Hcy、NF-κB、MCP-1與急性腦梗死關系的研究進展

王瑤 賀雯

1巴彥淖爾市醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，巴彥淖爾 015000；2內(nèi)蒙古醫(yī)科大學，呼和浩特 010000

急性腦梗死是最常見的卒中類型，約占卒中的70%［1］。同型半胱氨酸（homocysteine，Hcy）是動脈粥樣硬化的獨立危險因素［2］，影響缺血性卒中的發(fā)生發(fā)展。近年來，腦缺血再灌注損傷備受人們關注，炎癥機制在其中起關鍵作用。研究發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)功能缺損程度重的急性腦梗死患者Hcy 水平顯著升高，同時血清中炎癥細胞因子表達水平也呈上升趨勢［3］，這說明Hcy可能通過上調(diào)炎癥因子表達參與腦缺血再灌注損傷，但該過程中Hcy 引起炎性致病作用的機制研究仍較少。核因子-κB（nuclear factor-κB，NF-κB）信號通路涉及了腦組織微循環(huán)障礙、炎性反應、細胞凋亡等病理生理過程，而單核細胞趨化蛋白-l（monocyte chemotactic protein-1，MCP-1）是主要的促炎因子，二者與腦缺血后炎癥損傷密切相關。本文就Hcy、NF-κB、MCP-1 與急性腦梗死關系的研究進展予以綜述。

Hcy與急性腦梗死的相關性研究

1、Hcy的特點

Hcy 是含-SH 氨基酸的重要中間產(chǎn)物。人體內(nèi)的Hcy主要通過以下方式代謝［4］。轉(zhuǎn)甲基途徑：甲硫氨酸合酶與輔酶維生素B12結(jié)合，催化Hcy 接受N5-甲基四氫葉酸提供的甲基轉(zhuǎn)化為甲硫氨酸；在甜菜堿-同型半胱氨酸S-甲基轉(zhuǎn)移酶的作用下，Hcy 與甲基結(jié)合生成甲硫氨酸。轉(zhuǎn)硫基途徑：在胱硫醚β-合成酶和輔酶維生素B6的作用下，Hcy與β 羥基丙氨酸合成胱硫醚，部分胱硫醚進一步分解為半胱氨酸。目前Hcy 檢測水平參考區(qū)間為0～15 μmol∕L，Hcy＞15 μmol∕L 為高同型半胱氨酸血癥（hyperhomocysteinemia，HHcy）［5］。

2、Hcy代謝的影響因素

2.1、營養(yǎng)因素 葉酸、維生素B6、維生素B12為Hcy 代謝酶的輔因子或底物，故B 族維生素缺乏會影響代謝酶的活性及Hcy 轉(zhuǎn)化障礙。此外，過量甲硫氨酸攝入亦可導致血漿Hcy 升高。Yahn 等［6］研究顯示，低水平的維生素B12是缺血性卒中的危險因素，補充B 族維生素可以降低HHcy 患者腦梗死發(fā)病。

2.2、遺傳因素 Hcy 的代謝相關酶，如甲硫氨酸合成酶、甲硫氨酸合成還原酶等存在遺傳性缺陷，會致酶活性紊亂，引起HHcy。

2.3、疾病與藥物的影響 當存在甲狀腺功能減退、腎功能異常及慢性消耗性疾病等，Hcy 代謝會受到影響。服用藥物如利尿劑、避孕藥、免疫抑制劑、左旋多巴、甲氨蝶呤、抗癲癇藥等均會對Hcy水平產(chǎn)生影響。

2.4、年齡與性別 研究顯示，Hcy 水平和HHcy 患病率隨年齡增長而增加，而且男性較女性表現(xiàn)出更高的Hcy 水平［7］。導致性別差異的原因可能是男性吸煙、飲酒等不良生活習慣影響B(tài) 族維生素的吸收，使Hcy 代謝酶活性降低；此外女性的葉酸攝入量比男性多，雌性激素可能有促進Hcy代謝的作用。

3、Hcy與急性腦梗死的相關性

3.1、Hcy 與急性腦梗死患者的相關性 早在1969年Hcy 與血管疾病的可能關系就被察覺，此后經(jīng)過研究積累，目前大部分學者認為HHcy 是動脈粥樣硬化和缺血性卒中的獨立危險因素［2］。郭彩花等［8］和韓媛等［9］研究得出急性腦梗死患者血清Hcy 水平顯著高于健康體檢者，提示HHcy升高了急性腦梗死風險。急性腦梗死發(fā)病之所以與HHcy相關，可能與以下幾方面有關：⑴血管內(nèi)皮細胞損傷；⑵血管平滑肌細胞增殖；⑶凝血纖溶系統(tǒng)紊亂；⑷脂質(zhì)代謝障礙；⑸蛋白Hcy化修飾作用［4］。急性腦梗死的主要病理基礎為腦部供血動脈粥樣硬化，已經(jīng)有大量研究證明Hcy 影響頸動脈粥樣硬化的發(fā)生與發(fā)展，進而引起腦梗死的發(fā)生。一項分析Hcy 水平與缺血性卒中TOAST 各亞型、預后的研究顯示，Hcy 對急性腦梗死病因分析具有一定的指導能力，其在大動脈粥樣硬化型患者血清中具有更高表達水平，神經(jīng)功能缺損程度可能更重［10］。分析其原因可能為長期HHcy 刺激炎性反應，引起動脈內(nèi)膜增厚、斑塊的形成與破潰、局部血栓形成等病變，最終造成大腦動脈狹窄或閉塞。

陳小冬等［11］的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：急性腦梗死體積越大的患者，其血清Hcy 水平相對較高，且神經(jīng)功能缺損越重，預后越差。這與郭彩花等［8］的研究結(jié)果大致相同。HHcy 影響急性腦梗死嚴重程度和患者預后恢復的毒性機制仍不完全了解。近年來急性腦梗死再灌注損傷成為廣大研究人員關注的熱點，其中炎癥機制是腦組織缺血再灌注損傷的重要部分。程朝輝等［12］研究炎癥因子與急性腦梗死患者的神經(jīng)恢復情況得出其Hcy 顯著高于健康對照組，且血清炎癥因子水平越高，患者缺血性卒中體積越大，美國國立衛(wèi)生研究院卒中量表（NIHSS）評分越高，與王楠等［3］的研究結(jié)果大體一致，說明Hcy 可能通過上調(diào)炎癥因子表達參與腦缺血再灌注損傷過程，然而對于該過程中Hcy 引起炎性致病作用的相關機制研究仍較少，需進一步研究。

3.2、Hcy 與大腦中動脈阻塞（MCAO）動物模型的相關性 目前已有動物實驗表明：通過Hcy 干預會加劇腦缺血大鼠皮質(zhì)區(qū)神經(jīng)元死亡。我們推測Hcy 可能會促進腦缺血后小膠質(zhì)細胞活化，誘導炎癥因子分泌，從而加劇腦缺血損傷，但目前對于Hcy 引起缺血腦組織炎性反應改變及相關機制的研究尚少。陳爽［13］通過動物實驗表明，Hcy 干預的MCAO 模型組大鼠具有更嚴重的神經(jīng)功能損傷，與假手術組和MCAO 組相比，其缺血側(cè)皮質(zhì)區(qū)和海馬區(qū)具有小膠質(zhì)細胞活化增值并且炎癥因子表達水平升高，但當給予JAK2∕STAT3 抑制劑后，Hcy 的干預作用降低，因此推測Hcy 加重缺血損傷的作用可能是通過該信號通路完成的。一些研究證明，NF-κB 可能是Hcy 介導炎癥和自身免疫的信號通路。Zhao 等［14］研究得出，氧化損傷介導的神經(jīng)元自噬可能是Hcy 水平升高引起神經(jīng)元細胞毒性的分子機制。到目前為止，大多數(shù)學者認為HHcy與急性腦梗死后的神經(jīng)毒性有關，但其信號傳導的分子機制十分復雜，需要進一步研究。

NF-κB與急性腦梗死的相關性研究

1、NF-κB的特點

1986年，NF-κB 由Sen 和Baltimore 首次從B 淋巴細胞核提取物中檢驗出。后來的研究表明，NF-κB 是細胞內(nèi)的一種轉(zhuǎn)錄因子，對于炎癥、免疫、細胞增殖和凋亡等具有調(diào)節(jié)功能。在機體中，NF-κB通常以p50和p65結(jié)合形成的異二聚體發(fā)揮作用，靜息狀態(tài)下，常與細胞質(zhì)中抑制因子IκB結(jié)合而呈無活性的狀態(tài)存在。當存在一些刺激因子時，IκB激酶（IKK）會被NF-κB 誘導激酶磷酸化，并被泛素-蛋白酶途徑降解，NF-κB 和IKK 復合物解聚后，暴露出其核定位序列并被轉(zhuǎn)運至細胞核內(nèi)與其相關的DNA 序列結(jié)合，啟動基因轉(zhuǎn)錄并釋放細胞因子［15］。

2、NF-κB與急性腦梗死的相關性

2.1、NF-κB 與急性腦梗死患者的相關性 急性腦梗死的病理過程十分復雜，動脈粥樣硬化是缺血性卒中的首要病因，NF-κB 在動脈粥樣硬化途徑中有調(diào)控內(nèi)皮細胞活化和介導炎性反應的重要功能，其作用貫穿動脈粥樣硬化發(fā)生發(fā)展過程。張靜雯等［16］經(jīng)病例對照研究發(fā)現(xiàn)急性腦梗死患者血漿NF-κB 水平明顯升高（P＜0.05），提示NF-κB 可能為缺血性卒中的危險因素。黃堅友等［17］對急性腦梗死炎癥的發(fā)病機制進行探討，在發(fā)病第1、3、7 天檢測病例組NF-κB活性、炎癥因子表達水平并進行NIHSS評分，同樣得出病例組NF-κB 活性較對照組顯著升高，并發(fā)現(xiàn)發(fā)病后第1 天NF-κB 蛋白表達水平達到高峰，隨后逐漸下降，且NF-κB活性、炎癥因子表達和NIHSS評分呈線性關系，故認為急性腦梗死后NF-κB信號通路的激活誘導炎癥因子的表達，致使患者神經(jīng)功能缺損程度加重。NF-κB 信號通路是多種因子表達的中間環(huán)節(jié)，因此，許多學者認為調(diào)控NF-κB是急性腦梗死再灌注損傷治療的一個新思路。

2.2、NF-κB 與MCAO 動物模型的相關性 腦組織缺血后炎性反應是一個級聯(lián)放大過程，NF-κB 信號轉(zhuǎn)導通路在此過程中扮演著重要角色；NF-κB 能結(jié)合到參與炎性反應的基因啟動子上，如白細胞介素（IL）-1、IL-8、MCP-1、腫瘤壞死因子α（TNF-α）等。Stephenson 等［18］建立大鼠MCAO模型，在再灌注2、6、12 h 后經(jīng)免疫組化和蛋白印跡法檢測發(fā)現(xiàn)缺血側(cè)大腦皮質(zhì)和紋狀體神經(jīng)元胞核可見p60 和p65 免疫反應陽性，提示腦缺血損傷激活NF-κB，繼而激活其調(diào)控的細胞因子并共同參與炎性反應和細胞凋亡過程。因此，阻斷NF-κB 信號通路減輕腦缺血再灌注損傷發(fā)揮腦保護作用成為了研究的熱點。已有研究表明：抑制TLR∕NF-κB p65 信號通路可以減少腦水腫，降低趨化因子、黏附分子和炎癥細胞因子的水平從而減輕MCAO 后的腦損傷［19］。相關文獻報道缺血性卒中發(fā)病后24～72 h炎性反應及組織損傷最為嚴重。劉瑩等［20］發(fā)現(xiàn)：缺血腦組織中NF-κB mRNA 和蛋白的表達在6 h 明顯上升，48 h 達高峰，72 h 逐漸下降，這與急性腦缺血后神經(jīng)功能損害的時間規(guī)律相吻合，研究同時發(fā)現(xiàn)抑制NF-κB 激活可降低氧化應激并減少神經(jīng)細胞死亡。因此，根據(jù)NF-κB 表達規(guī)律從分子水平阻斷其損傷作用，有望成為臨床上治療腦缺血損傷的新思路。

MCP-1與急性腦梗死的相關性研究

1、MCP-1的特點

1983年，MCP-1 最初由Cochran 等發(fā)現(xiàn)，其研究主要涉及外周器官的炎性反應和過敏反應。MCP-1是C-C趨化因子家族的成員，是單核細胞趨化和T 淋巴細胞分化的關鍵中介，在炎性疾病、動脈粥樣硬化和癌癥等的發(fā)病機制中起著至關重要的作用［21］。近年來較多研究認為MCP-1 與中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病密切相關，其在正常腦組織中表達水平極低，在病理狀態(tài)下，MCP-1的表達上調(diào)并結(jié)合其受體CCR2，發(fā)揮特征性趨化和激活單核細胞∕巨噬細胞的功效，釋放細胞毒性物質(zhì)，加重組織損害。

2、MCP-1與急性腦梗死的相關性

2.1、MCP-1 與急性腦梗死患者的相關性 目前研究發(fā)現(xiàn)，急性腦梗死患者的血清MCP-1 呈高表達水平，且MCP-1 在缺血再灌注炎性反應損傷中扮演重要角色。He等［22］研究發(fā)現(xiàn)：血清MCP-1 水平與缺血性卒中的臨床類型和動脈粥樣硬化疾病的嚴重程度密切相關。在損傷、缺血缺氧等情況下，小膠質(zhì)細胞等可以誘導MCP-1 基因的表達，MCP-1 表達上調(diào)后吸引單核細胞∕巨噬細胞浸潤腦缺血部位，并引發(fā)炎性反應加重組織損害。此外，MCP-1的分泌刺激黏附分子表達，影響腦組織的血供。Bonifa?i? 等［23］認為MCP-1 可能對評估缺血性卒中患者神經(jīng)功能缺損程度和早期預后具有價值，其可以潛在地預測疾病進展和治療效果。已有研究發(fā)現(xiàn)：尤瑞克林聯(lián)合rt-PA靜脈溶栓治療急性腦梗死可減輕患者神經(jīng)功能缺損程度，且治療1 個月后MCP-1顯著降低，故認為尤瑞克林具有改善血管功能、抑制血管炎癥因子釋放的作用，該作用可能與其抑制血清MCP-1表達水平有關［24］。

2.2、MCP-1 與MCAO 動物模型的相關性 MCP-1 缺陷小鼠（MCP-1-∕-）在MCAO 后出現(xiàn)更小的梗死面積（減少29%），缺血皮質(zhì)中IL-1β 蛋白水平顯著降低（34%），這為MCP-1 在局灶性腦缺血后的致病作用提供了直接證據(jù)［25］。Schilling 等［26］得出類似結(jié)果，并發(fā)現(xiàn)MCP-1-∕-在實驗性腦缺血中單核細胞∕巨噬細胞的減少是由缺血后血行細胞募集減少引起的。MCP-1表達的時間規(guī)律和解剖特征與缺血性腦損傷一致，然而其表達的時間歷程仍未完全闡明，且存在爭議。有研究表明：MCP-1 mRNA 表達在再灌注開始后2 h開始升高，24 h 出現(xiàn)高峰，而有研究得出再灌注6 h 后MCP-1 表達明顯上升，2 d 達高峰，然后逐漸下降［27］。在適當時間段從分子水平上抑制MCP-1 表達，減小腦缺血再灌注后腦組織損傷，有望成為急性腦梗死臨床治療的一個新思路。

Hcy、NF-κB、MCP-1之間關系及與急性腦梗死關系

目前，HHcy 提高缺血性卒中風險、加重腦缺血進展和影響患者預后的作用已經(jīng)被廣泛證實，然而對于HHcy加重急性腦梗死患者神經(jīng)損傷的機制仍不完全了解。研究報道，內(nèi)源性硫化氫（H2S）的生成與Hcy 的轉(zhuǎn)硫途徑有關，細胞內(nèi)H2S 通過氧化代謝而保持在低水平，當機體缺氧時H2S代謝失衡而濃度增加，生理濃度H2S 發(fā)揮細胞保護作用，當其濃度過高時會不可逆地抑制線粒體功能，影響ATP 合成并進一步導致缺血再灌注損傷。Ji等［28］在探索H2S和HHcy參與急性缺血性腦損傷的可能機制時發(fā)現(xiàn)，HHcy 腦缺血再灌注大鼠模型組（HI∕R）腦水腫程度、腦梗死體積和炎癥因子水平這3 個指標與其他分組相比均為最高，而分別給予了Hcy抑制劑和NF-κB抑制劑的兩個HI∕R 組大鼠3個指標均顯著降低，故認為在缺血再灌注情況下，腦組織中的H2S濃度增加，尤其是當Hcy水平高時，H2S濃度明顯增加，過高的H2S 使腦組織缺血進一步惡化。Zeng 等［29］研究HHcy 誘導趨化因子產(chǎn)生的機制發(fā)現(xiàn)，Hcy 水平的升高促進了人全血培養(yǎng)中MCP-1和IL-8的產(chǎn)生，而蛋白激酶C（PKC）、鈣調(diào)蛋白（CAM）、絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）和NF-κB 等參與介導Hcy 誘導的MCP-1 和IL-8 產(chǎn)生。這進一步提示由Hcy引起的信號通路異常激活可能是Hcy介導的炎癥、自身免疫的重要機制，而MCP-1 被認為是NF-κB 下游炎癥因子之一，可發(fā)揮特征性趨化和激活單核細胞∕巨噬細胞的功效，并啟動嗜堿性粒細胞參與免疫調(diào)節(jié)，加重腦缺血組織損傷。Wang 等［30］的研究同樣提示NF-κB 的激活是Hcy 誘導MCP-1表達所必需的途徑。然而目前Hcy通過NF-κB信號通路誘導MCP-1 產(chǎn)生的研究較少，Hcy 是如何激活NF-κB信號通路的，其具體機制仍不清楚，需要進一步研究闡述。

結(jié)語

綜上所述，HHcy 為動脈粥樣硬化和缺血性卒中的獨立危險因素，Hcy 水平對于缺血性卒中患者神經(jīng)功能缺損程度及預后的影響已經(jīng)被廣泛證實，但對于HHcy加重急性腦梗死患者神經(jīng)損傷的具體機制仍不完全了解，是近年來學者們關注的熱點。NF-κB 與其調(diào)控的細胞因子、炎癥因子在腦缺血再灌注損傷過程中扮演著重要角色，是Hcy 介導炎癥和自身免疫必需的途徑之一。NF-κB 亞基結(jié)合于MCP-1 基因啟動子片段，啟動了相應基因的轉(zhuǎn)錄與表達過程。因此，Hcy、NF-κB 和MCP-1 與急性腦梗死密切相關，Hcy 可經(jīng)NF-κB 通路誘導MCP-1 表達，促進炎癥介質(zhì)的表達和加重組織損傷，然而其具體機制研究極少，并且可能存在信號傳導途徑交匯作用，未來需進一步研究。如何通過干預措施控制腦缺血再灌注后炎性反應、減輕腦損傷程度并發(fā)揮其保護作用，這為急性腦梗死早期治療提供了新思路，有待于深入研究探討。