腦缺血再灌注損傷后小膠質(zhì)細(xì)胞異?；罨纳飿?biāo)志物研究進(jìn)展

申婷++肖純++向彬++李秀芳

摘要：在中樞神經(jīng)系統(tǒng)（central nervous system，CNS）中，小膠質(zhì)細(xì)胞是最主要的炎癥效應(yīng)細(xì)胞，與腦缺血/再灌注損傷（cerebral ischemia/reperfusion injury，CIRI）后腦內(nèi)神經(jīng)炎癥密切相關(guān)。CIRI可誘導(dǎo)小膠質(zhì)活化，并產(chǎn)生表型的變化，一方面具有神經(jīng)保護(hù)和組織修復(fù)的作用，但另一方面，當(dāng)小膠質(zhì)細(xì)胞被過度激活時，則具有損傷組織和神經(jīng)毒害的作用。CIRI發(fā)生后，在大腦不同的區(qū)域，小膠質(zhì)細(xì)胞可表達(dá)不同的蛋白質(zhì)，顯示不同的形態(tài)，并根據(jù)損傷程度的不同作出不同的反應(yīng)。對CIRI后小膠質(zhì)細(xì)胞異?；罨纳飿?biāo)志物研究進(jìn)行了梳理，以期為深入了解小膠質(zhì)細(xì)胞在CIRI病理過程中的作用及以小膠質(zhì)細(xì)胞為作用靶點(diǎn)的藥物研究提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：缺血/再灌注損傷；小膠質(zhì)細(xì)胞；生物標(biāo)志物

中圖分類號：R7433文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：1007-2349（2017）07-0085-03

小膠質(zhì)細(xì)胞作為CNS的第一道免疫防線，廣泛的分布在CNS，其大約占CNS中腦細(xì)胞數(shù)的10%[1，2]。在靜息狀態(tài)下，小膠質(zhì)細(xì)胞呈分枝狀，穿梭于腦實質(zhì)，監(jiān)測CNS細(xì)胞微環(huán)境變化[3]，控制著神經(jīng)突觸的數(shù)量，及時的清除健康成人大腦中的壞死細(xì)胞碎片，維持CNS的動態(tài)平衡[4]。因此，靜止的小膠質(zhì)細(xì)胞不是簡單的“靜息”狀態(tài)，而是不斷地改變表型和功能從而監(jiān)測和準(zhǔn)備應(yīng)對周圍環(huán)境的各種刺激。目前，已有大量的研究證實，小膠質(zhì)細(xì)胞參與了腦缺血性卒中的病理過程，最近的研究表明，多功能的小膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)量在腦卒中同側(cè)大腦半球明顯增加，而在對側(cè)大腦半球仍然處于基礎(chǔ)水平[5]，小膠質(zhì)細(xì)胞的激活和增殖顯著增加了腦梗死面積和凋亡細(xì)胞數(shù)，提示小膠質(zhì)細(xì)胞在腦缺血中扮演著關(guān)鍵的角色，且對疾病的發(fā)展及轉(zhuǎn)歸具有重要的影響。

1小膠質(zhì)細(xì)胞在缺血性卒中CIRI病理過程中的雙重角色

腦缺血性卒中發(fā)生后，由于血栓自溶或超過時間窗的溶栓藥的使用，可進(jìn)一步造成腦缺血/再灌注損傷（CIRI），CIRI是一個由多種細(xì)胞參與的、復(fù)雜的病理學(xué)過程[6]。在此過程中，小膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)生活化，其通過結(jié)構(gòu)、表型及功能的變化，在神經(jīng)損傷及組織修復(fù)過程中發(fā)揮了雙重的作用[7]。CIRI后小膠質(zhì)細(xì)胞可被迅速激活，細(xì)胞形態(tài)可改變?yōu)榈湫图せ钚蚆1型，也會轉(zhuǎn)變?yōu)檫x擇性激活型M2型。M2型的小膠質(zhì)細(xì)胞被視為“修復(fù)細(xì)胞”，有助于修復(fù)受損組織并分泌抗炎介質(zhì)如：[HJ2.2mm]白細(xì)胞介素-10（interleukin-10，IL-10），IL-4，IL-13，轉(zhuǎn)化生長因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β），胰島素生長因子-1（insulin growth factor-1，IGF-1）以及腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（brain-derived neurotrophic factor，BDNF）等營養(yǎng)因子，這些生長因子或者營養(yǎng)因子有助于增加神經(jīng)細(xì)胞對傷害性刺激的耐受性及促進(jìn)血管新生和發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)的作用[8-11]。而M1型被認(rèn)為可以促進(jìn)炎癥反應(yīng)，可以產(chǎn)生各種炎癥介質(zhì)如腫瘤壞死因子-β（tumor necrosis factor-β，TNF-α），IL-1β，和干擾素-β（interferon-β，IFN-β）[12，13]。此外，與M2小膠質(zhì)細(xì)胞相比，M1型更傾向于誘導(dǎo)神經(jīng)細(xì)胞死亡[14]。因此，一直以來抑制M1型被廣大研究者認(rèn)為是腦缺血模型的合理治療策略。近年來普遍研究發(fā)現(xiàn)M2型向M1型的轉(zhuǎn)變會加重病情，而通過細(xì)胞因子或藥物作用逆轉(zhuǎn)小膠質(zhì)細(xì)胞的亞型分布[15，16]，即誘導(dǎo)M1型向M2型轉(zhuǎn)換從而發(fā)揮其拮抗炎癥和神經(jīng)保護(hù)作用是近年來研究的熱點(diǎn)。

2CIRI后小膠質(zhì)細(xì)胞的表型變化及其生物標(biāo)志物

腦缺血后隨著時間的推移，小膠質(zhì)細(xì)胞可表現(xiàn)出動態(tài)的極化現(xiàn)象，主要從短暫的M2型向M1型轉(zhuǎn)化。研究表明在缺血24 h后，M2型小膠質(zhì)細(xì)胞呈現(xiàn)高表達(dá)，提示在缺血早期小膠質(zhì)細(xì)胞參與組織修復(fù)。在缺血2-7天后，小膠質(zhì)細(xì)胞逐漸從M2型轉(zhuǎn)變?yōu)镸1型，提示小膠質(zhì)細(xì)胞促進(jìn)炎癥反應(yīng)加重腦損傷。缺血后數(shù)周內(nèi)，主要以M1型小膠質(zhì)細(xì)胞為主，進(jìn)一步加重神經(jīng)炎癥損傷[17]。這表明，小膠質(zhì)細(xì)胞在腦缺血中的動態(tài)反應(yīng)表現(xiàn)為，早期主要以“抗炎”M2型為主，隨后向“促炎”型M1型轉(zhuǎn)變。如果抑制M2型向M1型表型的變化，或者，誘導(dǎo)M1型向M2型轉(zhuǎn)化，提高M(jìn)2型在缺血區(qū)的比例，那么將對減輕神經(jīng)炎癥從而發(fā)揮腦保護(hù)作用帶來有利的影響。

由于小膠質(zhì)細(xì)胞形態(tài)和功能都與巨噬細(xì)胞極其相似，因此目前尚沒有一個特異性標(biāo)記物用來標(biāo)記小膠質(zhì)細(xì)胞，導(dǎo)致難以將其與滲透受損腦組織骨髓來源的巨噬細(xì)胞區(qū)分開[2]。利用流式細(xì)胞檢測小膠質(zhì)細(xì)胞表面CD45/CD11b水平的技術(shù)得到廣泛運(yùn)用，小膠質(zhì)細(xì)胞表面為CD45 伴CD11b 的低表達(dá)，而浸潤細(xì)胞表面則是CD45 伴CD11b高表達(dá)，但CD45/CD11b依然不能成為小膠質(zhì)細(xì)胞完全特異標(biāo)志物。由于小膠質(zhì)細(xì)胞和巨噬細(xì)胞均來源于原始髓系細(xì)胞，因此一些指標(biāo)如CD11b、F4/80，Iba-1是相同的，雖然活化的小膠質(zhì)細(xì)胞不同表型表達(dá)特異性的細(xì)胞表面蛋白，但因為與巨噬細(xì)胞存在很多相似性，所以每一種表型的特異性標(biāo)記物仍然沒有確定[2，18]。到目前為止，只有少量幾個標(biāo)記物被確定為活化的M1型和M2型小膠質(zhì)細(xì)胞，如CD68、CD86、CD16/32、iNOS為M1型常見生物標(biāo)志物，而CD206、Arg1、CD163、TGF-β等為M2型常見生物標(biāo)志物。

3小膠質(zhì)細(xì)胞在腦缺血中心區(qū)及半暗帶活化的差異

CIRI后小膠質(zhì)細(xì)胞被激活，其形態(tài)也迅速發(fā)生變化。在缺血中心區(qū)小膠質(zhì)細(xì)胞表現(xiàn)為阿米巴樣；而在半暗帶的小膠質(zhì)細(xì)胞則表現(xiàn)為分支狀，其突起較靜息小膠質(zhì)細(xì)胞更粗更短。Morrison[19]等人發(fā)現(xiàn)缺血1 h再灌注24 h以后，CD11b在缺血中心區(qū)的表達(dá)增加，表明小膠質(zhì)細(xì)胞在該區(qū)域被激活，而在半暗帶，小膠質(zhì)細(xì)胞仍呈靜息的分枝狀態(tài)，隨著時間的延長，阿米巴狀小膠質(zhì)細(xì)胞在半暗帶逐漸增多，72 h后達(dá)到高峰。

缺血24 h后，M2表型標(biāo)記物Ym-1和CD206只發(fā)現(xiàn)在缺血核心區(qū)，提示小膠質(zhì)細(xì)胞在缺血中心區(qū)參與組織修復(fù)[20]。通過檢測缺血24 h后在缺血中心區(qū)CD206的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)CD206的表達(dá)在缺血后5天達(dá)到峰值，14天后降低[14]。隨著時間的延長，小膠質(zhì)細(xì)胞逐漸從M2型轉(zhuǎn)變?yōu)镸1型，并從缺血中心區(qū)擴(kuò)展到半暗帶。M1型小膠質(zhì)細(xì)胞的標(biāo)記物，在缺血中心區(qū)CD16/32、iNOS的表達(dá)在損傷3 d后開始增加，14 d達(dá)到高峰，并一直居高不下。這表明，在缺血早期，小膠質(zhì)細(xì)胞在缺血中心區(qū)主要以M2型為主發(fā)揮腦保護(hù)作用。隨后主要以M1型小膠質(zhì)細(xì)胞為主，加重神經(jīng)炎癥損傷。

雖然這些研究是有限的，因為他們沒有區(qū)分小膠質(zhì)細(xì)胞和浸潤的巨噬細(xì)胞，但是小膠質(zhì)細(xì)胞表型的動態(tài)變化和位置是至關(guān)重要的。因此，深入研究小膠質(zhì)細(xì)胞不同活化表型在時間和空間的動態(tài)變化，將為CIRI的臨床治療提供新思路。

4小結(jié)與展望

綜上所述，小膠質(zhì)細(xì)胞是首先對腦缺血損傷作出反應(yīng)的細(xì)胞，活化的小膠質(zhì)細(xì)胞在腦缺血中扮演著雙刃劍的角色。目前，雖然一些抗炎治療的試驗在治療急性缺血性中風(fēng)的動物模型中已被證明是有效的，但令人失望的是它們在臨床試驗中是無效的。越來越多的證據(jù)表明，活化的小膠質(zhì)細(xì)胞具有不同的功能，小膠質(zhì)細(xì)胞可作為缺血性腦卒中有力的細(xì)胞靶點(diǎn)，操控小膠質(zhì)細(xì)胞有可能成為治療神經(jīng)疾病的有效途徑。這也表明腦缺血后針對小膠質(zhì)細(xì)胞的治療方向更應(yīng)該權(quán)衡其損害與保護(hù)作用，而不是單純的抑制小膠質(zhì)細(xì)胞活化。進(jìn)一步的研究應(yīng)該考慮小膠質(zhì)細(xì)胞抗炎和促炎反應(yīng)，提高我們對小膠質(zhì)細(xì)胞促炎和抗炎反應(yīng)之間的動態(tài)平衡的理解，從而確定臨床前研究和臨床試驗之間的差異以便提供更有效的治療方案。

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