激肽釋放酶
——激肽系統(tǒng)與缺血性腦卒中

徐思異綜述， 徐 運， 曹 翔審校

腦卒中是全球第二大死亡原因，其高致死率和高致殘率嚴重危害人類健康。卒中通常分為缺血性和出血性卒中兩種，其中87%的病例屬于缺血性卒中[1]。目前，組織型纖溶酶原激活劑是FDA唯一批準的用于缺血性腦卒中患者的治療方式，但由于治療時間窗狹窄以及會使得患者腦出血并發(fā)癥風險增加，很少有患者能從這種治療中獲益[2]。越來越多的證據(jù)表明，激肽釋放酶——激肽系統(tǒng)(Kallikrein-kinin system，KKS)與缺血性腦卒中密切相關，但其保護作用備受研究人員的爭議[3～7]。這可能與KKS對腦內(nèi)不同細胞發(fā)揮不同作用有關，本文將針對KKS對缺血性腦卒中后不同類型腦細胞的影響進行綜述。

1 腦中的KKS

KKS是體內(nèi)一種復雜的多酶系統(tǒng)，在血管通透性、炎癥、血栓形成、凝血等方面發(fā)揮重要作用。它的主要成分是激肽原，激肽釋放酶(kallikrein，KLK)和激肽等，激肽釋放酶又包括組織型激肽釋放酶(tissue kallikrein，TK) 和血漿型激肽釋放酶(plasma kallikrein，PK)，兩者作用于激肽原生成緩激肽(bradykinin，BK)。BK是KKS的主要效應分子，通過與緩激肽B1受體(bradykinin receptor B1，B1R)、緩激肽B2受體(bradykinin receptor B2，B2R)兩種 G 蛋白偶聯(lián)受體結合發(fā)揮生物學作用[3，8]。

KKS的所有基本成分都存在于腦組織中。激肽原、組織激肽釋放酶和激肽均可在大腦的不同區(qū)域如大腦皮質、丘腦、下丘腦、脊髓等以及腦脊液中檢測到，激肽受體B1R、B2R也均存在這些區(qū)域中。對激肽受體的細胞分型檢測發(fā)現(xiàn)，緩激肽受體在許多腦細胞中均可表達，包括神經(jīng)元、小膠質細胞、腦內(nèi)皮細胞和星形膠質細胞等[9]。這些都表明KKS可能在腦中發(fā)揮極其重要的作用。

2 KKS與缺血性腦卒中

2.1 KKS促進缺血后神經(jīng)元的存活 1997年國外兩位科學家首次報道了人體組織樣本神經(jīng)元中B1R和B2R的表達[10]。此后，在人類神經(jīng)元中原位檢測到兩種激肽受體的mRNA[10，11]，提示緩激肽可能在神經(jīng)元功能中發(fā)揮重要作用。

活性氧(reactive oxygen species，ROS)的增強和隨后的氧化應激被認為在缺血缺氧誘導的細胞損傷和神經(jīng)元死亡中起著關鍵作用。在一系列體外實驗中，KKS系統(tǒng)被證明可以保護缺血缺氧后神經(jīng)元，減少神經(jīng)元死亡，機制可能與減少神經(jīng)元活性氧的產(chǎn)生、減少乳酸脫氫酶(lactate dehydrogenase，LDH)釋放、抑制含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶3(cysteinyl aspartate specific proteinase-3，caspase-3)的激活，從而減輕氧化應激和細胞凋亡等有關[12～14]。另一方面，KKS還能下調(diào)caspase-1、白細胞介素-1(interleukin-1，IL-1)和IL-18水平，減少炎性小體誘導的神經(jīng)元焦亡[15]。信號通路細胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases，ERK1/2)和核因子κB(nuclear factor kappa-B，NF-κB)以及Homer1b/c等蛋白可能與其保護作用密切相關[12，14，16]。

在腦卒中實驗模型中，研究者還研究了BK延遲給藥對于缺血缺氧后神經(jīng)元損傷的保護作用。大鼠前腦四支大血管閉塞8 min后再灌注兩天時注射緩激肽，再灌注3天后的評估顯示，與安慰劑組大鼠相比，給藥組細胞質錳超氧化物歧化酶(Manganese superoxide dismutase，MnSOD)和切割的caspase-3降低，神經(jīng)元死亡減少[17，18]。

KKS系統(tǒng)對于缺血缺氧后神經(jīng)元的保護作用主要由B2R介導。研究發(fā)現(xiàn)，B2R特異性拮抗劑HOE140能顯著降低KKS對于神經(jīng)元的的保護作用[15，16，19]。在缺血性卒中發(fā)生后，抑制B1R可顯著減少大鼠腦梗死體積、神經(jīng)功能缺損、細胞凋亡和神經(jīng)元變性，而B2R拮抗劑具有相反的作用[20，21]。另外，KKS還能誘導缺血缺氧后神經(jīng)元發(fā)生保護性自噬，與B2R介導的MEK1/2/ERK1/2和AMPK/TSC2/mTOR信號通路有關[4，19]。

2.2 KKS抑制小膠質細胞的炎性反應 早在2003年，人們已經(jīng)在原代培養(yǎng)的嚙齒動物小膠質細胞中檢測到B2R在轉錄和蛋白水平上的表達。緩激肽或脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)作用24 h后，活化的小膠質細胞中B1R和B2R的表達均顯著上調(diào)[22，23]。表明緩激肽可能在小膠質細胞功能中發(fā)揮重要作用。

緩激肽能調(diào)節(jié)小膠質細胞的功能，對中樞神經(jīng)系統(tǒng)具有抗炎和神經(jīng)保護作用。有研究表明BK和選擇性B1和B2受體激動劑均可降低LPS刺激的BV2小膠質細胞培養(yǎng)液中促炎因子一氧化氮(nitric oxide，NO)和腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)的水平，機制上可能與BK能夠抑制IκB的降解，從而阻止NF-κB的活化和下游炎癥因子的轉錄以及抑制cAMP-PKA-CREB信號傳導等機制有關[5，24]。另外，BK還減弱了LPS誘導的原代小膠質細胞釋放IL-1β，從而在大腦中發(fā)揮抗炎介質的作用。在神經(jīng)元小膠質細胞共培養(yǎng)體系中，BK還能降低LPS誘導的神經(jīng)元死亡，這可能是通過小膠質細胞介導的，因為在純神經(jīng)元培養(yǎng)中，它不影響TNF-α誘導的神經(jīng)元死亡[22]。

2.3 KKS對腦內(nèi)皮細胞的雙重作用 位于中樞神經(jīng)系統(tǒng)腦微血管系統(tǒng)的內(nèi)皮細胞是血腦屏障最基本的組成部分，對維持完整的血腦屏障功能至關重要。KKS對腦內(nèi)皮細胞有雙重作用，一方面，大量的文獻證實，KKS會增加體內(nèi)外血腦屏障通透性[25～27]，這可能與KKS上調(diào)依賴于B2R的內(nèi)皮一氧化氮合酶(endothelial nitric oxide synthases，eNOS)信號通路，選擇性地增加正常血腦屏障的通透性，進而減少內(nèi)皮細胞間連接以及通過B1R/iNOS信號通路破壞緊密連接蛋白ZO-1，加劇血腦屏障的損傷有關[6]。

另一方面，KKS能降低過氧化氫和LPS對于內(nèi)皮細胞的殺傷作用以及促進缺血后血管生成[25，28]。一項藥物實驗證明，小鼠大腦中動脈閉塞模型(middle cerebral artery occlusion，MCAO)中，人尿激肽原酶(human urinary kallidinogenase，HUK)可以促進腦缺血后血管生成，增加血管密度，上調(diào)血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)的表達，選擇性緩激肽B1或B2受體拮抗劑的則會抑制HUK的血管生成功能，這些與ERK1/2通路激活有關[29]。

2.4 緩激肽促進星形膠質細胞的炎癥反應以及轉化為神經(jīng)元樣細胞 星形膠質細胞是腦內(nèi)的一種膠質細胞，維持血腦屏障完整性并參與腦損傷和炎癥性疾病的免疫和修復反應。BK刺激星形膠質細胞釋放不同的炎癥介質，并在急性缺血性卒中后加重腦水腫。有研究發(fā)現(xiàn)，緩激肽對星形膠質細胞B2R的刺激能導致胞質Ca2+的增加和活性氧的產(chǎn)生，導致局部血管在1～2 s內(nèi)擴張以及加重氧化應激，加重缺血性卒中后腦水腫的發(fā)展[30，31]。

隨著腦卒中后炎癥反應的發(fā)生，星形膠質細胞還能釋放基質金屬蛋白酶-9(matrix metalloproteinase-9，MMP-9)，破壞血腦屏障的完整性，促進星形膠質細胞遷移，加重腦水腫[32]，而緩激肽則會誘導星形膠質細胞中MMP-9的表達[7，33]。一個可能的機制是BK能激活星形膠質細胞中的MAPK和NF-kB信號通路來誘導炎癥介質環(huán)氧合酶-2(cyclooxygenase-2，COX-2)的表達[34]，并且激活c-Src、Jak2和ERK1/2，最終誘導MMP-9的表達[7]。也可能是通過Ca2+介導的NOX2/ROS通路導致其下游轉錄因子AP-1(即c-Fos和c-Jun)激活和上調(diào)，開啟MMP-9基因的轉錄[33]。

以往的研究主要集中在緩激肽促進星型膠質細胞炎癥反應方面，最近有研究發(fā)現(xiàn)BK處理后的體外大鼠大腦星形膠質細胞形態(tài)和神經(jīng)元相似。與此同時，星形膠質細胞標志物GFAP下調(diào)，神經(jīng)元標志物NSE和NeuN上調(diào)，機制可能與BK通過B2R介導的PKC-δ和ERK1/2激活以及MMP-9的上調(diào)有關[35]。這對于緩激肽的保護機制也提供了一種可能，即促進星形膠質細胞向神經(jīng)元轉化，行使神經(jīng)修復功能。

3 結 語

我國是全世界腦血管病發(fā)病率最高的國家之一，患病人數(shù)也在逐年增加，尋找有效的治療方式迫在眉睫。激肽系統(tǒng)對于缺血性腦卒中的保護作用特別是緩激肽延遲給藥仍然能夠降低缺血性腦卒中腦損傷這一發(fā)現(xiàn)給缺血性卒中患者帶來了新的希望。目前緩激肽作為缺血性腦卒中治療藥物的研究也逐漸受到人們的重視，但其保護作用仍然受到人們的爭議，我們不能忽視它可能帶來的副作用及相關風險，但如果能充分了解激肽系統(tǒng)在缺血性腦卒中中的具體作用機制并合理利用，則有望為缺血性卒中的治療帶來新的方向。