紀(jì)海茹，孔　維，趙淑敏△，桑曉一

(1.承德醫(yī)學(xué)院,河北承德　067000;2.承德市中心醫(yī)院)

丁苯酞對(duì)腦缺血再灌注損傷保護(hù)作用的研究進(jìn)展

紀(jì)海茹1，孔維1，趙淑敏1△，桑曉一2

(1.承德醫(yī)學(xué)院,河北承德067000;2.承德市中心醫(yī)院)

丁苯酞;腦缺血再灌注損傷;腦保護(hù)作用

缺血性腦血管疾病(ischemic cerebral vascular disease,ICVD)發(fā)病率逐年增高，病死率更是高達(dá)60%-80%，及時(shí)恢復(fù)缺血區(qū)腦組織血液供應(yīng)是挽救腦缺血患者生命的最佳辦法，但是恢復(fù)血流灌注后又會(huì)給腦組織帶來新的損傷，即腦缺血再灌注損傷(cerebral ischemia reperfusion injury,CIRI)，這是引起多種腦血管疾病重要的病理生理基礎(chǔ)，如何減輕再灌注損傷已經(jīng)成為醫(yī)學(xué)界研究的熱點(diǎn)之一。隨著對(duì)CIRI研究的深入，對(duì)其防治策略的研究也有了長(zhǎng)足的發(fā)展，許多動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，西藥、傳統(tǒng)中藥及針灸都對(duì)CIRI的治療取得了一定的成效，找到了多個(gè)治療靶點(diǎn)，但大多靶點(diǎn)單一。尋找多個(gè)治療靶點(diǎn)、多個(gè)環(huán)節(jié)的藥物防治CIRI勢(shì)在必行。通過查閱大量文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn):丁苯酞作為我國(guó)腦血管疾病治療領(lǐng)域中第一個(gè)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)家一類新藥，是國(guó)際上首個(gè)作用于缺血性腦卒中多個(gè)靶點(diǎn)、多個(gè)環(huán)節(jié)的創(chuàng)新藥物，且不良反應(yīng)較小，被推薦為急性缺血性卒中的早期用藥?，F(xiàn)就丁苯酞對(duì)腦缺血再灌注損傷的保護(hù)作用及其機(jī)制進(jìn)行綜述。

1 抑制腦組織神經(jīng)元的凋亡

1.1減少caspase酶類激活，抑制神經(jīng)細(xì)胞凋亡CIRI中腦缺血半暗帶神經(jīng)元細(xì)胞死亡主要以凋亡形式進(jìn)行，多條通路參與其中，分別為內(nèi)源性通路(即線粒體/細(xì)胞色素-C通路)、外源性通路(即死亡受體通路)和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)通路。通過以上三條通路中的一條或多條轉(zhuǎn)導(dǎo)凋亡信號(hào)，激活具有天冬胺酰蛋白酶活性的caspase家族，進(jìn)而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，其中caspase-3是caspase級(jí)聯(lián)“瀑布”下游最關(guān)鍵的凋亡蛋白酶，在各種因素啟動(dòng)的凋亡程序中起最后的樞紐作用[1]。激活的caspase-8能夠激活caspase-3，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡[2]?；罨蟮腸aspase-9能激活下游的caspase-2、3、6、7、8、10，進(jìn)而啟動(dòng)細(xì)胞凋亡。一些實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:NBP預(yù)處理可下調(diào)caspase-8的表達(dá)[3];NBP治療組皮質(zhì)神經(jīng)的caspase-9 mRNA陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)明顯少于模型組[4]。焦東亮[5]則發(fā)現(xiàn)NBP能明顯抑制大鼠CIRI后梗死灶周邊缺血半暗帶區(qū)神經(jīng)元內(nèi)caspase-3的表達(dá)，證明NBP可通過抑制caspase酶類激活,抑制細(xì)胞凋亡。

1.2作用于線粒體/細(xì)胞色素-C通路缺血性腦損傷所引起的神經(jīng)元凋亡主要是由線粒體途徑介導(dǎo)的，線粒體釋放的細(xì)胞色素-C可通過一系列反應(yīng)啟動(dòng)細(xì)胞凋亡。王建華等[6]研究發(fā)現(xiàn)，丁苯酞能有效抑制Cy-t C從線粒體內(nèi)的釋放，阻斷了細(xì)胞凋亡信號(hào)的傳導(dǎo)，進(jìn)而抑制細(xì)胞凋亡的發(fā)生。

促凋亡蛋白(Smac)經(jīng)線粒體釋放，可激活caspases程序，Smac的發(fā)現(xiàn)補(bǔ)充并完善了線粒體通路為細(xì)胞凋亡調(diào)控中心的這一理論[7]。董莎等[8]研究證實(shí)，丁苯酞治療組、預(yù)防加治療組各個(gè)時(shí)間點(diǎn)Smac的表達(dá)均低于缺血再灌注模型組，表明丁苯酞可通過下調(diào)Smac的表達(dá)來保護(hù)神經(jīng)細(xì)胞。

1.3作用于死亡受體通路作為死亡受體途徑重要成員的Fas蛋白，是一個(gè)重要的促凋亡基因。Fas(CD95)是一個(gè)有重要功能的細(xì)胞表面受體，與Fas配體(FasL)的結(jié)合能夠啟動(dòng)caspase級(jí)聯(lián)反應(yīng)，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡，該途徑被稱為死亡受體介導(dǎo)的凋亡途徑。任桂茹等[9]觀察到經(jīng)NBP治療后Fas蛋白表達(dá)明顯減少，說明NBP可能通過下調(diào)Fas蛋白的表達(dá)起到保護(hù)神經(jīng)細(xì)胞作用的。

1.4作用于凋亡相關(guān)因子細(xì)胞凋亡同時(shí)受細(xì)胞內(nèi)基因和細(xì)胞外因子的共同調(diào)節(jié)，其中Bcl-2和Bax是一組很重要的凋亡調(diào)控基因，在神經(jīng)細(xì)胞凋亡中發(fā)揮重要作用。李國(guó)前等[10]通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):丁苯酞治療組的梗死灶周圍腦組織Bcl-2表達(dá)上調(diào)，Bax表達(dá)下調(diào)，提示丁苯酞可通過抗神經(jīng)細(xì)胞凋亡而發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。

程序性細(xì)胞凋亡因子5(PDCD-5)是由北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部免疫學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室首先在國(guó)際上報(bào)道的一個(gè)新基因，內(nèi)源性PDCD-5在細(xì)胞凋亡過程中發(fā)揮著重要的正向調(diào)控效應(yīng)。李延可等[11]通過實(shí)驗(yàn)推測(cè)PDCD-5可能是丁苯酞神經(jīng)保護(hù)作用的靶點(diǎn)之一。

2 抑制炎癥反應(yīng)發(fā)生，保護(hù)受損的神經(jīng)元

近年來，有大量研究支持炎癥反應(yīng)參與了CIRI的過程。CIRI后一系列的應(yīng)激反應(yīng)，使腦內(nèi)蛋白質(zhì)的早期合成普遍受到了抑制，卻誘導(dǎo)了一些特殊基因的表達(dá)，合成一些新的蛋白質(zhì)，熱休克蛋白(HSP70)就是其中之一，其對(duì)壞死和凋亡都有抑制作用。實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明，HSP70作為內(nèi)源性配體可激活TLR4，激活的TLR4有可能是缺血再灌注損傷中最主要的炎癥應(yīng)答的觸發(fā)器[12]。任建宏等[13]通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，NBP預(yù)處理能夠抑制TLR4及內(nèi)源性配體的表達(dá)，進(jìn)而抑制炎癥反應(yīng)的發(fā)生，發(fā)揮腦保護(hù)作用。

3 降低自由基濃度，抑制遲發(fā)性神經(jīng)元死亡

研究發(fā)現(xiàn), 腦缺血再灌注后3小時(shí)的腦細(xì)胞中線粒體被破壞，不能充分利用有氧代謝產(chǎn)生ATP，血液再灌注所帶入的氧只能在黃嘌呤氧化酶的作用下產(chǎn)生新的超氧陰離子，使原有的因氧耗竭而停滯的烷自由基向脂質(zhì)過氧化物自由基轉(zhuǎn)換，從而產(chǎn)生新的自由基，自由基生成大大超過了機(jī)體保護(hù)機(jī)制的承載能力，會(huì)導(dǎo)致DNA、蛋白質(zhì)及脂類的損傷，造成腦缺血后遲發(fā)性神經(jīng)元死亡[14]。李強(qiáng)[15]通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，丁苯酞注射液可通過抑制黃嘌呤氧化酶和次黃嘌呤氧化酶的活性來降低氧自由基的濃度。

4 抑制鈣超載，減輕神經(jīng)元損傷

腦缺血再灌注時(shí)，細(xì)胞內(nèi)的Ca2+濃度升高所導(dǎo)致的神經(jīng)細(xì)胞損傷的現(xiàn)象稱為Ca2+超載。細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度升高，活化激酶/磷酸酶，從而觸發(fā)脂質(zhì)和蛋白質(zhì)水解及NO的生成，激活核酸內(nèi)切酶降解DNA，還會(huì)引起自由基生成過多，增加線粒體膜的通透性，導(dǎo)致細(xì)胞變性、壞死或是凋亡。相關(guān)研究表明，丁苯酞能夠降低內(nèi)鈣釋放劑所引起的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣庫(kù)的釋放，抑制谷氨酸引起的細(xì)胞內(nèi)Ca2+升高，抑制因低糖、低氧等因素引起的神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)Ca2+的升高，從而抑制細(xì)胞內(nèi)鈣離子超載，減輕內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的應(yīng)激，減少因Ca2+升高所造成的細(xì)胞損傷[16]。

5 減少興奮性氨基酸釋放，緩解神經(jīng)毒性作用

興奮性氨基酸作為中樞神經(jīng)系統(tǒng)主要的興奮性神經(jīng)遞質(zhì)，包括谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸等。在生理情況下，該類氨基酸在神經(jīng)元之間的信息傳遞過程中發(fā)揮著重要作用，在腦缺血再灌注過程中，該類氨基酸的神經(jīng)毒性作用是損傷腦組織的啟動(dòng)者和執(zhí)行者，不僅可誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，更能直接導(dǎo)致細(xì)胞死亡。

在CIRI中，興奮性氨基酸可促使水和鈉的內(nèi)流導(dǎo)致細(xì)胞水腫變性，激活興奮性氨基酸受體，啟動(dòng)電壓依賴性的鈣離子通道，鈣離子大量?jī)?nèi)流，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)鈣超載。興奮性氨基酸還可促使氧自由基大量地產(chǎn)生，激活NOS產(chǎn)生過量的NO，損傷線粒體膜，使線粒體形成漏，開放線粒體轉(zhuǎn)換孔致使離子平衡紊亂。

丁苯酞可減少低糖低氧損傷后神經(jīng)細(xì)胞的谷氨酸和5-HT的釋放，從而抑制突觸后神經(jīng)元過度興奮、潰變、壞死等“興奮毒性反應(yīng)”。以上這些作用可能是其抗腦缺血的作用機(jī)理之一。

6 減輕血腦屏障破壞，抑制腦水腫

CIRI最明顯的變化是血腦屏障(blood brain barrier BBB)通透性的改變。腦缺血再灌注時(shí)，BBB通透性增高，水和血漿成分漏出到周圍腦組織，引起血管源性腦水腫。細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix,ECM)是BBB基底膜的主要組成成分，主要包括IV型膠原、層黏蛋白及纖維連接蛋白等，它們以基膜或不定形式存在于細(xì)胞外圍，構(gòu)成細(xì)胞生活的微環(huán)境，過濾經(jīng)過內(nèi)皮細(xì)胞進(jìn)入腦內(nèi)血液中的分子物質(zhì)collagen Ⅳ膠原作為微血管基底膜的關(guān)鍵組成部分，缺血后其自身量的變化是BBB破壞的重要指標(biāo)[17]。

基質(zhì)金屬蛋白酶MMP-9可促進(jìn)缺血腦組織毛細(xì)血管破壞，特別是微血管基底膜的損傷，使BBB開放，通透性增加，從而導(dǎo)致腦缺血后繼發(fā)性腦水腫。有資料表明，腦缺血損傷后，MMP-9與血腦屏障損傷的關(guān)系最為密切。高蘭等[18]發(fā)現(xiàn)，丁苯酞可能通過抑制MMP-9表達(dá)，減少基底膜collagen Ⅳ型膠原降解，減輕BBB破壞導(dǎo)致的CIRI，發(fā)揮其腦保護(hù)作用。

7 改善腦缺血區(qū)微循環(huán)和腦能量代謝

腦是能量代謝最活躍的器官,能量是維持細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能所必需的,但是腦的能量?jī)?chǔ)備卻十分有限,腦血流中斷后,能源物質(zhì)特別是ATP、磷酸肌酸生成減少,損害腦細(xì)胞的功能，能量耗竭是局灶性腦缺血再灌注引起組織最早和最直接的損傷[19]。丁苯酞可明顯減少腦組織缺血后乳酸的升高和ATP、磷酸肌酸的降低, 提示NBP可通過改善腦能量代謝發(fā)揮腦保護(hù)作用。

8 延長(zhǎng)溶栓治療時(shí)間窗，爭(zhēng)取更多治療機(jī)會(huì)

臨床上治療缺血性腦卒中的關(guān)鍵是及時(shí)恢復(fù)缺血區(qū)血流灌注，但因存在再灌注時(shí)間窗的問題，如再灌注超過該時(shí)間窗，腦損傷會(huì)比之前加重，即CIRI。研究證實(shí)，腦缺血再通超早期治療的時(shí)間窗為3-4.5h(6h內(nèi))[20]，事實(shí)上只有約1%-2%的患者在該時(shí)間窗內(nèi)進(jìn)行了溶栓治療[21]。

血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)可特異性地作用于內(nèi)皮細(xì)胞，增加血管的通透性及新生血管的形成。張蓓蕾等[22]發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用NBP的大鼠腦缺血再灌注后VEGF蛋白表達(dá)顯著上調(diào)，且用藥時(shí)間越早，缺血再灌注后腦組織中VEGF的表達(dá)越強(qiáng)，對(duì)半暗帶區(qū)腦細(xì)胞的保護(hù)作用越明顯，從而為缺血性腦血管病的溶栓治療提供了更多的可能性。

9 展望

NBP作為目前治療缺血性腦血管疾病的首選藥物，其對(duì)腦缺血再灌注損傷的治療作用已被大量資料所證實(shí)，若預(yù)處理(將丁苯酞提前應(yīng)用)缺血性腦血管疾病的高危人群，能夠起到預(yù)防性的保護(hù)作用，將會(huì)為臨床治療缺血性腦血管疾病提供新的思路，開創(chuàng)新的途徑。

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