SIRT1蛋白調(diào)節(jié)缺血性腦卒中后免疫功能的研究進(jìn)展①

孟 瑤 李文志 (哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院麻醉科,哈爾濱 150086)

腦卒中為當(dāng)前我國中老年人群常見高危疾病，嚴(yán)重危害患者生命安全，給家庭和社會帶來沉重負(fù)擔(dān)。腦卒中分為缺血性腦卒中和出血性腦卒中，缺血性腦卒中更為常見。目前，溶栓和外科手術(shù)是治療缺血性腦卒中的常用方法，但溶栓時間窗狹窄，外科介入治療因麻醉和手術(shù)導(dǎo)致一系列圍術(shù)期并發(fā)癥。因此，尋找有效緩解缺血性腦卒中損傷的方法具有重要臨床意義。

1 缺血性腦卒中后免疫變化

缺血性腦卒中可引起局部炎癥性損傷，損傷后24 h內(nèi)短暫激活免疫系統(tǒng)，后期隨免疫細(xì)胞耗竭及內(nèi)源性調(diào)節(jié)機制活化，急性期的免疫激活轉(zhuǎn)變?yōu)槊庖咭种芠1，2]。

1.1免疫激活 缺血性腦卒中損傷后6～22 h內(nèi)周圍免疫系統(tǒng)中的細(xì)胞因子、趨化因子如CXCL12及炎癥因子水平升高，機體外周免疫功能增強[3]。腦卒中損傷后，血腦屏障被破壞，腦內(nèi)膠質(zhì)細(xì)胞和周圍免疫細(xì)胞激活，募集至受損區(qū)域，發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用[1]。

1.2免疫抑制 缺血性腦卒中損傷后96 h出現(xiàn)脾臟萎縮、淋巴細(xì)胞及炎癥因子數(shù)量減少的免疫抑制現(xiàn)象，抑制機體免疫反應(yīng)，保護(hù)中樞神經(jīng)系統(tǒng)免受自身免疫反應(yīng)損傷，但抗菌防御系統(tǒng)崩潰以及神經(jīng)系統(tǒng)缺陷可提高卒中后感染風(fēng)險，影響患者預(yù)后[2，4]。研究表明，約30%卒中患者發(fā)生卒中后感染，最常見的為肺炎和尿路感染，其中75%卒中后感染于住院3 d后被診斷，表明免疫抑制在腦卒中患者中起關(guān)鍵作用，是影響腦卒中患者臨床預(yù)后的主要并發(fā)癥，也是腦卒中高死亡率的重要原因[5，6]。因此，減緩卒中后免疫抑制是改善缺血性腦卒中預(yù)后的重要方向。

缺血性腦卒中通過過度激活應(yīng)激通路，包括下丘腦-垂體-腎上腺(hypothalamic pituitary adrenal,HPA)軸和交感神經(jīng)系統(tǒng)(sympathetic nervous system,SNS)誘導(dǎo)免疫抑制[7]。研究表明，腦卒中后患者兒茶酚胺和皮質(zhì)醇水平與卒中后感染發(fā)生率呈正相關(guān)[8]。Wong等[9]認(rèn)為，激活免疫反應(yīng)或阻斷應(yīng)激通路可恢復(fù)免疫功能，防止感染，縮短腦卒中患者恢復(fù)期。隨抗生素耐藥性問題日益嚴(yán)重，通過免疫調(diào)節(jié)治療缺血性腦卒中后免疫抑制具有前景。

1.3免疫系統(tǒng)變化機制 缺血性腦卒中損傷后，中樞神經(jīng)系統(tǒng)通過復(fù)雜的體液和神經(jīng)通路引發(fā)免疫功能變化，包括SNS、副交感神經(jīng)系統(tǒng)和HPA軸[10]。缺血性腦卒中引發(fā)炎癥損傷后，腎上腺素能神經(jīng)末梢過度活化，誘導(dǎo)SNS活化，腎上腺髓質(zhì)和神經(jīng)末梢分泌兒茶酚胺，作用于免疫細(xì)胞β-腎上腺素能受體，降低炎癥因子如腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor,TNF)-α水平，提高抗炎因子如IL-10表達(dá)[11]。同時，迷走神經(jīng)被刺激，促進(jìn)去甲腎上腺素釋放，激活膽堿能抗炎途徑，調(diào)節(jié)大腦和全身炎癥反應(yīng)[12]。下丘腦感知促炎癥細(xì)胞因子產(chǎn)生，分泌過量糖皮質(zhì)激素，影響T細(xì)胞功能，減少干擾素(interferon，IFN)-γ產(chǎn)生并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，同時影響單核細(xì)胞功能，促進(jìn)IL-10分泌[13]。

2 SIRT1蛋白

沉默信息調(diào)節(jié)因子(silent information regulator，SIRT1)是依賴煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)的Ⅲ類組蛋白去乙?；?，在缺血性腦卒中損傷中起免疫調(diào)節(jié)作用。

2.1SIRT1的免疫調(diào)節(jié)作用 SIRT1蛋白通過去乙酰化關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子直接調(diào)控免疫應(yīng)答，同時通過代謝途徑間接調(diào)控免疫應(yīng)答，在炎癥反應(yīng)中發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用，減緩免疫抑制。

2.1.1SIRT1的直接免疫調(diào)控途徑 SIRT1作用于去乙酰化免疫應(yīng)答通路上的關(guān)鍵因子，通過免疫通路直接調(diào)控免疫應(yīng)答。SIRT1可負(fù)調(diào)節(jié)NF-κB轉(zhuǎn)錄，促進(jìn)NF-κB家族蛋白RelB表達(dá)，誘導(dǎo)IκBα基因表達(dá)，抑制NF-κB/p65活化以減少炎癥因子產(chǎn)生[14]。SIRT1可通過去乙?；缸饔靡种萍せ畹鞍?1(AP-1)轉(zhuǎn)錄活性，下調(diào)其靶基因環(huán)氧合酶-2(COX-2)表達(dá)，減少炎癥反應(yīng)[15]。SIRT1抑制趨化因子受體CCR6表達(dá)，進(jìn)而阻止巨噬細(xì)胞浸潤于炎癥組織[16]。

2.1.2SIRT1的間接免疫調(diào)控途徑 SIRT1蛋白可作為代謝傳感器，通過作用于免疫細(xì)胞的代謝途徑在先天性和適應(yīng)性免疫應(yīng)答中發(fā)揮作用[17]。

SIRT1通過缺氧誘導(dǎo)因子(hypoxia inducible factor，HIF)-1α誘導(dǎo)的糖酵解代謝抑制骨髓來源的抑制細(xì)胞(marrow derived suppressor cells,MDSCs)的功能和分化，SIRT1缺乏可增強M1型MDSC的糖酵解活性并降低M2型MDSC的糖酵解活性，進(jìn)而影響先天性免疫細(xì)胞的激活，調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答[18]。

SIRT1通過依賴mTOR-HIF1α的糖酵解途徑在CD4+T細(xì)胞中調(diào)節(jié)Th9細(xì)胞分化，從而負(fù)調(diào)控IL-9產(chǎn)生，SIRT1蛋白與B細(xì)胞和T細(xì)胞的分化和功能密切相關(guān)，調(diào)節(jié)B細(xì)胞和T細(xì)胞介導(dǎo)的適應(yīng)性免疫應(yīng)答[19]。

2.1.3SIRT1與免疫抑制 SIRT1蛋白對免疫抑制具有調(diào)節(jié)作用。SIRT1可介導(dǎo)小鼠Foxp3賴氨酸的乙?；稽c發(fā)生去乙?；?，影響Foxp3蛋白功能和穩(wěn)定性[20]。Foxp3由調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatory T cells，Treg)表達(dá)，機體發(fā)生免疫抑制時，Treg細(xì)胞可限制針對自身抗原的免疫應(yīng)答。

2.2缺血性腦卒中SIRT1的作用機制 腦缺血再灌注損傷中，SIRT1具有神經(jīng)保護(hù)作用，通過多種信號通路保護(hù)神經(jīng)系統(tǒng)[21]。

SIRT1在缺血性腦卒中損傷中起抗炎、抗凋亡作用。Hernandez-Jimenez等[22]認(rèn)為抑制SIRT1可加劇腦缺血性損傷，由p53和NF-κB乙酰化介導(dǎo)炎癥損傷和細(xì)胞凋亡。Yan等[23]在腦缺血再灌注損傷中發(fā)現(xiàn)高壓氧治療具有神經(jīng)保護(hù)作用，與SIRT1抑制細(xì)胞凋亡相關(guān)，SIRT1使抑制細(xì)胞凋亡的B淋巴細(xì)胞瘤-2(B-cell lymphoma-2，BCL-2)表達(dá)提高，細(xì)胞凋亡因子caspase3表達(dá)降低。

SIRT1在缺血性腦卒中損傷中起抗氧化應(yīng)激作用，在腦缺血再灌注損傷中產(chǎn)生大量自由基引發(fā)神經(jīng)毒性，誘導(dǎo)氧化應(yīng)激產(chǎn)生，加劇腦損傷[24]。白藜蘆醇是常見的SIRT1激動劑，Shin等[25]發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇可促進(jìn)SIRT1、PGC1α表達(dá)，誘導(dǎo)下游超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)2等抗氧化酶生成，起抗氧化應(yīng)激損傷作用。Koronowski等[26]發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇預(yù)處理激活SIRT1，下調(diào)線粒體解偶聯(lián)蛋白2(UCP2)表達(dá)，上調(diào)腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子表達(dá)，提高大腦對缺血的耐受性，保護(hù)大腦免受損傷。

SIRT1在缺血性腦卒中損傷中起DNA修復(fù)作用。Jeong等[27]發(fā)現(xiàn)Ku70作為多功能DNA修復(fù)蛋白之一，通過與斷裂的DNA末端結(jié)合觸發(fā)DNA修復(fù)途徑，而局灶性腦缺血損傷后Ku70蛋白表達(dá)降低，修復(fù)過程被阻礙，SIRT1可調(diào)節(jié)Ku70乙酰化從而調(diào)節(jié)DNA修復(fù)。

SIRT1在缺血性腦卒中損傷中起維持腦血流、調(diào)節(jié)能量代謝及誘導(dǎo)自噬作用。Hattori等[28]發(fā)現(xiàn)SIRT1可使內(nèi)皮細(xì)胞一氧化氮合成酶(eNOS)去乙?；?，激活eNOS-NO系統(tǒng)，介導(dǎo)腦血管保護(hù)，在大腦低灌注狀態(tài)下維持腦血流。Guo等[29]發(fā)現(xiàn)上調(diào)SIRT1表達(dá)，促進(jìn)AMP依賴的蛋白激酶(AMP-activated protein kinase，AMPK)活化，AMPK作為主要的能量代謝調(diào)節(jié)因子可進(jìn)一步調(diào)節(jié)機體能量消耗，促進(jìn)神經(jīng)元存活并減輕大腦缺血性損傷。Wang等[30]發(fā)現(xiàn)在腦缺血期間，由SIRT1介導(dǎo)的煙酰胺磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(NAMPT)可調(diào)節(jié)mTOR-S6K1信號傳導(dǎo)途徑從而誘導(dǎo)自噬，適度的自噬可促進(jìn)神經(jīng)元存活。

在缺血性腦卒中損傷中，SIRT1作為保護(hù)性介質(zhì)，通過多條信號通路減輕腦卒中損傷，緩解患者預(yù)后。Chen等[31]發(fā)現(xiàn)SIRT1通過AMPK-PGC1通路使線粒體活性氧(reactive oxygen species，ROS)產(chǎn)生增加，導(dǎo)致血腦屏障通透性降低，血腦屏障紊亂，引發(fā)腦水腫，導(dǎo)致缺血性腦卒中后神經(jīng)功能障礙和死亡，與既往研究結(jié)論相反。因此，SIRT1對缺血性腦卒中的作用仍需進(jìn)一步研究，尤其是SIRT1對卒中后免疫抑制的作用。

3 小結(jié)與展望

缺血性腦卒中損傷后，免疫功能發(fā)生變化，卒中后免疫抑制增加患者感染風(fēng)險，導(dǎo)致致死率升高。因此，緩解缺血性腦卒中后免疫抑制、恢復(fù)患者免疫功能具有臨床應(yīng)用前景。本課題組近年對缺血性腦卒中損傷神經(jīng)功能保護(hù)方面做了一系列相關(guān)研究，通過電針(electroacupuncture，EA)干預(yù)治療，證實EA可調(diào)節(jié)自主神經(jīng)，并進(jìn)一步說明副交感神經(jīng)活化是EA發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用的重要途徑[32，33]。目前課題組的研究主要集中于EA對缺血性腦卒中后免疫抑制的作用，SIRT1作為免疫調(diào)節(jié)治療腦卒中的靶點，在缺血性腦卒中損傷中發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用，但仍需進(jìn)一步驗證。