Eph/Ephrin 家族蛋白在神經(jīng)系統(tǒng)疾病中作用的研究進(jìn)展

陳潔，范瑞明

遵義醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院，貴州遵義563000

產(chǎn)生促紅細(xì)胞生成素的肝細(xì)胞（Eph）受體是受體酪氨酸激酶（RTKs）的一個(gè)亞家族［1］，可與其鄰近細(xì)胞表面相關(guān)的肝配蛋白（Ephrin）配體結(jié)合，其形成的雙向信號(hào)已成為細(xì)胞間接觸依賴性通信的主要形式。Eph/Ephrin復(fù)合物的形成可啟動(dòng)雙向信號(hào)傳導(dǎo)，作用于 Eph 和 Ephrin 表達(dá)細(xì)胞，由 Eph 受體和Ephrin配體激活而直接啟動(dòng)的信號(hào)通路分別稱為正向信號(hào)通路和反向信號(hào)通路［2］。研究發(fā)現(xiàn)，Eph/Ephrin家族蛋白參與了機(jī)體炎癥、腫瘤、損傷等多種病理及生理過(guò)程［3-5］。本研究對(duì) Eph/Ephrin 家族蛋白在神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的作用作一綜述，為尋找新的神經(jīng)系統(tǒng)疾病治療靶點(diǎn)提供依據(jù)。

1 Eph/Ephrin家族蛋白在脊髓損傷中的作用

EphA4受體被視為神經(jīng)再生的抑制劑。最近的一項(xiàng)研究表明，脊髓損傷后EphA4 受體在受損的皮質(zhì)脊髓軸突和反應(yīng)性星形膠質(zhì)細(xì)胞中積聚［6］。該研究表明，對(duì)EphA4 基因敲除小鼠和大鼠脊髓鞘內(nèi)注射EphA4 拮抗肽后，EphA4 正向信號(hào)通路在損傷后軸突回縮中發(fā)揮作用，并且阻礙軸突的萌動(dòng)、再生和行為恢復(fù)［6］。分析原因，這可能是由于軸突中的EphA4 與反應(yīng)性星形膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)Ephrin-B2 和髓鞘表達(dá)Ephrin-B3 互相作用的結(jié)果。膠質(zhì)瘢痕形成是軸突再生的重要阻礙，可能與反應(yīng)性星形膠質(zhì)細(xì)胞中的EphA4 有關(guān)，抑制EphA4 的作用可用于脊髓損傷的治療。近年來(lái)關(guān)于Eph/Ephrin 家族蛋白在神經(jīng)發(fā)育和修復(fù)中相關(guān)作用的研究取得了一定的進(jìn)展，一個(gè)單獨(dú)的Eph 受體或Ephrin 配體可以通過(guò)不同信號(hào)機(jī)制影響多個(gè)過(guò)程，提示Eph/Ephrin 系統(tǒng)具有很高的復(fù)雜性和多功能性。

2 Eph/Ephrin 家族蛋白在外傷性腦損傷（TBI）中的作用

TBI 是一種破壞性疾病，當(dāng)外部機(jī)械力對(duì)大腦造成傷害時(shí)，會(huì)導(dǎo)致功能障礙，最初的功能障礙可能是由于組織撕裂、出血和其他物理?yè)p傷所致［7］。大多數(shù)TBI 的內(nèi)在原因是血管和血腦屏障（BBB）破壞，會(huì)引起血腫和腦水腫，也會(huì)導(dǎo)致繼發(fā)性損傷的病理學(xué)改變以及整體的神經(jīng)功能障礙［8］。腦內(nèi)皮細(xì)胞（ECS）和外周細(xì)胞丟失也會(huì)導(dǎo)致BBB 的血管滲漏和破裂，并同時(shí)伴隨著較大或親水循環(huán)蛋白外滲以及缺氧［9］。EphrinB2 參與了血管壁組成和外周細(xì)胞的相互作用［10］，而EphB4 參與了內(nèi)皮祖細(xì)胞（EPCs）的血管生成反應(yīng)［11］。最近一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，Eph 受體在創(chuàng)傷性中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS）損傷后有促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞凋亡的作用，并被歸類為更大的“依賴性受體”家族的新成員［12-13］。當(dāng)配體存在時(shí)，這些受體可以通過(guò)誘導(dǎo)配體介導(dǎo)的正向信號(hào)來(lái)促進(jìn)正常的組織發(fā)育和組織穩(wěn)態(tài)［14］。該研究證明，EphB3 信號(hào)是急性創(chuàng)傷性中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷后BBB 完整性的重要負(fù)調(diào)節(jié)因子，阻斷EphB3 信號(hào)可促進(jìn)BBB 的恢復(fù)，也證明了 Ephrin 與 EphB3 相互作用，以調(diào)節(jié) TBI 后 BBB 的穩(wěn)定性［14］。這些研究為開(kāi)發(fā)TBI 的靶向藥物提供了理論基礎(chǔ)，并有利于制定以Eph/Ephrin 為基礎(chǔ)的治療策略。

3 Eph/Ephrin家族蛋白在神經(jīng)變性疾病中的作用

帕金森病是一種以運(yùn)動(dòng)和認(rèn)知癥狀為特征的神經(jīng)退行性疾病，Eph/Ephrin 系統(tǒng)可能參與了帕金森病的病變過(guò)程［15］。在大鼠帕金森模型中，EphrinA1配體的可溶性形式EphrinA1 FC 可促進(jìn)大鼠大腦中多巴胺能神經(jīng)元的再生，包括EphB1 在內(nèi)的幾個(gè)Eph 受體中的單核苷酸多態(tài)性也與帕金森病具有相關(guān)性［16］。肌萎縮側(cè)索硬化癥（ALS）是一種進(jìn)行性加重的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元變性疾病，而EphA4 可以被視為一種修飾基因，進(jìn)一步推進(jìn)ALS 的病情進(jìn)展［17］。研究表明，減少EphA4 表達(dá)或藥物抑制EphA4-Ephrin 相互作用可減輕ALS 動(dòng)物模型的臨床癥狀，提示其對(duì)ALS患者可能具有一定的治療作用［16］。

4 Eph/Ephrin 家族蛋白在血管性癡呆（VD）中的作用

VD是最常見(jiàn)的癡呆類型之一，由于患者腦血流減少而逐漸影響認(rèn)知能力［18］。缺血性腦卒中是VD的一個(gè)重要危險(xiǎn)因素，可導(dǎo)致VD 患者病死率和發(fā)病率升高［19］。缺血性腦卒中可引起B(yǎng)BB 損傷和腦血管源性水腫，從而引發(fā)認(rèn)知障礙，這一病理過(guò)程包括氧化應(yīng)激、炎癥、細(xì)胞凋亡和興奮毒性［20］。因此，抑制BBB 損傷可能有助于預(yù)防缺血性卒中和卒中后癡呆。研究顯示，炎癥過(guò)程參與了缺血性卒中的病理過(guò)程，可導(dǎo)致BBB 損傷［21］。而EphrinA1/EphA4信號(hào)通路對(duì)單核細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞之間的黏附具有重要作用，說(shuō)明其可能在炎癥刺激過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用［22］。在小鼠缺血再灌注模型中，激活EphrinA1/EphA4信號(hào)通路可誘導(dǎo)小鼠腦組織神經(jīng)細(xì)胞凋亡和腦損傷，而EphA4-Fc預(yù)處理可顯著降低缺血再灌注小鼠的腦組織神經(jīng)細(xì)胞凋亡，表明缺血誘導(dǎo)的神經(jīng)細(xì)胞死亡可能是由于EphrinA1 激活EphA4 受體所致，提示EphrinA1/EphA4信號(hào)通路參與了小鼠缺血再灌注后的腦損傷。因此，在缺血性卒中早期抑制EphrinA1/EphA4 信號(hào)通路可減輕腦損傷和神經(jīng)元丟失，并抑制BBB 損傷，從而延緩VD 的發(fā)生和發(fā)展。

5 Eph/Ephrin 家族蛋白在中樞神經(jīng)系統(tǒng)脫髓鞘疾病中的作用

髓鞘由少突膠質(zhì)細(xì)胞形成，是中樞神經(jīng)系統(tǒng)脫髓鞘疾?。廴缍喟l(fā)性硬化（MS）］的靶點(diǎn)，而MS 患者多存在髓鞘化不完全［23］。再髓鞘化的成功發(fā)生依賴于髓鞘碎片的吞噬清除，但在髓鞘碎片中，作為少突膠質(zhì)細(xì)胞（OPC）分化和抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS）再髓鞘化的有效選擇性抑制劑尚未可知。最近一項(xiàng)研究采用蛋白質(zhì)分析與初級(jí)嚙齒動(dòng)物OPC 檢測(cè)相結(jié)合的方法，確定跨膜信號(hào)蛋白EphrinB3 是抑制CNS再髓鞘化的重要介質(zhì)［24］。對(duì)再髓鞘化大鼠注射EphrinB3 可抑制其再髓鞘化，而使用抗體掩蓋Eph?rinB3 表位則可促進(jìn)其再髓鞘化；該研究證明，再髓鞘化抑制劑可抑制MS 患者OPC 分化，而抗體介導(dǎo)的 EphrinB3 表位掩蔽可促進(jìn) OPC 分化［24］。因此，EphrinB3可能是促進(jìn)CNS脫髓鞘疾病患者再髓鞘化的相關(guān)靶點(diǎn)。

6 Eph/Ephrin 家族蛋白在膠質(zhì)母細(xì)胞瘤（GBM）中的作用

在EphA/EphrinA 家族蛋白中，很多研究重點(diǎn)探討的是EphA2和EphrinA1在GBM中的作用，這為我們未來(lái)治療GBM提供了新思路。研究表明，GBM細(xì)胞中的EphrinA1 可激活EphA2 可觸發(fā)信號(hào)事件，如抗增殖和抗侵襲信號(hào)通路，從而發(fā)揮與腫瘤抑制因子相同的作用［25］。此外，EphA4 表達(dá)與腫瘤分級(jí)升高有關(guān)。FUKAI等［26］表明，在GBM 細(xì)胞中EphA4可與成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體1（FGFR1）形成異質(zhì)受體復(fù)合物，EphA4-FGFR1 復(fù)合物可增強(qiáng)FGFR 介導(dǎo)的下游信號(hào)，如 AKT/MAPK、Rac1 和 Cdc42 信號(hào)通路，從而促進(jìn)GBM 細(xì)胞增殖和侵襲。由此看來(lái)，Eph/Ephrin 家族蛋白參與了GBM 的發(fā)生與發(fā)展，靶向調(diào)控Eph/Ephrin 系統(tǒng)可能會(huì)為GBM 患者的治療提供新線索。

7 Eph/Ephrin家族蛋白在腦血管病中的作用

Eph/Ephrin家族蛋白在腦血管病的發(fā)生中同樣具有重要作用。研究表明，腦卒中后反應(yīng)性星形膠質(zhì)細(xì)胞的EphrinA5 表達(dá)上調(diào)，并可能通過(guò)EphA4 而抑制芽生式軸突連接和運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)［27］。另一項(xiàng)研究也表明，EphA2 可以直接加重缺血性腦損傷后的BBB 破壞和神經(jīng)元凋亡［28］。因此，抑制 EphA4 和其他類似的Eph受體可能對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)損傷后的功能恢復(fù)和神經(jīng)元再生具有重要意義。蛛網(wǎng)膜下腔出血（SAH）患者死亡的主要原因是早期腦損傷，有研究顯示EphA4 可通過(guò)Ephexin-1/Rock2 通路加重BBB破壞及神經(jīng)元凋亡，使得SAH 患者早期腦損傷加重［29］。目前，Eph/Ephrin 參與腦血管病發(fā)展的相關(guān)機(jī)制受到越來(lái)越多學(xué)者的廣泛關(guān)注，Eph/Ephrin 家族蛋白中是否還有其他成員參與，仍需后續(xù)研究來(lái)驗(yàn)證；同時(shí)也啟發(fā)我們，可通過(guò)有效手段調(diào)控Eph/Ephrin信號(hào)通路，從而進(jìn)行神經(jīng)保護(hù)性治療。

綜上所述，Eph/Ephrin 家族蛋白在神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)生發(fā)展中具有重要作用，其參與了脊髓再生修復(fù)、BBB穩(wěn)定性、神經(jīng)元再生、中樞神經(jīng)再髓鞘化、抑制GBM 細(xì)胞增殖和侵襲等，從而對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的病理生理過(guò)程產(chǎn)生重要影響。因此，深入了解Eph/Ephrin信號(hào)通路是如何通過(guò)受體—配體間的相互作用調(diào)控細(xì)胞生理活動(dòng)，探討其在機(jī)體病理生理過(guò)程中的作用，將是今后研究的重點(diǎn)內(nèi)容。