Fas/FasL系統(tǒng)與腦缺血再灌注損傷相關性的研究進展

左艷麗　于凌志　賈孟輝　蘇丹　李占濤

摘要：Fas/FasL系統(tǒng)在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中具有雙向調(diào)節(jié)性：在未損傷的大腦內(nèi)處于免疫抑制狀態(tài)；在腦缺血再灌注發(fā)生后，以介導細胞凋亡、引發(fā)炎性反應的形式，致使腦組織壞死，因此，對Fas/FasL系統(tǒng)的進一步研究對治療缺血性腦病有重要意義。

關鍵詞：Fas/FasL；腦缺血再灌注；細胞凋亡；炎性反應

Fsa/FasL系統(tǒng)是人體自身耐受的參與者、細胞凋亡的誘導者、免疫應答的控制者[1-2]。已有大量的證據(jù)證實Fas/FasL系統(tǒng)在大腦的發(fā)育、神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)病機制中扮演著重要的角色。近年來，開展對腦缺血再灌注模型Fas/FasL系統(tǒng)介導細胞凋亡信號轉(zhuǎn)導途徑及促進炎癥反應的研究取得了不少新進展，現(xiàn)綜述如下。

1 Fas/FasL的分布及結(jié)構

Fas是腫瘤壞死因子（Tumor necrosis factor，TNF）/神經(jīng)生長因子（Nerve growth factor，NGF）受體家族中的重要成員。1989年，由日本Yonehara等科學家發(fā)現(xiàn)，一個未知分子表達于髓樣細胞、T淋巴細胞和成纖維細胞表面并可以被單克隆抗體所識別，誘導人類的多種細胞系發(fā)生凋亡，這種未知分子被命名為Fas[3]。在體內(nèi)散布于各種組織細胞中，主要有胸腺細胞、外周活化T、B淋巴細胞、自然殺傷細胞、單核細胞、成纖維細胞等。其由319個氨基酸殘基組合而成為相對分子質(zhì)量約45kd的受體，分為胞漿區(qū)、胞外區(qū)和穿膜區(qū)三個區(qū)域。在胞漿區(qū)內(nèi)有一段氨基酸序列，高度同源于腫瘤壞死因子受體的胞漿區(qū)，誘發(fā)程序性細胞死亡，名為死亡域（death domain，DD），是Fas的天然配體與Fas抗原結(jié)合并介導細胞凋亡的部位。

在體內(nèi)作為Fas的天然配體的FasL（Fas ligand）屬于TNF家族[4]，與Fas特異性結(jié)合。1993年，由Suda等科學家從CTL雜交瘤衍生的細胞系PC60-d10S細胞系中成功克隆。主要表達于眼、大腦、睪丸、胎盤等組織。由278個氨基酸殘基構成的相對分子量為40kd的配體，分為胞胞漿區(qū)、膜外區(qū)和跨膜區(qū)。FasL可分為3種，即膜結(jié)合性、可溶性和微管相關性，可溶性FasL 具有炎癥趨化因子的特性直接募集炎性細胞，與 FasL 競爭性結(jié)合Fas，拮抗FasL的凋亡作用。

2 Fas/FasL系統(tǒng)與腦缺血再灌注

缺血性腦血管病是一種多發(fā)性和常見性疾病，缺血再灌注損傷是缺血性腦血管病的重要病理生理學機制，病理過程中包括氧自由基和興奮性氨基酸的過量釋放、鈣離子失衡、炎性反應、細胞壞死及凋亡等多方面因素[5]。Matsuyama T 采用Western Blot和PCR法分析發(fā)現(xiàn)，在全腦缺血30min后，神經(jīng)細胞、膠質(zhì)細胞及腦室旁細胞中Fas mRNA的檢測結(jié)果為陽性，以此證實了腦缺血誘發(fā)的腦組織損傷與Fas/FasL 的表達具有相關性[6]。Fas/FasL在腦缺血再灌注損傷中的作用機制主要通過介導細胞凋亡、增強炎性反應來實現(xiàn)。

2.1 Fas/FasL系統(tǒng)與細胞凋亡及參與機制 Fas/FasL系統(tǒng)是重要的促凋亡基因，在正常大腦中少量表達，在病變的神經(jīng)系統(tǒng)中其表達增加[7]。當缺血性腦血管疾病發(fā)生時，參與并促進腦組織的損傷[8]。楊曉霞[9]等通過動物實驗研究發(fā)現(xiàn)，假手術組僅有微量Fas 及 FasL表達，而在腦缺血再灌注損傷模型組Fas 及 FasL表達均顯著升高，表明缺血性腦損傷可能誘導Fas 及 FasL的表達，從而誘導凋亡的發(fā)生；Zhang 等[10]發(fā)現(xiàn)Fas的高度表達部位與細胞凋亡的分布一致，并且有明顯的正相關性。這些結(jié)果均說明腦缺血再灌注誘導Fas、FasL高表達，并參與神經(jīng)細胞凋亡的調(diào)節(jié)。

Fas和FasL主要通過三個途徑交聯(lián)誘發(fā)細胞凋亡：神經(jīng)鞘磷脂途徑、蛋白酶途徑、Daxx（死亡結(jié)構域關聯(lián)蛋白）途徑，以上幾個途徑彼此交聯(lián)，互相影響，推進著腦缺血再灌注損傷的進程。①神經(jīng)鞘磷脂途徑：缺血再灌注損傷的外源性刺激后，F(xiàn)as死亡域與FasL相關的死亡域結(jié)合，激活酸性神經(jīng)鞘磷脂酶，隨之水解神經(jīng)鞘磷脂而產(chǎn)生神經(jīng)酰胺，通過應激反應，激活蛋白激酶（SAPK）和Jun N末端激酶，活化細胞色素C相關蛋白酶而啟動凋亡的發(fā)生[11]；②細胞接受凋亡的信號刺激，F(xiàn)asL與Fas結(jié)合并誘導Fas三聚化，其中的死亡域與死亡結(jié)構域相關蛋白（Fas associated death domain，F(xiàn)ADD）結(jié)合，并將凋亡信號傳遞給胱冬酶8（caspase-8），促使Fas、FADD和 Caspase-8形成死亡誘導信號復合體（DISC），Caspase-8進行自我剪切[12]，激活下游的Caspase-3、6和7，導致細胞凋亡[13]；③Daxx途徑：細胞接受凋亡信號刺激后，F(xiàn)as的死亡域與Daxx的C末端一個功能區(qū)結(jié)合，通過激活Jun N末端激酶（JNK）途徑而啟動凋亡的發(fā)生。在多種應激情況下，Daxx可以誘導Fas表達，引起細胞凋亡[14]。

2.2 Fas/FasL系統(tǒng)與炎癥反應及參與機制 缺血性腦血管疾病發(fā)生后，炎性反應貫穿其病理過程的始終，是影響缺血性腦血管疾病轉(zhuǎn)歸和預后的重要因素之一[16]。炎性因子可以直接導致腦組織損傷、刺激氧自由基釋放[17]、引起周圍的中性粒細胞和 T 淋巴細胞向中心浸潤[18]。這些周圍和中心的免疫炎癥細胞分泌炎癥細胞因子和化學趨化因子，產(chǎn)生炎癥信號級聯(lián)擴大反應，釋放各種細胞毒性成分，進一步加重免疫損傷和神經(jīng)元死亡[19]。

在正常的大腦中Fas/FasL系統(tǒng)維持免疫抑制狀態(tài)，但是缺血缺氧發(fā)生后，大量表達于星形膠質(zhì)細胞、小膠質(zhì)細胞、中性粒細胞、T 細胞以及神經(jīng)元等多種免疫細胞的表面 [20，21]，從而破壞了原有的免疫平衡狀態(tài)，腦組織內(nèi)神經(jīng)炎癥反應被啟動，致使腦組織損傷。Niu等，Zhang等研究發(fā)現(xiàn)[22，23]：突變的FasL能夠抑制缺血引起的腦組織細胞免疫因子的激活，從而減輕腦組織損傷；牛豐南[24]制備小鼠腦炎模型，采用免疫熒光技術觀察到FasL 突變組小鼠的炎癥因子 IL-1β，TNF-α 和趨化因子 MCP-1，MIP-1α，MIP-2 的mRNA 含量和炎性細胞浸潤都較其他組明顯減少，證明了FasL 突變可直接抑制腦缺血損傷后的免疫炎癥反應，而非繼發(fā)于腦梗死體積減小或是細胞凋亡減少的結(jié)果。

Fas/FasL系統(tǒng)引起腦缺血再灌注后炎癥反應的機制可能為：①可溶性 FasL作為趨化因子直接募集中性粒細胞或 T 細胞，并與 FasL 競爭性結(jié)合 Fas，拮抗 FasL 介導的細胞凋亡作用[25]；②FasL 的反向信號傳導作用，抗原遞呈細胞表達的 Fas 同 T 淋巴細胞表達的 FasL 結(jié)合后，F(xiàn)as 也能向 FasL傳遞促炎信號，使 FasL 作為協(xié)同刺激分子，促進 T 細胞的增殖活化。

3 總結(jié)與展望

綜上所述，腦缺血再灌注發(fā)生后，F(xiàn)as和FasL在神經(jīng)系統(tǒng)中大量表達，繼而增加腦組織的損傷。在介導神經(jīng)系統(tǒng)細胞凋亡過程中起信號傳遞作用，促進腦細胞發(fā)生凋亡；在介導免疫炎癥反應過程中起反向信號傳導作用，促進腦組織中炎癥反應的發(fā)生。因此，研究Fas/FasL系統(tǒng)，揭示其調(diào)控細胞凋亡、介導炎性反應的作用機制，進而干預Fas/FasL細胞受體系統(tǒng)，阻斷信號轉(zhuǎn)導通路，保護所需的細胞，對腦血管疾病的診治或許具有重要理論和實踐意義。

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編輯/哈濤