張 梅 高吉國 趙 騰 張蓓琳 劉雁偉 周春奎

(吉林大學白求恩第一醫(yī)院二部神經(jīng)內(nèi)科，吉林 長春 130021)

血管性癡呆(VD)是指在缺血性、出血性以及急慢性缺血、缺氧性腦血管疾病引起的腦組織損害基礎上產(chǎn)生的以高級神經(jīng)認知功能障礙為主的一組臨床綜合征。其發(fā)病機制目前尚不確切。既往的研究發(fā)現(xiàn)一些VD患者在出現(xiàn)臨床癥狀前就存在以額葉、顳葉、海馬區(qū)為中心的諸多腦區(qū)彌漫性腦血流量下降〔1〕。因此慢性持續(xù)性腦血流量下降被認為是VD的發(fā)病機制之一。單核細胞趨化蛋白(MCP)-1作為趨化因子在腦血流量下降所致腦缺血后的炎癥反應中起著重要的作用，在腦缺血過程中可趨化和激活T 淋巴細胞、單核細胞等免疫細胞，使血管內(nèi)皮細胞與血細胞的黏附性增加，損害血管內(nèi)膜，影響血管通透性，產(chǎn)生自由基，抑制血栓調(diào)節(jié)因子蛋白c、蛋白s系統(tǒng)，促進凝血和血管收縮，使炎癥介質(zhì)增高和髓鞘損傷〔2〕。MCP-1可作為一個新的VD危險預測因子, 獲知其表達變化與認知功能障礙水平的相關性，對于拓寬VD的治療具有積極的基礎和臨床價值。

1 MCP-1 概述

1.1趨化因子的分類 趨化因子是一類結構相似, 分子量約為8 000～14 000的小分子家族， 具有趨化功能的細胞因子。目前被發(fā)現(xiàn)有50多種人類趨化因子和20種G-蛋白耦聯(lián)趨化因子受體。趨化因子家族成員依據(jù)其基因組成和N-端2個半胱氨酸的排列順序不同，可分為C、CC、CXC、CX3C 4個亞家族，其受體通常表達于細胞膜表面，為三磷酸鳥苷蛋白耦聯(lián)的跨膜受體，包括 CR、CCR、CXCR、CX3CR。C亞家族只有一個半胱氨酸殘基；CC亞家族中近N端含2個相鄰的半胱氨酸殘基，主要趨化和激活單核細胞和某些T細胞亞群，也可趨化活化B細胞、嗜酸性粒細胞、樹突細胞(DC)和自然殺傷(NK)細胞。目前已知的MCP家族中的5位成員：分別是MCP-1(CCL2)、MCP-2(CCL8)、MCP-3(CCL7)、MCP-4(CCL13)、MCP-5(CCL12)；CXC亞家族中近N-端的2個半胱氨酸殘基之間間隔1個氨基酸殘基，主要趨化和激活中性粒細胞；CX3C亞家族2個半胱氨酸殘基之間插入了3個不同的氨基酸〔3〕。

1.2MCP-1的蛋白結構及作用 MCP-1又稱單核細胞趨化活化因子(MCAF)，屬于CC亞族(B亞族) 成員之一，又稱為CCL2，是第一個被發(fā)現(xiàn)的人類趨化因子。人MCP-1基因定位于17號染色體上，小鼠的則定位于11號染色體上，人MCP-1前體長99個氨基酸，切除23個氨基酸先導序列后形成76氨基酸的成熟分子，為堿性蛋白，其含有4個半胱氨酸，分別位于11、36、12、52位，前兩位和后兩位之間分別形成2個鏈內(nèi)二硫鍵，對于MCP-1的生物學活性是必需的。

MCP-1可由多種細胞產(chǎn)生，包括單核細胞、巨噬細胞、成纖維細胞、內(nèi)皮細胞、上皮細胞、成骨細胞、平滑肌細胞等。正常時腦組織幾乎不表達, 在腦缺血情況下, 神經(jīng)元、活化的小膠質(zhì)細胞、星形膠質(zhì)細胞、巨噬細胞以及內(nèi)皮細胞都可能是MCP-1的來源。MCP-1作為炎性趨化因子之一，主要通過趨化單核巨噬細胞浸潤腦實質(zhì)以及激活中樞神經(jīng)系統(tǒng)小膠質(zhì)細胞, 進一步釋放神經(jīng)毒性物質(zhì)而參與缺血性腦損傷。

1.3MCP-1的受體 CCR2是MCP-1的主要受體，CCR2屬于G蛋白耦聯(lián)受體超家族，其基因定位于3號染色體，編碼355個氨基酸殘基蛋白，分子量為41 kD。CCR2含有7個富含疏水氨基酸的α螺旋跨膜片段，相互由長短不一的肽鏈環(huán)接，長約有350個氨基酸，組成N端在細胞外側(cè)、C端在細胞內(nèi)側(cè)的呈蛇狀迂曲的細胞表面受體。激活的趨化因子受體通過細胞膜上G蛋白耦聯(lián)受體途徑發(fā)揮作用。CCR2根據(jù)基因轉(zhuǎn)錄時剪切方式的不同可分為CCR2A及CCR2B。當配體與受體結合后，CCR2變構并與G蛋白結合，使鈣離子釋放到細胞質(zhì)中，并可激活細胞表面的鈣離子通道，導致鈣離子內(nèi)流，從而使細胞內(nèi)鈣離子濃度升高，引起靶細胞效應〔4〕。

1.4MCP-1的表達 MCP-1的表達可受多種因素的調(diào)節(jié), 白細胞介素(IL)、人粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子、脂多糖均能誘導其基因轉(zhuǎn)錄, 而地塞米松可下調(diào)其基因轉(zhuǎn)錄。反轉(zhuǎn)錄水平是MCP-1基因的表達調(diào)控主要環(huán)節(jié)，基因啟動子部位存在核因子κB、激活蛋白1的結合位點。目前認為，MCP-1基因轉(zhuǎn)錄主要在2個區(qū)域受到調(diào)控：①近端調(diào)控區(qū)：主要由血小板衍化生長因子和干擾素-γ誘導表達，但轉(zhuǎn)錄激活需依賴SP1核轉(zhuǎn)錄因子；②遠端調(diào)控區(qū)：其中有2個部位可以與核因子-κB結合, 分別稱為κB1、κB2區(qū)，這兩個區(qū)一起包繞一個高敏感區(qū) DMS(HS)從而共同調(diào)控 MCP-1的表達〔5〕。通過活化核轉(zhuǎn)錄因子(NF)-κB氧自由基能上調(diào)MCP-1的表達；相反, 加入自由基清除劑后其轉(zhuǎn)錄活性明顯降低。

2 VD發(fā)病的炎性機制

VD的發(fā)病機制至今尚未完全明確，眾多的研究已經(jīng)提示可能存在多種發(fā)病機制共同參與VD的發(fā)生。近年來已有學者提出炎性反應及免疫活性因子參與了包括Alzheimer病及VD在內(nèi)的老年癡呆的發(fā)病機制。炎性機制在腦缺血所致VD的發(fā)病機制中地位日益受到重視。越來越多的研究資料表明，慢性腦缺血引起神經(jīng)膠質(zhì)細胞的活動異常，包括小膠質(zhì)細胞的活化、星形膠質(zhì)細胞的增生和活化、少突膠質(zhì)細胞的損傷等〔6〕。神經(jīng)膠質(zhì)細胞不僅有支持和營養(yǎng)神經(jīng)元及清除壞死組織的作用。在神經(jīng)內(nèi)分泌、免疫網(wǎng)絡、炎性反應、分泌細胞因子和趨化因子等方面也有重要作用〔7，8〕。

2.1小膠質(zhì)細胞 正常情況下，小膠質(zhì)細胞處于靜止狀態(tài)，病理情況下被激活成為活化的小膠質(zhì)細胞，伴有增殖、遷移、形態(tài)和功能上的變化〔9〕。激活的小膠質(zhì)細胞能夠分泌大量的生物活性因子，這些生物活性因子通過不同的途徑反過來加重小膠質(zhì)細胞的活化效應，導致惡性循環(huán)，促進神經(jīng)元損傷。此外還可直接對神經(jīng)組織產(chǎn)生作用，加重炎性反應，并可抑制神經(jīng)元突觸產(chǎn)生的長時程增強〔6〕。有實驗證明，在大鼠慢性腦缺血性腦損害時，早期適當抑制小膠質(zhì)細胞活化反應，能減少不必要的細胞毒性作用和病理損害，尤其是白質(zhì)損害〔10〕。

2.2星形膠質(zhì)細胞 生理情況下其不僅有支持、營養(yǎng)神經(jīng)細胞的作用，還能維持細胞外液離子平衡，具有多種生理功能。但在腦缺血的病理狀態(tài)下，如炎癥、缺血和神經(jīng)退行性疾病等，星形膠質(zhì)細胞被激活后產(chǎn)生大量的促炎癥因子、一氧化氮、IL-6等細胞毒性因子，從而引起神經(jīng)元的損傷〔11〕。星形膠質(zhì)細胞的活化又稱反應性膠質(zhì)增生，是中樞神經(jīng)系統(tǒng)病理生理情況下的常見反應，表現(xiàn)為星形膠質(zhì)細胞胞體肥大、腫脹、突起增多延長、膠質(zhì)纖維酸性蛋白(GFAP)表達增強等〔12〕。此外，星形膠質(zhì)細胞數(shù)量增多，胞體肥大、腫脹，占據(jù)了腦內(nèi)更大的空間，進一步干擾神經(jīng)元與神經(jīng)元之間、神經(jīng)元與膠質(zhì)細胞之間的正常聯(lián)系。有研究表明，在VD模型大鼠腦組織中星形膠質(zhì)細胞的胞體腫脹，突起遠端增粗，分支減少等現(xiàn)象，其標志性蛋白GFAP表達明顯增強，并伴有學習記憶能力的減退〔13〕。

腦缺血時內(nèi)皮細胞、神經(jīng)元等在局部被激活，通過釋放炎性因子觸發(fā)炎癥反應，引起其他細胞因子與炎性代謝產(chǎn)物一起引起神經(jīng)元的直接損傷。綜上均提示炎癥反應在慢性腦缺血后繼發(fā)性神經(jīng)損傷中起主要作用。

3 MCP-1與VD

多種原因引起的長期腦血流低灌注所致慢性腦缺血是VD形成的重要因素之一。以往研究〔14〕已證明慢性持續(xù)性腦缺血可以引起神經(jīng)細胞凋亡而致進行性認知功能障礙。

現(xiàn)已證實，MCP-1的升高伴有巨噬細胞的激活〔15〕，MCP-1能誘導巨噬細胞釋放溶酶體酶，產(chǎn)生氧自由基以及表達一些促炎因子來加重腦組織的炎癥反應。MCP-1在腦缺血后炎癥反應發(fā)生過程中起重要的趨化作用〔16〕，對T淋巴細胞、嗜堿性細胞、NK細胞和造血祖細胞均有趨化作用。此外，MCP-1不僅誘導單核細胞趨化，而且能激活單核細胞，同時又對機體的防御、炎癥恢復及抗腫瘤發(fā)揮重要作用〔17〕。

對新生小鼠腦缺血缺氧模型的研究發(fā)現(xiàn)腦組織MCP-1表達水平明顯增高〔18〕。在小鼠永久性結扎大腦中動脈模型中，缺血中心區(qū)的腦組織在缺血后12 h就檢測到MCP-1的表達，隨著缺血時間的延長,MCP-1表達增加并向缺血周邊區(qū)擴展,在缺血2～3 d后MCP-1表達達到高峰，缺血5 d后逐漸下降〔19〕。大鼠永久性結扎大腦中動脈后，缺血腦組織內(nèi)MCP-1 mRNA表達明顯增高，星形膠質(zhì)細胞、小膠質(zhì)細胞、血管內(nèi)皮細胞、激活的白細胞均能表達MCP-1。MCP-1的表達增加與腦組織缺血損傷后單核細胞集聚和神經(jīng)膠質(zhì)細胞活化有關，活化的神經(jīng)膠質(zhì)細胞可產(chǎn)生大量的神經(jīng)毒性因子，導致神經(jīng)細胞的變性和壞死〔20〕。另外，MCP-1還與腦缺血后神經(jīng)再生有關。小鼠腦缺血后病灶同側(cè)皮質(zhì)和基底節(jié)區(qū)MCP-1 mRNA表達增加，免疫印跡分析顯示MCP-1 mRNA定位于缺血區(qū)的星形膠質(zhì)細胞和活化的小膠質(zhì)細胞，而室管膜下區(qū)(SVZ)神經(jīng)母細胞表達 CCR2，MCP-1能趨化神經(jīng)母細胞向缺血區(qū)定向遷移；將MCP-1注射至正?；坠?jié)也能趨化神經(jīng)母細胞向注射部位定向遷移；將MCP-1或CCR2基因敲除小鼠腦缺血后SVZ神經(jīng)母細胞向缺血部位的定向遷移顯著減少〔21〕。因此推測，MCP-1與其受體的相互作用是腦缺血后趨化SVZ神經(jīng)母細胞向缺血部位遷移的重要機制之一。Liu等〔22〕的實驗結果也支持這一觀點。

4 結 語

近年來我國人口老齡日趨凸現(xiàn), VD的發(fā)病率呈逐年上升的趨勢。智能障礙嚴重影響了腦血管病后生存患者的生活質(zhì)量，也給患者家庭、社會及國家增添了沉重的負荷。據(jù)報道，VD是迄今為止唯一可防治的癡呆，如早期治療會具有可逆性〔23〕。 因而對VD進行深入的研究就顯得尤為重要。隨著對 MCP-1結構、功能、表達和調(diào)控的深入研究，MCP-1在慢性腦缺血致VD中的作用逐漸被人們認識。MCP- 1與VD的發(fā)生發(fā)展關系密切，因此繼續(xù)深入探索其在缺血性腦損傷中的作用機制，增強其有益的作用和抑制其損傷作用, 可能為VD的防治找到新的思路和手段。

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