質(zhì)和灰質(zhì)區(qū) TUNEL 陽(yáng)性神經(jīng)元、少突膠質(zhì)細(xì)胞顯著減少，抑制脊髓損傷后 caspase-3 和 caspase-8 過表達(dá)。脊髓損傷腫瘤壞死因子-α 拮抗劑可以減少脊髓損傷后組織損傷，改善運(yùn)動(dòng)功能，并促進(jìn)髓鞘再生，對(duì)腫瘤壞死因子-α 和 caspase-3、caspase-8 過表達(dá)的抑制，減少了神經(jīng)元和少突膠質(zhì)細(xì)胞凋亡[29]。在損傷區(qū)域注射腫瘤壞死因子-α中和抗體后誘導(dǎo)型一氧化氮合酶表達(dá)和一氧化氮水平減少，TUNEL 陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)量減少，腫瘤壞死因子中和抗體不僅可抑制脊髓損傷后細(xì)胞凋亡，改善脊髓功能障礙，也可抑制離體脊髓神經(jīng)元凋亡[30-31]。

腫瘤壞死因子 TNF 受體超家族及其各自的配體在脊髓損傷后表達(dá)上調(diào)，腫瘤壞死因子相關(guān)凋亡誘導(dǎo)配體 TRAIL及其受體 DR5 在損傷周圍病灶白質(zhì)和灰質(zhì)中有表達(dá)，TRAIL 免疫性中性白細(xì)胞減少可以改善功能恢復(fù)，減少細(xì)胞凋亡數(shù)量，調(diào)節(jié)炎癥因子 FasL、腫瘤壞死因子-α、白細(xì)胞介素-1β 的表達(dá)，并調(diào)節(jié) caspase-8、caspase-3 活性及 Bax 和 Bcl-2 表達(dá)。糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)的 TNF 受體超家族相關(guān)蛋白（GITR）配體（GITRL）在脊髓損傷后表達(dá)上調(diào)，GITR 基因敲除后 TRAIL 及其受體 DR5 表達(dá)減少，TRAIL 和 GITRL 促進(jìn)了脊髓損傷相關(guān)炎癥反應(yīng)損傷，TNF 受體超家族及其各自的配體將成為脊髓損傷的新療法[32]。

研究證實(shí)早期芒針治療可顯著抑制脊髓損傷炎性因子腫瘤壞死因子-α、白細(xì)胞介素-6、白細(xì)胞介素-1β 的表達(dá)，改善局部微環(huán)境，促進(jìn)損傷后期大鼠運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù)[33]。同樣動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示[34]脊髓損傷后 4 h 時(shí)，亞低溫組大鼠白細(xì)胞介素-1β 和腫瘤壞死因子-α mRNA 的表達(dá)明顯受到抑制，亞低溫可明顯抑制脊髓損傷后的炎癥反應(yīng)。抑制腫瘤壞死因子-α 的表達(dá)可能會(huì)成為治療脊髓損傷的一個(gè)有用手段。

三、其它細(xì)胞因子與脊髓繼發(fā)性損傷后細(xì)胞凋亡

Fas/FasL 信號(hào)通路在細(xì)胞凋亡、各種神經(jīng)疾病的炎癥反應(yīng)神經(jīng)膠質(zhì)增生中起重要作用，在急性和亞急性脊髓損傷情況下 Fas 介導(dǎo)神經(jīng)元和少突膠質(zhì)細(xì)胞凋亡發(fā)生[35]。Fas 受體激活與脊髓損傷后細(xì)胞凋亡有關(guān)，F(xiàn)as 配體與抗體的中和可以促進(jìn)脊髓損傷后軸突再生和功能恢復(fù)，抑制 Fas 介導(dǎo)的 caspase-3 活化，F(xiàn)as 基因缺失后損傷區(qū) TUNEL 陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)量、凋亡相關(guān)因子、活化的caspase-9 和 caspase-3 表達(dá)減少，抗凋亡蛋白 Bcl-2 和Bcl-xL 的表達(dá)增加。因此 Fas 缺失可以減少脊髓損傷后細(xì)胞凋亡，促進(jìn)運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)。抑制 Fas 受體對(duì)急性脊髓損傷有神經(jīng)保護(hù)作用[36-38]。

脊髓損傷后促炎細(xì)胞因子巨噬細(xì)胞游走抑制因子（MIF）升高，巨噬細(xì)胞的表型分為促炎（M1）或抗炎（M2）兩種。M1 與促炎介質(zhì)白細(xì)胞介素 12p70 和干擾素 γ 誘導(dǎo)的蛋白 10 kDa 的高水平表達(dá)相關(guān)，和抗炎細(xì)胞因子白細(xì)胞介素-10、白細(xì)胞介素-15 的水平較低相關(guān)聯(lián)，M2 與白細(xì)胞介素-10 和白細(xì)胞介素-7 的高表達(dá)相關(guān)[39-41]。趨化因子 MIP-1α 和 MIP-1β 在脊髓損傷后表達(dá)上調(diào)，在損傷周圍區(qū)域中樞神經(jīng)細(xì)胞保有表達(dá)，損傷后 24 h 在脊髓灰質(zhì)檢測(cè)到趨化因子 MIP-1α 和 MIP-1β[42]。

生理狀態(tài)下一氧化氮維持組織血液循環(huán)，當(dāng)其異常增多時(shí)，就可引起氧化損傷以及細(xì)胞凋亡。體內(nèi)一氧化氮由一氧化氮合酶催化生成，其中誘導(dǎo)型一氧化氮合成酶通過直接引起過氧化損傷或作為信號(hào)介質(zhì)介導(dǎo)細(xì)胞凋亡。誘導(dǎo)型一氧化氮合成酶特異性抑制劑氨基胍可明顯改善大鼠脊髓損傷后后肢功能的恢復(fù)。脊髓損傷后誘導(dǎo)型一氧化氮合成酶表達(dá)增強(qiáng)，凋亡神經(jīng)細(xì)胞大量出現(xiàn)，大劑量甲潑尼龍能抑制大鼠脊髓損傷后誘導(dǎo)型一氧化氮合成酶表達(dá)及細(xì)胞凋亡[43]。探討脊髓損傷后細(xì)胞凋亡特點(diǎn)與誘導(dǎo)型一氧化氮合成酶表達(dá)規(guī)律，尤其是二者之間的關(guān)系對(duì)揭示脊髓損傷機(jī)制及指導(dǎo)臨床治療具有重要意義。

四、脊髓損傷后細(xì)胞凋亡的干預(yù)

細(xì)胞凋亡是生命的基本現(xiàn)象之一，可以發(fā)生在生理或病理?xiàng)l件下。形態(tài)學(xué)表現(xiàn)為胞膜對(duì)稱性喪失、染色質(zhì)凝集、細(xì)胞皺縮、DNA 破碎、線粒體腫脹和凋亡小體形成。細(xì)胞凋亡是脊髓損傷后引起神經(jīng)功能障礙及影響療效的主要原因。脊髓損傷后神經(jīng)細(xì)胞凋亡是繼發(fā)損傷期的重要病理變化，并有其時(shí)相和空間分布特點(diǎn)[44]。細(xì)胞凋亡和變性壞死同時(shí)存在于慢性壓迫性脊髓損傷的病理過程中。減少促炎反應(yīng)引起的組織損傷和細(xì)胞凋亡，神經(jīng)保護(hù)[45-46]?？沟蛲鏊幬铮杂苫宄齽┖涂寡讋┛梢园邢蛑袠猩窠?jīng)系統(tǒng)的炎癥反應(yīng)、抑制細(xì)胞凋亡，減少組織二次損傷，提高功能恢復(fù)。

脊髓損傷后趨化因子 CXCL10 上調(diào)，在 T-淋巴細(xì)胞募集和抑制血管生成中起關(guān)鍵作用，CXCL10 抗體可以減少炎癥反應(yīng)，促進(jìn)血管生成。經(jīng) CXCL10 抗體治療后TUNEL 陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)量減少 75%，減少細(xì)胞凋亡，增加脊髓損傷后軸突發(fā)生[47]。脊髓損傷后促凋亡蛋白 Bax 表達(dá)上調(diào)，Bax/Bcl-2 比率增加，caspase-3 上調(diào)，應(yīng)用細(xì)胞因子信號(hào)-3（SOCS3）抑制劑可以抑制 SOCS3 mRNA 和 Bax 表達(dá)，抑制脊髓損傷誘導(dǎo)的神經(jīng)元死亡和保護(hù)神經(jīng)元形態(tài)，在調(diào)節(jié)脊髓損傷后的神經(jīng)元死亡中起重要作用[48]。

干細(xì)胞因子腹腔內(nèi)注射可以防止脊神經(jīng)細(xì)胞凋亡。改善脊髓損傷后神經(jīng)功能，在早期紅細(xì)胞生成中起重要作用，可用于脊髓損傷的治療[49]。從脂肪組織基質(zhì)細(xì)胞（ATSCs）細(xì)胞質(zhì)提取物減少 caspase-3 和 SAPK/JNK 活性，抑制線粒體細(xì)胞色素 c 釋放和減少細(xì)胞中 Bax 蛋白表達(dá)水平，減少細(xì)胞凋亡，預(yù)防脊髓損傷后二次性損傷，促進(jìn)神經(jīng)功能[50]。

甲潑尼龍能有效地抑制脊髓損傷后炎癥反應(yīng)，抑制大鼠脊髓橫斷性脊髓損傷后的神經(jīng)細(xì)胞凋亡，但不能推遲細(xì)胞凋亡出現(xiàn)的高峰時(shí)間[51]。鳥苷嘌呤核苷具有神經(jīng)保護(hù)，抗凋亡和刺激神經(jīng)再生作用，脊髓損傷后 4 h 經(jīng)鳥苷嘌呤核苷 14 天連續(xù)給藥后能顯著促進(jìn)運(yùn)動(dòng)和感覺功能恢復(fù)，改善膀胱功能，抑制炎癥誘導(dǎo)的軸突，少突膠質(zhì)細(xì)胞，神經(jīng)元細(xì)胞凋亡，保護(hù)髓鞘[52]。西洛他唑是磷酸二酯酶抑制劑具有抗炎癥反應(yīng)，可以降低脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，減少活性氧產(chǎn)生，但其對(duì)細(xì)胞因子釋放和脊髓損傷后炎癥反應(yīng)沒有明顯的抑制作用[53]。

總之，脊髓損傷后存在兩個(gè)缺血區(qū)域，一個(gè)區(qū)域緊靠損傷位點(diǎn)，該區(qū)域大部分神經(jīng)元正在或者已經(jīng)壞死或者凋亡，屬于已經(jīng)不可挽救區(qū)域；另一個(gè)區(qū)域離損傷位點(diǎn)比較遠(yuǎn)，緊靠第一個(gè)損傷區(qū)，該區(qū)域的神經(jīng)元尚未發(fā)生凋亡或壞死，屬于可挽救區(qū)域，因此如果能及時(shí)挽救該區(qū)域處于早期變性的神經(jīng)元，便能在很大程度上緩解脊髓損傷，從而促進(jìn)神經(jīng)功能的恢復(fù)。

細(xì)胞凋亡現(xiàn)象存在于多種生物體中，在胚胎發(fā)育、免疫耐受、腫瘤發(fā)生及組織更新等過程中起重要調(diào)節(jié)作用。脊髓損傷后急性損傷主要表現(xiàn)為細(xì)胞的壞死，繼發(fā)損傷主要由細(xì)胞的凋亡引起。細(xì)胞凋亡是慢性脊髓損傷繼發(fā)病理變化的重要組成部分，細(xì)胞凋亡過程是一個(gè)非常復(fù)雜的病理過程，如何干預(yù)脊髓損傷后細(xì)胞凋亡成為脊髓損傷治療的一個(gè)切入點(diǎn)。

近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞凋亡可受多種因素影響，其中細(xì)胞因子可影響細(xì)胞凋亡。細(xì)胞因子是傳遞細(xì)胞間信息的物質(zhì)，細(xì)胞因子作為免疫炎性反應(yīng)中基本的調(diào)控分子，它參與并調(diào)控脊髓損傷后的炎性反應(yīng)。白細(xì)胞介素在機(jī)體抗感染、炎癥和造血等生物學(xué)反應(yīng)中發(fā)揮重要作用[54-57]。白細(xì)胞介素-6 具有廣泛的免疫調(diào)節(jié)作用，是機(jī)體重要的促炎細(xì)胞因子。腫瘤壞死因子是一種多功能的細(xì)胞因子，它在炎癥、脊髓損傷以及脊髓神經(jīng)結(jié)扎等模型中起著重要作用。抑制脊髓損傷后促炎因子的表達(dá)，制定更有效的治療靶點(diǎn)，以達(dá)到保護(hù)神經(jīng)細(xì)胞，恢復(fù)神經(jīng)功能，促進(jìn)脊髓損傷后神經(jīng)元修復(fù)和再生的作用。

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（本文編輯：李貴存）

DOI：10.3969/j.issn.2095-252X.2016.06.007中圖分類號(hào)：R683.2

作者單位：100034 北京大學(xué)第一醫(yī)院骨科（王詩(shī)軍、李淳德），麻醉科（李鈺婷）

通信作者：李淳德，Email: doctorli444@163.com

Corresponding author：LI Chun-de， Email： doctorli444@163.com

收稿日期：（2016-02-14）

The expression of cytokine after secondary spinal cord injury and its effects on cell apoptosis

WANG Shi-jun， LI Yu-ting， LI Chun-de.

Department of Orthopaedics， Peking University frsd Hospital， Beijing， 100034， PRC

【Abstract】Secondary spinal cord injuries are associated with infammation， excessive cytokine release， and cell apoptosis. Apoptosis is known as the main mode of delayed neuronal cell death after spinal cord injury and is mediated by a variety of pro-infammatory cytokines. Cytokines are important regulatory molecules that are involved in the regulation of immune and infammatory response and cell apoptosis after spinal cord injury. Interleukin-1（IL-1），interleukin-6（IL-6）， interleukin-8（IL-8）and tumor necrosis factor alpha（TNF-α）play an important role in spinal cord injury. IL-1β can lead to protein degradation and then induce cell apoptosis， the expression of IL-1β is increased after spinal cord injury， a peak of IL-1β expression is observed within 6h. The expression of TNF-α is increased after spinal cord injury which induce apoptosis in neurons and oligodendrocytes. A peak TNF-α expression is observed within 1 h after spinal cord injury， and TUNEL-positive cells are observed. After injection with TNF-α antagonist into the injured area， the expression of iNOS and the level of NO are decreased， and the number of TUNEL-positive cell are reduced. Inhibition of pro-infammatory cytokines expression can reduce cell apoptosis and infammatory responses in cells， that play a neuroprotective role in promoting neural repair and regeneration after spinal cord injury.

【Key words】Spinal cord injury； Spinal cord injury， secondary； Cell apoptosis； Cytokines； Neurons；Interleukins