人尿激肽原酶與腦缺血損傷研究進展

滕海娟

浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院，浙江杭州 310003

隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，人民生活水平的提高，腦血管病發(fā)生率快速上升，給社會和家庭帶來沉重的負擔(dān)。腦卒中的發(fā)病情況尤為嚴峻。我國腦卒中呈現(xiàn)高發(fā)病率、高復(fù)發(fā)率、高致殘率、高死亡率的特點。據(jù)第三次死因調(diào)查報告顯示，腦血管病已成為國民第一位的死因。缺血性卒中是腦卒中疾病中最常見的類型[1]。因此積極有效的治療缺血性卒中具有重要意義。目前，如何治療缺血后腦損傷，尋找有效的治療藥物及措施，明確其作用機理，已經(jīng)成為神經(jīng)科學(xué)研究的重點內(nèi)容之一。人尿激肽原酶是激肽釋放酶-激肽系統(tǒng)（KKS）的組成之一，通過作用于底物激肽原裂解出激肽和血管擴張素，前者作用于相應(yīng)受體，發(fā)揮一系列生物作用。大量研究表明，激肽原酶在神經(jīng)系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、糖尿病、癌癥、腎臟疾病等均具有良好的保護作用。該文主要就目前人尿激肽原酶與神經(jīng)系統(tǒng)腦缺血損傷的研究進行綜述。

1 激肽釋放酶-激肽系統(tǒng)的組成以及受體分布

激肽釋放酶-激肽系統(tǒng)(KKS)廣泛存在于哺乳動物體內(nèi)，其主要成分包括：激肽原、激肽原酶、激肽、激肽受體，激肽酶等。

激肽原酶是一種絲氨酸蛋白酶，能作用于激肽原，并釋放出激肽，它具有很高的生理活性，在人體組織中起著十分重要的生理作用。正常情況下，絕大部分激肽原酶是以無活性的前體，即血漿前激肽釋放酶的形式存在，故血漿中只含有微量的激肽。激肽原酶目前分為兩類：血漿激肽原酶和組織激肽原酶。人尿激肽原酶是通過國家食品藥品管理局批準(zhǔn)的治療急性腦卒中的I類新藥，具有明確的改善急性腦卒中神經(jīng)功能缺失，改善患者長期預(yù)后。它是組織型激肽原酶的一種，是由238個氨基酸組成的糖蛋白，通過作用于底物激肽原裂解出激肽和血管擴張素，后者作用于相應(yīng)受體，在腦組織急性缺血缺氧時發(fā)揮抗氧化、抗炎、抗凋亡、促進神經(jīng)血管再生等作用[2-3]，從而發(fā)揮神經(jīng)保護作用。

激肽是KKS活性因子的統(tǒng)稱，主要有緩激肽、胰激肽和蛋氨酞胰激肽3種，這3種激肽可以互相轉(zhuǎn)換，激肽生成后迅速被循環(huán)中的激肽酶滅活[2]。激肽在正常人體內(nèi)含量很少，但對維持人體正常血壓和血流通暢起重要作用。

激肽受體有B1和B2兩種[3]，目前認為激肽的大部分生物活性是由B2受體介導(dǎo)的。B2受體組成性表達，廣泛存在于各種上皮細胞中；B1受體生理情況下處于低表達狀態(tài)，但在應(yīng)激反應(yīng)或炎癥反應(yīng)時誘導(dǎo)性表達。

2 KKS系統(tǒng)與腦缺血損傷

2.1 激肽系統(tǒng)在腦缺血損傷后的保護作用

2.1.1 HUK促進急性腦卒中后新生血管生成，增加梗死區(qū)血流灌注 腦卒中發(fā)生后新生血管生成是關(guān)鍵性的損傷修復(fù)機制之一，有文獻報道[4]在下肢缺血、心機缺血以及腎臟缺血時HUK均有很好的促進血管再生作用。有文獻[5]證實HUK通過激活B1和B2受體，促進ERK1/2磷酸化作用，上調(diào)VEGF以及apelin APJ的表達，從而促進血管再生，這一結(jié)論在大鼠、小鼠MCAO模型以及體外培養(yǎng)的神經(jīng)元細胞模型均得到確切證實。2016年Jing miao等人[6]證實，靜脈給予HUK治療后的卒中患者，行磁共振灌注成像顯示，給藥組梗死側(cè)腦組織腦血流量及腦血容量明顯增加，MTT以及TTP時間顯著縮短，同時并未降低健側(cè)腦血流量，這說明對照組降低健側(cè)血流量是通過對側(cè)盜血實現(xiàn)，而實驗組是通過修復(fù)受損血管或生成新生血管達到的。通過免疫熒光標(biāo)記技術(shù)可見HUK能促進成神經(jīng)細胞增殖遷移分化，同時促進神經(jīng)再生和其促進血管再生，且新生血管和新生神經(jīng)是同時相增加的[7]，這可能也是激肽促進神經(jīng)功能恢復(fù)的一個重要方面。

2.1.2 HUK抑制頸動脈內(nèi)膜增生 腦卒中后的外科治療包括經(jīng)皮血管成型術(shù)以及閉塞血管支架置入術(shù)，而這些外科手術(shù)后血管內(nèi)膜增生，而擴張后管腔再狹窄發(fā)生率較高，平均發(fā)生率約30%，主要原因是球囊擴張部位內(nèi)膜纖維細胞增生。早在2008年，就有研究證實[8]激肽原酶基因轉(zhuǎn)導(dǎo)可以抑制大鼠頸動脈血管成型術(shù)后14 d時頸動脈內(nèi)膜增生。Wenya lan等人[9]進一步證實HUK可以減輕高脂飼喂兔子的頸動脈粥樣硬化程度，并通過下調(diào)TGF-β表達，降低Samd 2β（細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子）磷酸化作用減輕氣囊導(dǎo)管誘導(dǎo)的頸動脈內(nèi)膜增生。因此，HUK可能在抗動脈粥樣硬化以及抑制氣囊導(dǎo)管誘導(dǎo)的動脈內(nèi)膜增生方面有一定的效果。

2.1.3 HUK抑制急性腦卒中后神經(jīng)元凋亡 腦卒中后神經(jīng)功能缺失主要是由于大量的神經(jīng)細胞壞死凋亡，有效的抑制神經(jīng)元凋亡是卒中治療的關(guān)鍵。研究證實[10]激肽原酶可以顯著抑制谷氨酸鹽誘導(dǎo)的神經(jīng)元形態(tài)改變以及神經(jīng)細胞凋亡，谷氨酸鹽誘導(dǎo)的神經(jīng)毒性預(yù)處理后細胞內(nèi)信號途徑ERK1和核轉(zhuǎn)錄因子NF-jB會被激活，從而誘導(dǎo)腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子BDNF和抗凋亡蛋白bcl2的表達增加。因此猜測激肽原酶可能通過B2受體途徑，ERK1途徑以及NF-jB上調(diào)BDNF和bcl2的表達發(fā)揮抗谷氨酸鹽的神經(jīng)毒性作用[11]。最新的動物實驗表明[12]，HUK可通過PI3K/AKT/FoxO1經(jīng)典的凋亡途徑增加Bcl 2水平，減少Caspase3、Box水平，從而顯著降低神經(jīng)細胞凋亡率，減少實驗組動物卒中后梗死面積，促進神經(jīng)功能恢復(fù)。

2.1.4 HUK抑制腦卒中后炎癥級聯(lián)反應(yīng)及氧化應(yīng)激 實驗動物灌胃HUK給藥可以達到提高NO/cGMP和cAMP的水平，降低NADPH、超氧化物、促炎細胞因子水平的作用。實驗動脈模型動脈內(nèi)HUK給藥證實，HUK可顯著降低卒中7 d后腦組織的炎癥因子：IL-1β，IL-6，TNF-α。

2.2 B1B2受體的相關(guān)研究

M.Austinat等人認為B2受體可能參與到缺血性腦卒中神經(jīng)細胞凋亡的起始過程。利用免疫熒光分析技術(shù)，RT-PCR以及Western證明在腦缺血再灌注后24 h內(nèi)B1、B2受體均會上調(diào)[13-14]。上海復(fù)旦大學(xué)蘇晶晶等人證明B1受體主要表達在缺血半暗帶區(qū)的星形膠質(zhì)細胞上，B2受體主要表達在半暗帶區(qū)的神經(jīng)元上[15]。這和以前的報道相符：在大鼠腦缺血區(qū)邊緣可見大量的B2受體陽性的神經(jīng)元細胞。

Su J等人[16]認為B1受體的阻斷能夠減輕腦梗死面積的同時，減輕腦水腫，他們利用B1、B2受體基因敲除小鼠進行MCAO模型，顯示B1受體敲除小鼠明顯的減少梗塞面積，提高神經(jīng)功能評分，同時減輕腦水腫，降低內(nèi)皮素1的表達，減輕炎癥反應(yīng)。B1受體特異性阻斷劑的應(yīng)用可以達到相同的效果，并呈劑量依賴性，而B2受體基因敲除老鼠沒有表現(xiàn)出任何神經(jīng)保護作用，對腦組織水腫也沒有任何改善作用。

Souza等人[17]報道在腸缺血時B1、B2受體均具有損傷作用，在炎癥性損傷時抑制B1受體比抑制B2受體更具有保護作用。而有學(xué)者的實驗卻證實B2受體抑制劑的應(yīng)用顯著抑制B1受體蛋白的表達水平，明顯增加B1受體抑制劑的抑制程度，這一點和以前的部分研究結(jié)果相符：B1受體自發(fā)性的與B2受體形成蛋白水解質(zhì)膜復(fù)合體，增加受體信號轉(zhuǎn)導(dǎo)[18]，提示腦組織損傷時B2受體可能通過調(diào)節(jié)B1受體的表達及功能而發(fā)揮作用[19]。M.Simaan等人[20]證明B2受體在短期內(nèi)可能通過脫敏和內(nèi)化而發(fā)揮自身調(diào)節(jié)作用，他認為B2受體可能是通過自我脫敏而誘導(dǎo)缺血性腦損傷。

無論在腦缺血實驗?zāi)Ｐ瓦€是臨床腦卒中后應(yīng)用方面，人尿激肽原酶都表現(xiàn)出較確切的神經(jīng)保護作用：抗炎抗氧化、抑制神經(jīng)細胞凋亡、促進腦梗死區(qū)血管、神經(jīng)再生，促進膠質(zhì)細胞遷移，成神經(jīng)細胞分化，減少腦梗死面積等作用。但是激肽對B1、B2受體的具體作用機制以及二者間是否具有相互作用尚不十分清楚，之前的研究大部分集中在B2受體上，認為B2受體在腦缺血損傷中發(fā)揮主要作用，近來越來越多的人開始關(guān)注B1受體及其作用機制，期望探究其在腦缺血方面的可利用價值。相信隨著研究的不斷深入，激肽原-激肽釋放系統(tǒng)的作用及其確切機制將會越來越清晰，以便臨床上能更充分利用其神經(jīng)保護作用。