腦出血后小膠質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)的血腫清除機(jī)制研究進(jìn)展

孫曉舟 吳大龍 劉立明 趙德喜

(1長(zhǎng)春中醫(yī)藥大學(xué)，吉林 長(zhǎng)春 130117；2長(zhǎng)春中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院)

腦出血(ICH)是第二大最常見的腦卒中亞型，也是致殘率和死亡率高的一種重要疾病〔1〕。ICH占全腦卒中的10%～20%，其7 d、30 d、1年內(nèi)的病死率分別為35%、40%、59%，只有12%～39%的幸存者可以實(shí)現(xiàn)生活自理〔2〕。ICH發(fā)病早期主要由于腦實(shí)質(zhì)血腫造成機(jī)械性損傷，損傷程度與出血量和血腫體積相關(guān)，且約1/3的患者在24 h內(nèi)會(huì)出現(xiàn)血腫擴(kuò)大及再出血。紅細(xì)胞(RBC)是血腫的主要成分，在數(shù)天內(nèi)破裂釋放大量血紅蛋白(Hb)，其中亞鐵血紅蛋白被氧化為高鐵血紅蛋白過(guò)氧化物，進(jìn)而形成血紅素,血紅素與血紅素加氧酶(HO)結(jié)合降解為膽綠素、一氧化碳和有毒性作用的鐵，這些血腫產(chǎn)物均加重了腦組織損傷與炎癥反應(yīng)〔3〕。而小膠質(zhì)細(xì)胞作為腦內(nèi)主要的吞噬細(xì)胞，是血腫清除過(guò)程中的主要吞噬系統(tǒng)，對(duì)RBC及一些血腫產(chǎn)物具有較強(qiáng)的吞噬能力，參與炎癥反應(yīng)。因此，加快內(nèi)源性血腫清除是ICH的潛在治療靶點(diǎn)，本文就ICH后小膠質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)的RBC內(nèi)源性清除、血腫產(chǎn)物的清除、炎癥反應(yīng)等方面，進(jìn)行以下綜述。

1 小膠質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)的吞噬作用

小膠質(zhì)細(xì)胞占全腦神經(jīng)細(xì)胞的5%～20%，是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的巨噬細(xì)胞。ICH后，小膠質(zhì)細(xì)胞由靜止?fàn)顟B(tài)變?yōu)榛罨癄顟B(tài)，其形態(tài)發(fā)生了變化，分為經(jīng)典活化狀態(tài)M1型和選擇活化狀態(tài)M2型，同時(shí)也具備了吞噬能力〔4〕。ICH早期，血液外溢時(shí)，血液成分中的Hb、RBC、凝血酶、血紅素、鐵等使小膠質(zhì)細(xì)胞激活，其中活化的核因子(NF)-κB可上調(diào)白細(xì)胞介素(IL)-1β、IL-6和腫瘤壞死因子(TNF)-α的表達(dá),促進(jìn)炎癥損傷〔5〕。在ICH后1 h即可觀察到活化的小膠質(zhì)細(xì)胞，具有促炎作用的M1表型標(biāo)志物上調(diào)，4 h后達(dá)到高峰，7 d后逐漸下降，損傷晚期主要以具有抗炎作用的M2表型多見〔6〕。因此，早期抑制小膠質(zhì)細(xì)胞的活化，誘導(dǎo)小膠質(zhì)細(xì)胞表型從M1向M2型轉(zhuǎn)變對(duì)改善腦損傷具有重要意義。盡管血腫導(dǎo)致早期小膠質(zhì)細(xì)胞的活化和炎癥因子的釋放，但小膠質(zhì)細(xì)胞/巨噬細(xì)胞作為血腫清除過(guò)程中的主要吞噬系統(tǒng)，其吞噬能力往往大于炎癥反應(yīng)，對(duì)血腫產(chǎn)物、壞死組織有極強(qiáng)的吞噬作用，為組織修復(fù)和神經(jīng)改善提供良好的環(huán)境。早已有研究證明在ICH后24～72 h血腫組織周圍有大量的小膠質(zhì)細(xì)胞，可有效清除血腫，發(fā)病7 d后，吞噬能力逐漸增強(qiáng)，然后在1～2 w內(nèi)緩慢消退。小膠質(zhì)細(xì)胞在血腫清除過(guò)程中既要承受損傷產(chǎn)生的氧化應(yīng)激，又要抵御自身產(chǎn)生的氧化副產(chǎn)物，所以它具有獨(dú)特的適應(yīng)氧化環(huán)境的能力。通過(guò)刺激血腫周圍小膠質(zhì)細(xì)胞/巨噬細(xì)胞吞噬功能促進(jìn)內(nèi)源性血腫清除是治療ICH的一種有效策略。粒細(xì)胞集落刺激因子(G-CSF)可抑制小膠質(zhì)細(xì)胞的炎癥反應(yīng)促進(jìn)自噬，并通過(guò)抑制NF-κB信號(hào)通路減少神經(jīng)損傷〔7〕。因此，研究小膠質(zhì)細(xì)胞/巨噬細(xì)胞的吞噬能力是促進(jìn)ICH后血腫清除、改善神經(jīng)損傷的關(guān)鍵。

2 小膠質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)的紅細(xì)胞內(nèi)源性清除

2.1小膠質(zhì)細(xì)胞中CD36介導(dǎo)的RBC內(nèi)源性清除 CD36是B類清道夫受體(SR)家族的成員之一，能夠識(shí)別特定的氧化磷脂和脂蛋白，作為小膠質(zhì)細(xì)胞上的膜蛋白，在ICH后吞噬作用介導(dǎo)的血腫清除過(guò)程中意義重大，并參與ICH后炎癥反應(yīng)〔8〕。過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體(PPAR)γ是調(diào)節(jié)目標(biāo)基因表達(dá)的核內(nèi)受體轉(zhuǎn)錄因子超家族成員，近幾十年來(lái)，PPARγ這一亞型及其受體激動(dòng)劑被公認(rèn)為具有抗炎、抗氧化作用，并參與ICH后小膠質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)的吞噬過(guò)程〔9〕。ICH后，血腫周圍組織或小膠質(zhì)細(xì)胞中的PPARγ被激活，PPARγ活化增強(qiáng)可使小膠質(zhì)細(xì)胞/巨噬系細(xì)胞中CD36表達(dá)上調(diào)，促使實(shí)驗(yàn)性ICH血腫清除率上升，所以激活PPARγ是血腫清除的靶向目標(biāo)〔10〕。目前PPARγ活化劑如羅格列酮及15d-PGJ2，使膠質(zhì)細(xì)胞/巨噬細(xì)胞中的CD36表達(dá)升高，進(jìn)而增強(qiáng)小膠質(zhì)細(xì)胞吞噬RBC的能力,并減少IL-1β、IL-6和TNF-α等炎癥因子的表達(dá)〔11〕。實(shí)驗(yàn)研究表明〔12〕：辛伐他汀通過(guò)增強(qiáng)PPARγ活性來(lái)增加CD36表達(dá)，并加速M(fèi)2表型小膠質(zhì)細(xì)胞/巨噬細(xì)胞極化，使小膠質(zhì)細(xì)胞吞噬RBC的能力增強(qiáng)，促進(jìn)血腫吸收，改善神經(jīng)系統(tǒng)損傷。盡管他汀類藥物是否能改善ICH的預(yù)后仍存爭(zhēng)議，但越來(lái)越多的臨床證據(jù)表明他汀類藥物在ICH之后使用是安全的，可能會(huì)加速血腫的分辨率和改善神經(jīng)損傷〔13〕。

Toll樣受體(TLR)4是先天免疫系統(tǒng)的重要組成部分，參與調(diào)控CD36的表達(dá)，誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)，是ICH預(yù)后不良的關(guān)鍵因素，可能參與血腫擴(kuò)大與腦組織損傷〔14〕。研究表明〔15〕，TLR4基因敲除的小鼠血腫周圍CD36表達(dá)上調(diào)，激活PPARγ可抑制TLR4信號(hào)通路，血腫吸收明顯增快，可見TLR4信號(hào)通路的負(fù)調(diào)節(jié)在血腫吸收方面起到關(guān)鍵作用。其細(xì)胞內(nèi)接頭蛋白骨髓分化因子(MyD88)和TLR相關(guān)干擾素活化子(TRIF)信號(hào)通路參與TLR4介導(dǎo)的ICH后炎癥應(yīng)答。Lin等〔16〕證明ICH后，TLR4-/-小鼠的MyD88和TRIF蛋白表達(dá)降低，同樣MyD88-/-或TRIF-/-小鼠中NF-κB活性下降，進(jìn)而IL-1β、IL-6、TNF-α等炎癥因子表達(dá)下降，神經(jīng)功能改善。由此可見TLR4通過(guò)MyD88/TRIF信號(hào)通路激活NF-κB,誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)發(fā)生?，F(xiàn)已研發(fā)許多TLR4拮抗劑，如姜黃素、TAK242、M62812等可阻斷TLR4信號(hào)通路，TAK242作為TLR4的特異性拮抗劑，可下調(diào)TLR4及下游分子MyD88、TRIF表達(dá)，從而抑制NF-κB的活性，使其下游促炎因子表達(dá)下降〔17〕。因此，干預(yù)TLR4信號(hào)通路是促進(jìn)ICH后血腫吸收的潛在治療靶點(diǎn)。

NFE2P45相關(guān)因子(Nrf)2是細(xì)胞內(nèi)氧化應(yīng)激的穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)器，廣泛存在于小膠質(zhì)細(xì)胞中，具有較強(qiáng)的抗氧化能力，在ICH后血腫清除以及吞噬方面發(fā)揮了重要作用,是CD36潛在的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子〔18〕。激活Nrf2：①可誘導(dǎo)抗氧化防御成分的生成，如超氧化物歧化酶、過(guò)氧化氫酶、谷胱甘肽巰基轉(zhuǎn)移酶、HO-1、結(jié)合珠蛋白(Hp)等；②上調(diào)吞噬介導(dǎo)的清道夫受體CD36；③增強(qiáng)小膠質(zhì)細(xì)胞對(duì)RBC的吞噬能力〔19〕。因此，通過(guò)活化Nrf2提高細(xì)胞的抗氧化能力，可以保護(hù)大腦損傷后的腦神經(jīng)與血管成分。萊菔硫烷(SF)是Nrf2的活化劑，能激活Nrf2使小膠質(zhì)細(xì)胞吞噬RBC的能力顯著增強(qiáng)，并可上調(diào)CD36 mRNA的表達(dá)，促進(jìn)血腫清除。但目前仍缺乏多中心、多樣本的臨床隨機(jī)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，未能充分證明其臨床療效，也未被廣泛應(yīng)用。

2.2CD47介導(dǎo)的RBC內(nèi)源性清除 CD47是RBC中廣泛表達(dá)的整合膜蛋白，也被稱為整合素相關(guān)蛋白。整合素激活是CD47信號(hào)傳導(dǎo)的第一個(gè)效應(yīng)途徑，主要基于信號(hào)調(diào)節(jié)蛋白(SIRP)α、分泌配體血小板反應(yīng)蛋白(TSP)1相互作用抑制小膠質(zhì)細(xì)胞對(duì)紅細(xì)胞的吞噬。RBC中CD47的降低可促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞對(duì)RBC的吞噬，加快血腫清除〔20〕。CD47阻斷抗體B6H12抑制SIRPα和TSP1與細(xì)胞表面的CD47結(jié)合。Cao等〔21〕建立豬腦出血模型驗(yàn)證了降低CD47表達(dá)可減少血凝塊，去鐵胺作為鐵螯合劑具有神經(jīng)保護(hù)作用，可明顯降低CD47表達(dá)，加速血腫清除。

3 小膠質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)的血腫產(chǎn)物清除

Hb作為ICH后主要的血腫成分，具有高度的細(xì)胞毒性，在HO-1作用下，分解為血紅素和鐵離子等，能夠引發(fā)對(duì)脂質(zhì)、DNA和蛋白質(zhì)的氧化損傷等反應(yīng)，誘導(dǎo)神經(jīng)損傷。

3.1小膠質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)的Hb的清除 中和Hb可能是減少ICH后繼發(fā)性損傷的重要目標(biāo)。ICH后，游離的Hb具有強(qiáng)氧化性，引起機(jī)體氧化應(yīng)激反應(yīng)。而觸珠蛋白觸珠蛋白是一種急性期α2酸反應(yīng)糖蛋白，ICH后局部產(chǎn)生的腦觸珠蛋白可以加大結(jié)合游離Hb的能力，加速對(duì)Hb的清除，保護(hù)腦免受Hb介導(dǎo)的損傷〔22〕。小膠質(zhì)細(xì)胞表面的清道夫受體CD163，作為Hb清除劑受體介導(dǎo)了從RBC釋放的Hb的內(nèi)吞作用,可識(shí)別觸珠蛋白與游離Hb特異性結(jié)合形成穩(wěn)定的Hb-觸珠蛋白-CD163復(fù)合物。ICH后CD163表達(dá)升高，介導(dǎo)的Hb清除率也顯著增加，加快血腫吸收，減少血腫占位效應(yīng)〔23〕。因此，旨在中和可能是Hb治療ICH的一個(gè)重要的臨床目標(biāo)。

3.2小膠質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)的血紅素的清除 血紅素是TLR4的配體分子之一，在ICH早期起到抗氧化作用，可激活TLR4信號(hào)通路，與TLR4結(jié)合使TNF-α、IL-1β、IL-6等炎癥因子釋放增加，誘導(dǎo)腦組織炎性損傷〔16〕。血紅素可同時(shí)觸發(fā)MyD88和TRIF信號(hào)通路，激活TLR4信號(hào)通路，導(dǎo)致小膠質(zhì)細(xì)胞中TLR4表達(dá)增加，進(jìn)而誘導(dǎo)TLR4下游炎癥因子表達(dá)增加。HO-1是血紅素降解的限速酶，是小膠質(zhì)細(xì)胞中的氧化應(yīng)激蛋白，也被認(rèn)為是吞噬紅細(xì)胞的調(diào)節(jié)劑，可增強(qiáng)小膠質(zhì)細(xì)胞對(duì)RBC的吞噬能力。

3.3小膠質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)的鐵離子的清除 鐵是Hb的另一重要血腫產(chǎn)物，它通過(guò)HO從血紅素中釋放出來(lái)。ICH后，鐵從溶血中產(chǎn)生鐵離子，通常會(huì)出現(xiàn)鐵離子過(guò)載現(xiàn)象，造成嚴(yán)重的腦損傷。高濃度的鐵離子釋放導(dǎo)致全身性的鐵蛋白上調(diào)，通過(guò)氧化應(yīng)激介導(dǎo)腦組織損傷〔24〕。去鐵胺能夠結(jié)合低分子的游離鐵，而在ICH后低分子量的鐵離子是主要的存在形式。去鐵胺可抑制小膠質(zhì)細(xì)胞的激活，M2型小膠質(zhì)細(xì)胞的增多可以抑制基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)家族表達(dá)，尤其是MMP-3/-9，從而保護(hù)神經(jīng)元功能〔25〕。

4 小膠質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)的繼發(fā)性炎癥反應(yīng)

炎癥反應(yīng)在ICH后繼發(fā)性損害中起重要作用。ICH早期，活化的小膠質(zhì)細(xì)胞、血腫本身及其降解產(chǎn)物都會(huì)發(fā)生炎癥反應(yīng)，產(chǎn)生大量的炎癥介質(zhì)及炎癥因子。參與ICH后炎癥反應(yīng)的介質(zhì)主要以MMPs、NF-κB為主。MMPs是一類蛋白水解酶，MMP-3和MMP-9是其主要的配體，可降解細(xì)胞外基質(zhì)進(jìn)而導(dǎo)致神經(jīng)血管損傷〔26〕。NF-κB具有多向轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)作用。ICH后，其轉(zhuǎn)錄功能的激活，致使小膠質(zhì)細(xì)胞活化后促炎因子的釋放，參與炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致神經(jīng)功能損傷〔27〕。ICH后，TNF-α、IL-1β、IL-6等促炎因子的生成會(huì)可通過(guò)NF-κB通路來(lái)激活MMP-3和MMP-9，使其表達(dá)增加，血腦屏障通透性增強(qiáng)，形成腦水腫，且發(fā)現(xiàn)多聚在血腫周圍被激活的小膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)〔28〕。研究表明〔29〕，ICH后，IL-6表達(dá)升高，會(huì)刺激纖維蛋白原生成，促進(jìn)IL-1β和TNF的合成，2～3 d時(shí)IL-1β的表達(dá)達(dá)到高峰，導(dǎo)致血管收縮、凝血酶降低，加重血腫擴(kuò)大。而IL-10具有抗炎與免疫抑制的作用，主要由淋巴細(xì)胞、血管平滑肌細(xì)胞等產(chǎn)生的一種細(xì)胞因子，可通過(guò)抑制IL-1、IL-6、TNF-α等表達(dá)，從而起到抗炎作用。

這些在腦損傷后細(xì)胞釋放的炎癥介質(zhì)和其下游的炎癥因子，會(huì)促使血腫再次擴(kuò)大，導(dǎo)致血腫周圍組織損傷，大量神經(jīng)細(xì)胞死亡和血腦屏障的破壞，引起繼發(fā)性損傷。因此，有效地控制繼發(fā)性炎癥反應(yīng)是ICH神經(jīng)保護(hù)治療的關(guān)鍵所在，更加深入地探索炎癥反應(yīng)在血腫清除中的作用，將可能為ICH的治療提供新的途徑。

綜上，血腫清除是治療ICH的始動(dòng)環(huán)節(jié)。在血腫產(chǎn)生并清除的過(guò)程中，增強(qiáng)小膠質(zhì)細(xì)胞的吞噬能力，抑制小膠質(zhì)細(xì)胞的過(guò)度活化，調(diào)控在小膠質(zhì)細(xì)胞中表達(dá)的蛋白或受體，促進(jìn)血腫產(chǎn)物的清除及炎癥反應(yīng)的阻斷，都是加快血腫吸收的關(guān)鍵所在。因此，從以上幾方面出發(fā)會(huì)為ICH后血腫清除和繼發(fā)性損傷提供新的治療思路。今后，我們也將在ICH后血腫清除機(jī)制方面進(jìn)行更深入地研究與探索，進(jìn)一步明確血腫清除機(jī)制，找到更好地治療手段。