髓樣細胞觸發(fā)受體2在缺血性腦卒中后神經(jīng)炎癥中的作用

趙國建，張麗梅，黃志華，唐曉璐

（1. 贛南醫(yī)學院康復學院；2. 贛南醫(yī)學院心腦血管疾病防治教育部重點實驗室；3. 贛南醫(yī)學院基礎(chǔ)醫(yī)學院，江西 贛州 341000）

缺血性腦卒中（Ischemic stroke， IS）是由于腦部血流量減少導致腦組織缺血、缺氧而引起壞死的急性腦血管疾病，包括腦梗死和神經(jīng)元死亡［1］。流行病學調(diào)查顯示，我國腦卒中的患病率、發(fā)病率、死亡率分別為1 114.8/10 萬人、246.8/10 萬人和114.8/10萬人［2］。腦卒中可以分為出血性腦卒中和缺血性腦卒中，其中缺血性腦卒中最常見，占卒中病例的85%左右［3］。IS 的高發(fā)病率、高患病率和高死亡率嚴重阻礙了我國“健康中國”目標的實現(xiàn)。臨床上治療IS 的原則是盡早恢復大腦缺血部位的血流供應。然而缺血再灌注后也可能進一步加重腦損傷，產(chǎn)生炎性介質(zhì)，導致神經(jīng)炎癥［4-5］。神經(jīng)炎癥是中樞神經(jīng)系統(tǒng)（Central nervous system， CNS）的一種先天免疫反應，大腦和脊髓通過這種反應對病原體或細胞損傷釋放的內(nèi)源性宿主源性信號做出反應［6-7］。然而，過度的炎癥反應則會加重組織損傷，最終可能導致血腦屏障破壞、神經(jīng)元損傷和腦血管衰老等嚴重后果［8-9］。因此，早期對IS 的抗炎治療十分重要。小膠質(zhì)細胞作為免疫系統(tǒng)的第一道防線，是大腦的主要免疫細胞［10］。研究表明，激活狀態(tài)的小膠質(zhì)細胞有促炎表型（M1型）和抗炎表型（M2型）。M1型小膠質(zhì)細胞在腦卒中急性期占主導地位，其特征是腫瘤壞死因子-α（Tumor necrosis factor α，TNF-α）、白細胞介素-1β（Interleukin-1β，IL-1β）和誘導型一氧化氮合酶（Inducible nitric oxide synthase， iNOS）等分泌增多，進而加重缺血性損傷；M2 型小膠質(zhì)細胞在腦卒中亞急性期和慢性期起主要作用，可分泌抗炎細胞因子，如白細胞介素-10（Interleukin-10，IL-10）、轉(zhuǎn)化生長因子β（Transforming growth factor-β，TGF-β）、血管內(nèi)皮生長因子（Vascular endothlial growth factor, VEGF）和腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（Brainderived neurotrophic factor， BDNF）等，對神經(jīng)產(chǎn)生保護作用［11］。因此，調(diào)控小膠質(zhì)細胞的極化狀態(tài)，使其趨利避害，可能成為IS的潛在治療策略。

髓樣細胞觸發(fā)受體2（Triggering receptor expressed on myeloid cells 2， TREM2）來源于免疫球蛋白超家族TREM，位于人體染色體6p21.1 上，是一種單次跨膜蛋白［12］。許多研究已證明，TREM2能夠調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細胞功能并參與神經(jīng)退行性疾病的發(fā)病機制。WEI C J 等［13］研究發(fā)現(xiàn)，免疫相關(guān)基因TREM2在IS患者的大腦中顯示出顯著的變化，這提示了TREM2在IS 發(fā)病中的重要作用，然而其具體的分子機制還需要進一步研究。本文主要討論TREM2的結(jié)構(gòu)、功能以及與小膠質(zhì)細胞的關(guān)系，并詳細闡明其在IS 中的抗炎作用，為治療缺血性腦卒中的藥物研發(fā)提供重要依據(jù)。

1 TREM2概述

1.1 TREM2 的結(jié)構(gòu)及分布TREM2 由胞外區(qū)一個V 型免疫球蛋白超家族結(jié)構(gòu)域、3 個含有正電荷的賴氨酸殘基跨膜序列的N-糖基化位點以及胞內(nèi)的短尾結(jié)構(gòu)構(gòu)成［14］。TREM2 在多種髓系細胞上表達，包括樹突狀細胞、粒細胞、骨髓和單核源性巨噬細胞、組織巨噬細胞等［15］。在CNS 中，TREM2 主要在小膠質(zhì)細胞上表達［11，16］。

1.2 TREM2 配體及信號通路TREM2 可與一些神經(jīng)系統(tǒng)疾病高度相關(guān)的配體結(jié)合，包括細菌成分、DNA、脂蛋白和磷脂等，通過適配器DNAX 激活蛋白12（DNAX-activating protein 12， DAP12）傳遞細胞內(nèi)信號［17-19］。DAP12 是一種含有免疫受體酪氨酸激活基序（Immunoreceptor tyrosine-based activation，ITAM）的接頭蛋白，是蛋白激酶的對接位點［20］。當TREM2 與高親和力的配體結(jié)合后，引起ITAM 中酪氨酸完全磷酸化，通過招募脾酪氨酸激酶（Spleen tyrosine kinase， Syk）以激活下游的信號分子，如磷脂酰肌醇3- 激酶（Phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K）/蛋白激酶B（ProteinkinaseB，PKB，又稱Akt）、磷脂酶Cγ（Phospholipase Cγ， PLCγ）、細胞外信號調(diào)節(jié)蛋白激酶（Extracellular signal regulated protein kinase， ERK）等，從而調(diào)控細胞增殖、分化以及運動等［17，21］。當TREM2 與低親和力的配體結(jié)合時，促使ITAM中酪氨酸部分磷酸化，通過募集含SH2結(jié)構(gòu)域的蛋白質(zhì)酪氨酸磷酸酶-1，使Syk 下游靶點去磷酸化并抑制細胞活化［22］。TREM2 是一種與多種配體相互結(jié)合的受體，其中許多配體是組織損傷的標志，可以針對TREM2的特異性配體進行干預從而達到治療相關(guān)疾病的目的。雖然目前已經(jīng)提出了多種TREM2 配體，但是這些配體對TREM2 功能的影響以及在缺血性腦卒中上的治療作用有待進一步明確。

1.3 TREM2 的存在形式TREM2 的胞外結(jié)構(gòu)域可被解聚素-金屬蛋白酶家族剪切，從而釋放一種可溶性的TREM2（Soluble Triggering receptor expressed on myeloid cells 2， sTREM2）［23-24］。血漿中sTREM2在預測腦卒中后認知功能損害方面具有潛在價值，其早期表達增加或晚期表達減少提示IS 可能預后不良［25-26］。ZHONG L 等［27］研究表明，sTREM2 可通過PI3K/Akt 信號通路促進小膠質(zhì)細胞存活，也可通過激活核因子κB（Nuclear factor kappa B， NF-κB）信號通路促進炎性細胞因子產(chǎn)生，導致炎癥反應。此外，sTREM2 可占據(jù)TREM2 與配體結(jié)合的位點，發(fā)揮TREM2的抑制劑作用［17］。

2 TREM2與小膠質(zhì)細胞

小膠質(zhì)細胞作為常駐巨噬細胞，維持CNS 免疫平衡并對免疫應激做出反應［28］。TREM2 作為小膠質(zhì)細胞上的一種重要的受體，對小膠質(zhì)細胞的功能至關(guān)重要［29］。有研究表明，TREM2能夠促進小膠質(zhì)細胞存活、遷移、吞噬以及增殖，對小膠質(zhì)細胞維持腦內(nèi)穩(wěn)態(tài)具有重要意義［30-33］。

3 TREM2調(diào)控缺血性腦卒中后神經(jīng)炎癥

炎癥反應是缺血性腦卒中的重要病理過程，也是治療該類疾病的關(guān)鍵靶標［34］。小膠質(zhì)細胞是中樞神經(jīng)系統(tǒng)炎癥反應的主要參與者，能夠介導免疫反應。TREM2作為小膠質(zhì)細胞上的重要受體，通過調(diào)控小膠質(zhì)細胞功能，從而參與免疫反應。在體實驗研究表明，TREM2過表達明顯抑制了炎癥反應和神經(jīng)元凋亡，TREM2基因沉默則加劇了炎癥反應，增加了神經(jīng)元凋亡和腦梗死體積［35］。在離體實驗中，LI H Q 等［36］使用脂多糖在BV2 細胞中誘導氧化應激和構(gòu)建神經(jīng)炎癥模型，采用慢病毒過表達系統(tǒng)上調(diào)TREM2，結(jié)果發(fā)現(xiàn)TREM2 過表達后，明顯減輕了脂多糖誘導的氧化應激和神經(jīng)炎癥。以上研究表明TREM2 通過抑制炎癥反應以及炎性因子的產(chǎn)生來發(fā)揮抗炎作用。關(guān)于TREM2 調(diào)控腦缺血后神經(jīng)炎癥的作用機制，主要有以下幾種。

3.1 促進小膠質(zhì)細胞吞噬作用缺血性腦卒中發(fā)生后，由于缺血半暗帶區(qū)血供減少與能量衰竭，導致組織壞死和神經(jīng)元凋亡，這些凋亡的神經(jīng)元和細胞碎片聚集會進一步加劇缺血性腦卒中的病理級聯(lián)。因此，吞噬和清除受損的神經(jīng)元和細胞碎片有助于缺血性腦卒中后的功能恢復。小膠質(zhì)細胞在腦缺血后首先被激活，然后遷移到受損部位，吞噬損傷的組織、細胞碎片以及凋亡的神經(jīng)元等［37］。研究表明，TREM2可能是調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細胞吞噬功能的關(guān)鍵，用IL-4 和IL-10 刺激小膠質(zhì)細胞，可上調(diào)TREM2，從而增強小膠質(zhì)細胞的吞噬活性［38］。KAWABORI M 等［39］研究表明，TREM2 參與缺血性腦損傷細胞的吞噬作用，其基因變異可能會增加患病風險。HU M Y 等［40］研究表明，高鹽飲食通過下調(diào)TREM2 的表達抑制小膠質(zhì)細胞/巨噬細胞的吞噬能力，從而阻礙缺血性腦卒中后炎癥的消退，增強TREM2 信號轉(zhuǎn)導可恢復小膠質(zhì)細胞/巨噬細胞的吞噬能力和緩解炎癥反應。這些證據(jù)提示，TREM2通過促進小膠質(zhì)細胞的吞噬作用緩解神經(jīng)炎癥。

3.2 抵消Toll 樣反應Toll 樣受體家族（Toll-like receptors， TLRs）是模式識別受體中主要的一個家族，包括TLR2、TLR4 等11 個成員，分布于不同的免疫細胞表面。在永久性大腦中動脈閉塞的小鼠模型中，TLR4缺陷的小鼠在腦缺血損傷后有輕微梗死和較低的炎癥反應，這表明抑制Toll 樣受體的相關(guān)信號通路能夠發(fā)揮抗炎作用［41］。有研究表明，TREM2 可以抵消Toll 樣受體反應，從而減少促炎細胞因子的產(chǎn)生［11］。ROSCISZEWSKI G 等［42］研究了星形膠質(zhì)細胞中TREM2的激活對TLR4信號轉(zhuǎn)導的影響，在皮質(zhì)斷流引起的腦缺血在體模型和糖氧剝奪離體腦缺血模型中，星形膠質(zhì)細胞中TLR4 和TREM2的表達均增加，TLR4的過度表達導致NF-κB持續(xù)激活和炎性因子IL-1β 和TNF-α 表達增加，而TREM2 的激活則逆轉(zhuǎn)了Toll 樣反應，減輕了腦缺血誘導的神經(jīng)炎癥。

3.3 調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細胞表型的轉(zhuǎn)化腦缺血發(fā)生后，小膠質(zhì)細胞被激活，激活狀態(tài)的小膠質(zhì)細胞有促炎表型（M1 型）和抗炎表型（M2 型）。M1 型小膠質(zhì)細胞對神經(jīng)有毒害作用，M2型小膠質(zhì)細胞對神經(jīng)有保護作用，缺血性腦卒中的預后結(jié)局取決于M1型與M2 型之間的平衡。研究表明，TREM2 能夠調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細胞的表型轉(zhuǎn)化，上調(diào)TREM2的表達能夠促進小膠質(zhì)細胞向M2 型極化［43］。在短暫性大腦中動脈閉塞的小鼠模型中，TREM2過表達促進小膠質(zhì)細胞向M2 型極化，從而緩解神經(jīng)炎癥和提供神經(jīng)保護［44］。

以上證據(jù)表明，TREM2 可通過抑制腦缺血誘導的神經(jīng)炎癥反應，具有神經(jīng)保護作用，有望成為缺血性腦卒中的治療靶點。

4 小結(jié)與展望

缺血性腦卒中是常見的腦血管疾病，發(fā)病初期應給予積極的藥物溶栓治療，而溶栓治療在發(fā)病4.5 h 之后治療無效且容易引起出血和再灌注損傷。而神經(jīng)保護療法可以彌補這種缺陷，它通過不同的靶點減輕腦缺血和再灌注損傷，是一種很有前景的輔助療法。小膠質(zhì)細胞表達的TREM2 是髓系細胞表面的固有免疫受體，它在自身免疫及炎癥過程中發(fā)揮“負性調(diào)節(jié)”的有益作用。但TREM2 在炎癥相關(guān)疾病中起雙重作用，可對機體造成不利影響，這可能是小膠質(zhì)細胞在缺血性腦卒中病理學中也具有雙重作用。鑒于TREM2 下游信號通路可調(diào)控缺血性腦卒中后神經(jīng)炎癥，原則上可以采用一些技術(shù)手段改變TREM2的結(jié)構(gòu)，進而抑制或激活下游信號發(fā)揮抗炎作用。但這些通路還參與了其他生理功能，不能成為缺血性腦卒中的特異性治療靶點。未來研究可通過靶向調(diào)節(jié)TREM2，將小膠質(zhì)細胞活化狀態(tài)轉(zhuǎn)向抗炎表型，達到神經(jīng)保護作用。最后，TREM2只有與DAP12結(jié)合后才能傳導細胞內(nèi)信號，TREM2/DAP12 功能失調(diào)是否與缺血性腦卒中的發(fā)病機制有關(guān)有待進一步明確。