小膠質(zhì)細(xì)胞表面TREM2受體對缺血性腦卒中的免疫調(diào)節(jié)機(jī)制

吳 娟，劉 沖，張 艷

小膠質(zhì)細(xì)胞是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的主要免疫細(xì)胞，在神經(jīng)發(fā)育中扮演著重要的角色，而且在機(jī)體穩(wěn)態(tài)、損傷或病理狀態(tài)下也發(fā)揮著重要的作用。小膠質(zhì)細(xì)胞表面的髓樣細(xì)胞觸發(fā)受體2（triggering receptor expressed on myeloid cells 2，TREM2）是免疫球蛋白超家族的成員之一，是一種跨膜細(xì)胞免疫調(diào)節(jié)受體，它參與了小膠質(zhì)細(xì)胞的增殖、存活、遷移、吞噬及炎癥調(diào)節(jié)等功能。對TREM2的研究多集中在神經(jīng)退行性疾病[1]，包括阿爾茲海默病(AD)，Nasu-Hakola病(NHD)，肌萎縮側(cè)索硬化癥(ALS)等，最近發(fā)現(xiàn)TREM2在缺血性腦卒中中也發(fā)揮著重要的作用。TREM2的表達(dá)增加可以減輕腦缺血再灌注損傷，有助于神經(jīng)功能的恢復(fù)[2-3]，這可能和TREM2可以調(diào)節(jié)缺血后的炎癥反應(yīng)，介導(dǎo)小膠質(zhì)細(xì)胞向髓鞘碎片和凋亡細(xì)胞的遷移和吞噬有關(guān)。因此，深入研究TREM2的免疫調(diào)節(jié)機(jī)制，可能對改善缺血性腦卒中的預(yù)后有著重要的意義。

1 小膠質(zhì)細(xì)胞與TREM2

小膠質(zhì)細(xì)胞是大腦內(nèi)固有的免疫細(xì)胞，是中樞神經(jīng)系統(tǒng)防御損傷的第一道防線，在大腦免疫反應(yīng)中起著至關(guān)重要的作用。小膠質(zhì)細(xì)胞與其他髓樣細(xì)胞一樣,它們能夠轉(zhuǎn)化為吞噬細(xì)胞，因此被稱為“腦巨噬細(xì)胞”。迄今為止,許多研究已經(jīng)闡明了小膠質(zhì)細(xì)胞在缺血性腦卒中的病理機(jī)制中的作用。它既具有趨化性，又可分泌促炎性和抗炎性細(xì)胞因子、生長因子、趨化因子、蛋白酶和神經(jīng)營養(yǎng)蛋白[4-5]。目前，對小膠質(zhì)細(xì)胞的調(diào)控已作為缺血性腦卒中一種新的治療靶點(diǎn)。

隨著對Nasu-Hakola病（多囊性脂膜性骨增生伴硬化性白質(zhì)腦?。┑难芯?，人們開始認(rèn)識到TREM2在小膠質(zhì)細(xì)胞功能中的重要性。TREM2是一種分子量為26kDa的單程跨膜受體，由細(xì)胞外V型免疫球蛋白（Ig）結(jié)構(gòu)域、賴氨酸殘基的跨膜區(qū)以及無任何轉(zhuǎn)導(dǎo)活化信號作用的短細(xì)胞質(zhì)尾巴3部分構(gòu)成，在腦組織中，僅表達(dá)于小膠質(zhì)細(xì)胞。TREM2的末端為短的胞漿尾巴（195～230 aa），缺少信號傳導(dǎo)或運(yùn)輸?shù)幕?，而DAP12包含酪氨酸激活基序（ITAM），TREM2與DAP12結(jié)合后可介導(dǎo)下有信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)，從而影響小膠質(zhì)細(xì)胞活化、功能、存活和吞噬作用[3,6]。TREM2的胞外域經(jīng)由整合素和金屬蛋白酶處理后，形成可溶性的TREM2（sTREM2）釋放到胞外[7]，不依賴于TREM2來調(diào)節(jié)神經(jīng)元與周圍微環(huán)境之間的相互作用。研究表明sTREM2可通過局部組織中的蛋白水解產(chǎn)生然后再穿過受損的血腦屏障后進(jìn)入腦脊液[8]，所以在一些神經(jīng)退行性疾病中，可觀察到腦脊液中的sTREM2升高，因此提出sTREM2可作為AD的炎癥生物標(biāo)記物，但是在缺血性腦卒中中的作用尚不明確，有待進(jìn)一步研究。而TREM2通過影響小膠質(zhì)細(xì)胞的功能，對缺血性腦卒中的免疫調(diào)節(jié)起著至關(guān)重要的作用。

2 TREM2對缺血性腦卒中的免疫調(diào)節(jié)功能

2.1 調(diào)節(jié)吞噬功能 清除腦損傷后的細(xì)胞碎片是促進(jìn)組織恢復(fù)動態(tài)平衡及正常功能恢復(fù)的重要機(jī)制。小膠質(zhì)細(xì)胞的吞噬作用，依賴細(xì)胞表面和下游信號通路表達(dá)的特定受體介導(dǎo)。一般來說，有兩種不同的受體類型，一種是對外來微生物病原體具有高親和力的受體，例如Toll樣受體（TLR）；另一種是可以識別凋亡的細(xì)胞物質(zhì)的受體，例如TREM2。除了這兩種類型受體，F(xiàn)c受體、補(bǔ)體受體、G蛋白偶聯(lián)6（P2RY6）、巨噬細(xì)胞抗原復(fù)合物2（MAC-2）等也參與了急、慢性腦損傷后小膠質(zhì)細(xì)胞對折疊錯誤、凋亡細(xì)胞和死亡神經(jīng)元的清除。Kawabori等[9]對小鼠進(jìn)行腦缺血造模實(shí)驗評估其神經(jīng)功能及梗塞體積，發(fā)現(xiàn)與野生型小鼠相比，TREM2-KO小鼠的神經(jīng)功能恢復(fù)差，梗塞體積大，幾乎沒有發(fā)現(xiàn)泡沫巨噬細(xì)胞。說明TREM2的缺乏加重了腦缺血性損傷，并且使吞噬功能受損。體外實(shí)驗時，發(fā)現(xiàn)TREM2缺失的小膠質(zhì)細(xì)胞，對受損細(xì)胞的吞噬作用明顯減弱。由于參與缺血性腦卒中病理過程的髓樣細(xì)胞既包括腦中的小膠質(zhì)細(xì)胞，也包括循環(huán)中的巨噬細(xì)胞，為了判斷在體內(nèi)是否仍然是小膠質(zhì)細(xì)胞上表達(dá)的TREM2起作用。Kurisu等[3]制備骨髓嵌合小鼠后進(jìn)行腦缺血實(shí)驗，發(fā)現(xiàn)與腦內(nèi)TREM2敲除的兩組小鼠（即TREM2-KO小鼠為受體，野生型和TREM2-K0小鼠為供體）相比，腦內(nèi)TREM2表達(dá)正常的兩組小鼠（即野生型小鼠為受體，野生型和TREM2-K0小鼠為供體）在行為學(xué)測試中表現(xiàn)更好，梗死體積小；與腦內(nèi)TREM2正常表達(dá)的小鼠比，腦內(nèi)TREM2敲除的小鼠激活的髓樣細(xì)胞數(shù)量和吞噬細(xì)胞數(shù)量減少，提示小膠質(zhì)細(xì)胞上表達(dá)的TREM2在缺血性腦卒中發(fā)病機(jī)制中起著關(guān)鍵的作用。Takahashi等[10]用慢病毒上調(diào)TREM2的表達(dá)后，小膠質(zhì)細(xì)胞的吞噬功能增強(qiáng)，并抑制了小膠質(zhì)細(xì)胞的促炎作用?？傊?，小膠質(zhì)細(xì)胞表面TREM2受體的表達(dá)促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)揮吞噬作用，并對缺血性腦損傷有著神經(jīng)保護(hù)功能。

2.2 調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細(xì)胞表型 當(dāng)腦缺血發(fā)作后，小膠質(zhì)細(xì)胞被激活并極化成兩種表型：M1型和M2型。M1型小膠質(zhì)細(xì)胞分泌腫瘤壞死因子-α（TNF-α），白細(xì)胞介素-1β（IL-1β），γ-干擾素（IFN-γ），白細(xì)胞介素-6（IL-6），誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（iNOS）和蛋白水解酶等介質(zhì)，引發(fā)免疫炎癥級聯(lián)反應(yīng)，加重組織損傷；M2型小膠質(zhì)細(xì)胞分泌白細(xì)胞介素-10（IL-10）、白細(xì)胞介素-4（IL-4）、精氨酸酶-1（Arg-1）血管內(nèi)皮生長因子、神經(jīng)生長因等，抑制炎癥反應(yīng)，促進(jìn)血管形成，組織修復(fù)[11]。動物研究表明，TREM2沉默后，誘導(dǎo)促炎因子TNF-α和IL-1β的表達(dá)，并抑制了抗炎因子IL-10的表達(dá)，導(dǎo)致梗塞體積增加，神經(jīng)元凋亡增多[2]。為了驗證TREM2是否通過調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細(xì)胞的表型參與腦缺血后的炎癥反應(yīng)。Zhai等[12]先用脂多糖/干擾素-γ（M1觸發(fā)器）誘導(dǎo)小膠質(zhì)細(xì)胞的M1表型，發(fā)現(xiàn)iNOS表達(dá)增加，TREM2表達(dá)減少。相反，IL-4/IL-13（M2觸發(fā)器）誘導(dǎo)小膠質(zhì)細(xì)胞的M2表型，結(jié)果顯示Argv1和TREM2的表達(dá)顯著增加。這些數(shù)據(jù)表明，具有M1表型的細(xì)胞TREM2的表達(dá)水平降低，而在具有M2表型的細(xì)胞中TREM2的表達(dá)水平升高。實(shí)驗進(jìn)一步用慢病毒上調(diào)或下調(diào)TREM2的表達(dá)，氧-葡萄糖剝奪后，在TREM2-shRNA組，iNOS和IL-6升高，TREM2載體組，Arg-1和腦源性神經(jīng)生長因子升高。這些結(jié)果提示TREM2可能參與了小膠質(zhì)表型的極化，并且上調(diào)TREM2的表達(dá)會促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞向M2型極化，抑制炎癥，促進(jìn)缺血后神經(jīng)功能的恢復(fù)。

2.3 抑制TLR介導(dǎo)的促炎反應(yīng) Toll樣受體（TLR）是一種跨膜蛋白，以模式識別受體為特征，是引發(fā)炎癥反應(yīng)的關(guān)鍵因素。Turnbull等[13]分離野生型小鼠和TREM2-KO小鼠的巨噬細(xì)胞，然后用TLR4激動劑脂多糖（LPS）刺激，發(fā)現(xiàn)從TREM2-KO小鼠分離的巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的促炎介質(zhì)增加，說明TREM2可負(fù)調(diào)控TLR反應(yīng)[14-15]，但是具體調(diào)節(jié)機(jī)制尚不清楚，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，TREM2是通過接頭蛋白抑制TLR的反應(yīng)。LPS與TLR4結(jié)合可激活ERK通路，導(dǎo)致促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生[16]。TREM2可抑制ERK磷酸化，但當(dāng)LAB缺乏的情況下LPS刺激，ERK磷酸化增加[17]，可能是TREM2通過LAB發(fā)出的信號限制了ERK或TLR信號所需的其他信號分子，或者是LAB依賴的Cbl介導(dǎo)的泛素化降低了激活TLR通路所需的激酶水平[18]。抑制TLR信號的另一個途徑是LPS刺激后，DOK3磷酸化，與DAP12結(jié)合，并與Grb2和Sos1相互作用，抑制TLR反應(yīng)[19]。但是TREM2與TLR之間的相互作用對缺血性腦卒中的作用仍需要進(jìn)一步研究。體外實(shí)驗，DAP12過表達(dá)可抑制LPS誘導(dǎo)的星形膠質(zhì)細(xì)胞NF-κB的活化，從而降低促炎反應(yīng)。此外，缺血性腦損傷后14 d在缺血性半暗帶內(nèi)觀察到星形膠質(zhì)細(xì)胞中TREM2的表達(dá)。這些結(jié)果表明，星形膠質(zhì)細(xì)胞中TREM2的表達(dá)通過降低NF-κB的活化來負(fù)向調(diào)節(jié)TLR4介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)[20]。TREM2在小膠質(zhì)細(xì)胞的表達(dá)幾乎是星形膠質(zhì)細(xì)胞的400倍，在缺血性腦卒中中，對于TREM2抑制TLR反應(yīng)的機(jī)制需要進(jìn)一步研究。

2.4 影響小膠質(zhì)細(xì)胞活化和增殖 在中樞神經(jīng)系統(tǒng)出現(xiàn)損傷或疾病時，小膠質(zhì)細(xì)胞做出相應(yīng)的反應(yīng)從“靜止”狀態(tài)轉(zhuǎn)化為“激活”狀態(tài)，從而發(fā)揮作用。在缺血后的第7 d，與野生型小鼠相比，TREM2-KO小鼠的神經(jīng)膠質(zhì)瘢痕中發(fā)現(xiàn)較少的Iba1陽性的小膠質(zhì)細(xì)胞[21]。說明TREM-KO后會減弱小膠質(zhì)細(xì)胞的活化或者TREM2-KO導(dǎo)致小膠質(zhì)細(xì)胞基線缺陷。但是Kurisu等[3]發(fā)現(xiàn)在TREM2-KO小鼠和野生型小鼠非缺血性腦中小膠質(zhì)細(xì)胞計數(shù)是相似的，說明TREM2的缺乏只導(dǎo)致小膠質(zhì)細(xì)胞活化減弱，而并未影響細(xì)胞數(shù)量。缺血性腦卒中會導(dǎo)致，周圍的小膠質(zhì)細(xì)胞和巨噬細(xì)胞向缺血病變周圍聚集，因此，TREM2的缺失減弱小膠質(zhì)細(xì)胞的活化可能是因為TREM2還可以調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細(xì)胞的遷移能力。Mazaheri等[22]向小鼠顱內(nèi)注射凋亡神經(jīng)細(xì)胞6 h后將其處死并固定切片，用小膠質(zhì)細(xì)胞特異性抗體標(biāo)記，與野生型小鼠相比，TREM2-KO小鼠的凋亡神經(jīng)元周圍的成簇小膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)量顯著減少，說明TREM2的缺失削弱了小膠質(zhì)細(xì)胞對損傷的反應(yīng)，并抑制發(fā)出趨化作用的信號。TREM2的缺乏可以抑制小膠質(zhì)細(xì)胞的增殖[23]。與對照組相比，TREM2沉默的小膠質(zhì)細(xì)胞的活化減少，細(xì)胞周期也停在了G1/S檢查點(diǎn)[24]。說明TREM2可能通過調(diào)節(jié)參與細(xì)胞周期控制的蛋白質(zhì)，調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細(xì)胞增殖。

3 總結(jié)

小膠質(zhì)細(xì)胞在缺血性腦血管病中是一把雙刃劍[11]，既可以分泌促炎因子，加重神經(jīng)損傷，也可以分泌神經(jīng)營養(yǎng)因子，促進(jìn)缺血性損傷的修復(fù)。TREM2不僅可以促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞吞噬細(xì)胞碎片，調(diào)節(jié)小膠質(zhì)表型由促炎型轉(zhuǎn)為抗炎型，還可以抑制TLR介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)，對于小膠質(zhì)細(xì)胞的活化和增殖也有著重要的作用。因此，上調(diào)TREM2的表達(dá)，可以使小膠質(zhì)細(xì)胞更好的發(fā)揮抗炎吞噬作用，從而有利于腦缺血性損傷的修復(fù)。已有研究表明，用TREM2激動劑熱休克蛋白60（HSP60）或過表達(dá)TREM2后對缺血性損傷有保護(hù)作用。然而關(guān)于TREM2在缺血性腦卒中不同時間階段的表達(dá)及效應(yīng)器機(jī)制仍需要進(jìn)一步研究，詳細(xì)闡明。總之，TREM2將成為治療缺血性腦卒中的臨床新靶標(biāo)。