白三烯B4/白三烯B4 受體通路在腦缺血損傷發(fā)生機制中的研究進展

李慧敏 向凈勻 吳 杰 王 琰 周 爽 史永恒 王 川 王 斌

陜西中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院中藥藥理教研室，陜西咸陽 712046

腦缺血是指腦循環(huán)血流量減少造成缺血缺氧的中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病，腦缺血損傷后產(chǎn)生級聯(lián)反應(yīng)，包括很多生理和病理環(huán)節(jié)，其中過度的炎癥反應(yīng)是導(dǎo)致腦缺血損傷后組織壞死和繼發(fā)性損傷的主要原因[1-3]。炎癥細胞因子、趨化因子和黏附因子表達增加，白細胞聚集釋放大量的炎癥因子和氧自由基，血腦屏障破壞，繼發(fā)性致腦水腫、腦出血和神經(jīng)功能損傷[4]。有學(xué)者對腦缺血炎癥損傷過程中5-脂氧合酶（5-LOX）通路的作用機制進行研究，但只對半胱氨酰白三烯（CysLTs）及其受體通路進行研究[5-8]，忽視了白三烯B4（LTB4）及其受體通路在腦缺血損傷中的作用。LTB4（[5S，12R]-二羥基-[6Z，8E，10E，14Z]-二十酸）是由5-LOX代謝花生四烯酸（AA）產(chǎn)生的最終產(chǎn)物之一[9]，對中性粒細胞和其他白細胞具有強效的趨化作用。越來越多的證據(jù)表明[10-12]，LTB4 的產(chǎn)生在中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病中性粒細胞浸潤和炎癥發(fā)病機制中起著關(guān)鍵的作用。目前，國內(nèi)外關(guān)于LTB4 在腦缺血損傷中的作用研究較少，通過對已有文獻整理并總結(jié)LTB4 及其受體在腦缺血損傷發(fā)生機制中的作用，以期為后續(xù)研究提供理論依據(jù)。

1 LTB4 的代謝和生理特性

白三烯（LTs）是一種短暫存在但強效的促炎癥脂質(zhì)介質(zhì)，通過5-LOX 在膜磷脂中合成。5-LOX 在5-LOX激活蛋白（FLAP）的作用下代謝AA，生成兩組白三烯CysLTs 和LTB4[13]。谷胱甘肽（GSH）是合成CysLTs 的重要原料，在腦缺血后被迅速消耗[14]，抑制CysLTs 產(chǎn)生，使LTB4 在腦內(nèi)大量積聚。因此，與其他白三烯相比，LTB4 可能在腦缺血病理變化中起主導(dǎo)作用。

LTB4 主要在巨噬細胞、中性粒細胞和肥大細胞中表達，與細胞表面G 蛋白偶聯(lián)受體BLT1 和BLT2 結(jié)合，產(chǎn)生多種細胞內(nèi)信號。LTB4 具有很高的生理活性，激活粒細胞，生成超氧陰離子，對白細胞具有強效的活化作用，刺激白細胞趨化、聚集、釋放氧自由基和溶酶體酶，使血管通透性增加，血管壁收縮[15-16]。這些生理特性被認為加重了缺血引起的細胞損傷。

2 LTB4 的受體分類及表達

目前已知LTB4 的受體有BLT1 和BLT2。BLT1為高親和力受體，主要在白細胞尤其是中性粒細胞、巨噬細胞和嗜酸粒細胞中表達，其主要功能是參與中性粒細胞的化學(xué)趨化過程；BLT1 主要介導(dǎo)LTB4 的趨化，LTB4 通過BLT1 釋放炎癥因子和細胞因子。BLT2為低親和力受體，表達廣泛，在脾臟中表達最高，其次是肝臟、卵巢和外周白細胞；BLT2 介導(dǎo)LTB4 誘導(dǎo)的脫顆粒和超氧陰離子的生成[17]。相比之下，BLT2 存在更具爭議性。據(jù)報道[18]，BLT2 的激活可使活性氧升高，進一步激活核轉(zhuǎn)錄因子（NF-κB）。另一方面，BLT2不參與中性粒細胞的集聚，反而可能在過敏性氣道炎癥中起保護作用[19]。

3 LTB4 在腦缺血損傷發(fā)生機制中的表達

3.1 腦缺血患者LTB4 的表達

馬紅崗等[20-22]通過對不同原因造成缺血性腦卒中患者的血漿進行檢測，檢測結(jié)果均顯示血漿LTB4 水平與缺血性腦卒中密切相關(guān)（P <0.05），建議將血漿LTB4 水平作為缺血性腦卒中早期預(yù)測指標(biāo)。另一研究[23]通過檢測經(jīng)靜脈注射重組組織型纖維蛋白酶原激活劑（rtRA）治療的大腦中動脈梗死患者血清中LTB4 的水平，發(fā)現(xiàn)血清中LTB4 水平峰值大小與初始腦卒中嚴重程度無關(guān)，血清LTB4 水平早期出現(xiàn)且持續(xù)升高與治療后期恢復(fù)程度密切相關(guān)，因此建議將血漿中LTB4 水平作為急性腦卒中患者臨床預(yù)后不良的生物標(biāo)志。方美鳳等[24]對64 例急性腦梗死患者的腦梗死體積和外周血中LTB4、白介素-6（IL-6）水平進行檢測，結(jié)果顯示，LTB4、IL-6 水平與腦梗死體積呈正相關(guān)，即LTB4、IL-6 表達水平越高，梗死體積愈大，腦梗死的炎癥反應(yīng)越強，病情愈嚴重，提示血清LTB4、IL-6 水平對判斷腦梗死患者腦卒中嚴重程度和預(yù)后具有一定的意義。

3.2 腦缺血動物模型LTB4 的表達

在腦卒中模型里[25-26]，中性粒細胞的耗竭已被證明可改善神經(jīng)功能損傷和再灌注損傷，Barone 等[27]研究表明，在腦缺血再灌注模型梗死組織中有大量中性粒細胞的集聚，且梗死組織中LTB4 與其受體結(jié)合量的增加與中性粒細胞浸潤的標(biāo)志物髓過氧物酶（MPO）表達一致，這表明LTB4 受體位于梗死組織中積累的中性粒細胞上。在腦缺血模型[24]前頸動脈注射LTB4可增加梗死組織的體積，皮瓣抑制劑BAY-X1005 和BLT 拮抗劑LY255283 可減少梗死體積；在梗死組織中，中性粒細胞的數(shù)量明顯增加，5-LOX 和LTA4H 免疫陽性在MPO 免疫陽性中性粒細胞中表達。在由分泌性磷脂酶A2（sPLA2）誘導(dǎo)神經(jīng)元損傷的腦缺血體外模型中[28]，發(fā)現(xiàn)LTB4 對神經(jīng)元無毒性作用，但是相應(yīng)LTB4 受體拮抗劑LY293111 具有直接保護神經(jīng)元的作用。這些結(jié)果有力地證明LTB4 在腦缺血中的產(chǎn)生是有害的，可使組織梗死程度惡化，但LTB4 無神經(jīng)元毒性。中性粒細胞分泌LTB4 與BLT 受體結(jié)合，促進中性粒細胞聚集，釋放細胞因子和趨化因子，造成神經(jīng)功能損傷和組織損傷。

4 LTA4H 基因多態(tài)性與腦缺血損傷疾病發(fā)生

通過檢測中國地區(qū)內(nèi)缺血性腦卒中患者LTA4H中的基因單核多態(tài)性（SNP）[29-31]發(fā)現(xiàn)，LTA4H 基因rs6538697 與缺血性疾病顯著相關(guān)（P ＜0.05），rs2660845與缺血性腦卒中可能不相關(guān)，實驗結(jié)果未表現(xiàn)出明顯的差異性（P ＞0.05）。LTA4H 是合成LTB4 的關(guān)鍵酶，LTB4 生物合成途徑的遺傳變異會增加缺血性腦卒中的發(fā)病風(fēng)險，提示LTB4 在缺血性腦卒中的潛在發(fā)病機制中起重要作用，并提示LTB4 生物合成途徑的基因變異可能是影響缺血性腦卒中發(fā)病的因素之一。

5 LTB4/LTB4 受體通路在腦缺血損傷中的發(fā)生機制

根據(jù)目前已有的臨床數(shù)據(jù)顯示，LTB4 與腦缺血損傷疾病密切相關(guān)，其血漿水平可作為預(yù)測腦缺血損傷嚴重程度和臨床不良預(yù)后的檢測因子之一。

目前對LTB4 在腦血管疾病中的作用主要集中在其對中性粒細胞的趨化作用上，但對LTB4 在腦缺血損傷中的作用機制不明確。有研究表明[32-33]，在局灶性腦缺血后神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細胞和巨噬細胞中5-LOX 的表達增加，在中性粒細胞和星形膠質(zhì)細胞中可檢測到LTB4[34-35]。因此腦缺血損傷后LTB4 水平升高可能是由于神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細胞中5-LOX 的活性增加，在腦缺血損傷后使用5-LOX 抑制劑可抑制LTB4 的產(chǎn)生，減輕腦損傷[36]。

抑制腦缺血中LTB4 水平的升高，可降低中性粒細胞的浸潤，改善神經(jīng)功能障礙，減少梗死組織體積，目前大部分腦血管疾病研究都集中在LTB4-BLT1 的作用上。葉振南[37]在神經(jīng)元、小膠質(zhì)細胞和內(nèi)皮細胞中均檢測到BLT1。Barone 等[27]的研究顯示，在中性粒細胞中有LTB4 的受體表達。因此，推測在腦缺血發(fā)生后LTB4 的作用如下（圖1）：在缺血缺氧的條件下，中性粒細胞釋放LTB4 與內(nèi)皮細胞及其表面LTB4 受體結(jié)合，釋放炎癥因子和細胞因子使血管通透性增加；同時炎癥因子刺激神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細胞和小膠質(zhì)細胞產(chǎn)生LTB4 并引起中性粒細胞聚集，中性粒細胞通過“呼吸大爆發(fā)”產(chǎn)生氧自由基造成神經(jīng)功能損傷，并分泌炎癥因子等，造成腦缺血繼發(fā)性損傷，如腦水腫、血腦屏障破壞等。值得注意的是，LTB4 不具有神經(jīng)毒性，所以其不直接參與腦缺血后神經(jīng)功能損傷。

圖1 LTB4-BLT 軸在腦缺血損傷中的作用

在目前研究中LTB4 受體均指BLT1，與BLT2 相比，LTB4 優(yōu)先于BLT1 結(jié)合，兩者親和力相差20 倍[17]，所以BLT1 輸入更加重要。一項腦出血模型研究表明[38]，在腦出血后BLT1 和BLT2 表達水平迅速上升，但BLT1上調(diào)的幅度更大；此外與野生小鼠相比，BLT1敲除小鼠中性粒細胞浸潤明顯較少，血腫體積無明顯變化。遺憾的是，并未對BLT2 敲除小鼠進行研究，但在病理性高濃度的LTB4 下（如腦缺血），BLT2 介導(dǎo)的反應(yīng)可能會更加明顯。

LTB4 在腦缺血損傷后的組織壞死及繼發(fā)性損傷如腦水腫、神經(jīng)功能損傷和血腦屏障破壞等炎癥病理過程中起關(guān)鍵的調(diào)節(jié)作用。抑制LTB4 的作用在治療腦缺血損傷中有重要的意義，相比5-LOX 抑制劑，BLTR 拮抗劑專一性強且更為有利，因為5-LOX 的下游代謝產(chǎn)物如脂氧素A4 和消退素E1 也可抑制中性粒細胞的趨化反應(yīng)[39-40]。

綜上，深入研究靶向LTB4-BLTR 軸在腦缺血損傷后炎癥反應(yīng)中的作用及機制，可尋找新的有效治療腦缺血損傷的藥物。