原琴琴，周玉敏，顧 兵，劉建濤，李華南，余兆仲

(1. 江西科技師范大學(xué)藥學(xué)院，江西 南昌 330013; 2. 江西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院創(chuàng)傷骨科，江西 南昌 330006)

低劑量甲氨蝶呤的抗炎作用機(jī)制及其在脊髓損傷中應(yīng)用

原琴琴1，周玉敏1，顧 兵1，劉建濤1，李華南2，余兆仲2

(1. 江西科技師范大學(xué)藥學(xué)院，江西 南昌 330013; 2. 江西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院創(chuàng)傷骨科，江西 南昌 330006)

甲氨蝶呤具有抗炎和免疫抑制雙重功效，其藥理機(jī)制復(fù)雜、多樣且相互協(xié)同。該文總結(jié)了低劑量甲氨蝶呤的主要抗炎機(jī)制，包括對JAK/STAT通路和炎癥反應(yīng)細(xì)胞核因子的抑制作用、增加腺苷的累積及細(xì)胞內(nèi)甲氨蝶呤代謝產(chǎn)物(多聚谷氨酸化甲氨蝶呤)的作用等。此外，低劑量甲氨蝶呤可以通過降低脂質(zhì)過氧化物水平、抑制氧化反應(yīng)，抑制繼發(fā)性脊髓損傷的炎癥反應(yīng)，減輕脊髓缺血/再灌注損傷和神經(jīng)性疼痛等一系列藥理機(jī)制發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。作者就低劑量甲氨蝶呤的抗炎作用機(jī)制及其在脊髓損傷中的應(yīng)用進(jìn)行綜述，旨在指導(dǎo)對甲氨蝶呤抗炎功效的進(jìn)一步研究，為脊髓損傷的臨床治療尋找新型藥物提供理論依據(jù)。

甲氨蝶呤；低劑量；脊髓損傷；抗炎作用；JAK/STAT通路；氧化反應(yīng)；腺苷

甲氨蝶呤(methotrexate, MTX)是最早應(yīng)用臨床并取得成功的抗葉酸制劑，為基本抗腫瘤藥物之一。它主要通過抑制二氫葉酸還原酶而阻礙腫瘤細(xì)胞DNA的合成，進(jìn)而抑制腫瘤的生長。作為聯(lián)合化療方案中常用的周期特異性藥物，大劑量或超大劑量MTX化療對腦部腫瘤有較好的療效 但低劑量MTX幾乎無任何作用[1]。近20多年來，人們發(fā)現(xiàn)低劑量的MTX在各種炎癥性疾病和自身免疫性疾病的治療中表現(xiàn)出明顯的療效[2]。由此可見，MTX的藥理作用因使用劑量的高低而明顯不同，低劑量的抗炎作用機(jī)制與高劑量治療靶向惡性疾病的機(jī)制有所差異[3]。由于價(jià)格低廉，療效明顯和長期使用的安全性，低劑量MTX已為疾病修飾抗風(fēng)濕藥物，常用于治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、克羅恩氏病和牛皮癬等炎癥性疾病。近期的國際共識推薦MTX作為類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的一線控制病情抗風(fēng)濕藥[4]。脊髓損傷(spinal cord injury，SCI)會(huì)引起一系列炎癥反應(yīng)。創(chuàng)傷后過度發(fā)生的炎癥反應(yīng)在其病理生理過程中占有重要地位。鑒于低劑量MTX在炎癥和免疫抑制方面有良好的療效，以及抗炎在SCI治療中的重要性，本文總結(jié)了低劑量MTX發(fā)揮抗炎作用的相關(guān)藥理機(jī)制，為進(jìn)一步明確低劑量MTX臨床應(yīng)用于SCI治療提供理論指導(dǎo)。

1 低劑量MTX抗炎作用機(jī)制

1.1 抑制JAK/STAT通路 酪氨酸激酶信號轉(zhuǎn)導(dǎo)子與轉(zhuǎn)錄激活因子通路(janus kinase-signal transducer and activator of transcription，JAK/STAT)傳遞過程相對簡單，主要由酪氨酸激酶相關(guān)受體、酪氨酸激酶JAK和轉(zhuǎn)錄因子STAT三部分組成。該通路可以轉(zhuǎn)導(dǎo)多種細(xì)胞因子的細(xì)胞內(nèi)信號，涉及炎癥、免疫、細(xì)胞凋亡、細(xì)胞增殖分化等多種病理生理過程。JAK/STAT是一個(gè)轉(zhuǎn)導(dǎo)與人體平衡狀態(tài)相關(guān)的生長因子和細(xì)胞因子的信號通路。在典型的JAK/STAT通路，包括如IL-2、IL-6、IL-12等促炎性細(xì)胞因子與多種配體結(jié)合跨膜受體，結(jié)合后導(dǎo)致JAKs活化，即酪氨酸及其細(xì)胞內(nèi)殘留受體的活化。過度活化JAK/STAT信號傳導(dǎo)通路會(huì)導(dǎo)致靶細(xì)胞的生物學(xué)功能異常活躍，往往會(huì)對機(jī)體造成嚴(yán)重傷害。因此，負(fù)調(diào)控JAK/STAT通路對維持機(jī)體的穩(wěn)定性起著重要作用。JAK/STAT通路在SCI、蛛網(wǎng)膜下腔出血、腦腫瘤和腦缺血等多種中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病中可被激活，與人類自身免疫性疾病密切相關(guān)，而且JAKs正在成為治療免疫介導(dǎo)的疾病的靶點(diǎn)[5]。Thomas等[6]研究表明，低劑量MTX應(yīng)用可抑制JAK/STAT信號通路的活化， 對與JAK/STAT信號通路相關(guān)的血液系統(tǒng)惡性腫瘤患者有良好的治療效果。MTX是一種低成本的JAK/STAT信號通路抑制劑[7]，且MTX對STAT3磷酸化作用不可被葉酸逆轉(zhuǎn)。MTX抑制JAK/STAT信號通路的部分機(jī)制是通過影響葉酸的代謝來抑制STATS的磷酸化。因?yàn)橛腥~酸的存在可抑制STAT磷酸化，且MTX與葉酸有相同的轉(zhuǎn)運(yùn)途徑。MTX可能是通過降低細(xì)胞內(nèi)藥物的濃度，或者降低JAK/STAT信號通路相應(yīng)配體的生理刺激水平而降低該信號通路的活性，從而發(fā)揮細(xì)胞藥物的治療作用。綜上所述，抑制JAK/STAT信號通路可能是低劑量MTX發(fā)揮抗炎和免疫抑制作用的重要機(jī)制之一。

1.2 抑制炎癥反應(yīng)和免疫反應(yīng) 炎癥反應(yīng)時(shí)，一些來自血液和單核巨噬細(xì)胞系統(tǒng)的炎癥細(xì)胞集中于炎癥病灶，參與炎癥反應(yīng)和免疫反應(yīng)。低劑量MTX可以抑制細(xì)胞增殖和組胺等炎癥介質(zhì)的反應(yīng)發(fā)揮很強(qiáng)的抗炎作用。在炎癥和免疫反應(yīng)中，如TNF和IL-1等細(xì)胞因子作為起主要作用的信使，正在成為治療慢性關(guān)節(jié)炎的重要靶向目標(biāo)[8]。類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎是以免疫功能紊亂為特征的自身免疫性疾病，會(huì)造成關(guān)節(jié)滑膜炎癥反應(yīng)。MTX可糾正類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者免疫功能異常，緩解炎癥反應(yīng)，減輕自身免疫反應(yīng)所造成的關(guān)節(jié)軟骨破壞。有研究表明MTX可抑制單核細(xì)胞中產(chǎn)生IL-1，而不是降低血清中的IL-1[9]?；ず腿硐到y(tǒng)性炎癥與大量可溶性介質(zhì)的變化有關(guān)。這些介質(zhì)包括脂質(zhì)衍生物如前列腺素、白三烯和血小板活化因子、補(bǔ)體活化產(chǎn)物、細(xì)胞因子、趨化因子和生長因子等。低劑量MTX治療可以直接影響這些因子的合成或降解，或間接改變這些介質(zhì)所介導(dǎo)的細(xì)胞反應(yīng)。低劑量MTX可以抑制炎癥反應(yīng)細(xì)胞核因子-κB(NF-κB)的活性，進(jìn)而抑制細(xì)胞因子粘附分子和趨化因子等多種炎癥介質(zhì)的釋放，阻斷炎癥細(xì)胞活化及其粘附在組織中的聚集，抑制誘生型一氧化氮合成酶，使炎癥反應(yīng)得以控制[10]。MTX具有很強(qiáng)的免疫抑制作用，它能選擇性的作用于增殖中的細(xì)胞，阻止免疫母細(xì)胞的進(jìn)一步分裂增殖，產(chǎn)生體液免疫和細(xì)胞免疫作用[11]。MTX可與二氫葉酸還原酶結(jié)合，阻止二氫葉酸還原為活潑的四氫葉酸，阻斷脫氧核糖核酸及核糖核酸的合成。由于核蛋白合成較少，故可抑制細(xì)胞增殖和復(fù)制，這是低劑量MTX可以抑制過度的自身免疫現(xiàn)象的原因。在膠原誘導(dǎo)的小鼠關(guān)節(jié)炎模型中，低劑量MTX特異性調(diào)節(jié)由T細(xì)胞和巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的細(xì)胞因子[12]。

1.3 增加腺苷的積累 腺苷介導(dǎo)的抗炎作用在低劑量MTX的抗炎機(jī)制中占有非常重要的地位[13]。MTX可以抑制淋巴細(xì)胞中腺苷的脫氨基作用，增強(qiáng)腺苷誘導(dǎo)的血管舒張功能。低劑量MTX應(yīng)用可促進(jìn)炎癥部位細(xì)胞外腺苷的釋放，增加腺苷的累積從而發(fā)揮抗炎作用。MTX通過對二氫葉酸還原酶的競爭性抑制，減少嘌呤和嘧啶的從頭合成，阻止產(chǎn)生有活性的四氫葉酸而抑制DNA的生物合成。MTX通過抑制二氫葉酸還原酶，抑制由蛋氨酸和S-腺苷甲硫氨酸產(chǎn)生的有淋巴毒性的多胺，降低四氫葉酸和甲基四氫葉酸的甲基供體水平。MTX通過抑制5-氨基咪唑-4-甲酰胺核糖核苷酸(5-aminoimidazole-4-carboxamide ribonucleotide, AICAR)甲酰轉(zhuǎn)移酶，并進(jìn)一步抑制腺苷酸脫氨酶，降低腺苷酸和腺苷分別分解代謝成肌苷酸和肌苷。這一系列反應(yīng)最終導(dǎo)致了腺苷的積累，由此帶來MTX的抗炎特性。

腺苷是由嘌呤核苷酸的磷酸化作用生成的一種嘌呤核苷，通過腺苷受體對中樞神經(jīng)系統(tǒng)(central nervous system，CNS)有多方面的生理與病理作用，被認(rèn)為是CNS的抑制性神經(jīng)遞質(zhì)。腺苷及其受體作為炎癥反應(yīng)的反饋調(diào)節(jié)作用已經(jīng)確立。它能夠抑制中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞的趨化作用，發(fā)揮抗炎作用[14]。細(xì)胞外腺苷可以和細(xì)胞表面的不同跨膜腺苷受體(如A1、A2α、A2β及A3受體)相結(jié)合，產(chǎn)生不同的生物學(xué)效應(yīng)。目前研究認(rèn)為，腺苷與腺苷受體A2、A3的結(jié)合可使炎癥細(xì)胞產(chǎn)生免疫抑制作用。腺苷與巨噬細(xì)胞膜上的A2α受體結(jié)合，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)環(huán)磷酸腺苷分泌增多，從而抑制巨噬細(xì)胞的吞噬作用，并抑制前炎癥因子TNF、γ-干擾素(Interferon-γ，IFN-γ)、IL-2、IL-12的分泌及基因表達(dá)，同時(shí)可促進(jìn)抗炎因子IL-6、IL-10的分泌。腺苷與淋巴膜上的A2α、A3受體結(jié)合也可抑制淋巴細(xì)胞的增殖并減少其分泌TNF、IL-8、IL-12及IFN-γ[15]。中性粒細(xì)胞的活化是急性炎癥反應(yīng)的細(xì)胞標(biāo)志之一，會(huì)產(chǎn)生超氧陰離子等氧自由基，誘導(dǎo)細(xì)胞損傷。而腺苷可以抑制中性粒細(xì)胞的激活和趨化，進(jìn)而減少受刺激的中性粒細(xì)胞產(chǎn)生的氧自由基和其它有害的介質(zhì)。中性粒細(xì)胞粘附于內(nèi)皮細(xì)胞，可以被一定的腺苷受體亞型激活，也可被其它類型的腺苷受體抑制[16]。被TNF激活的中性粒細(xì)胞釋放血管內(nèi)皮生長因子，并被誘導(dǎo)遷移穿過血管內(nèi)皮，增加炎癥環(huán)境下血管通透性。而腺苷可以抑制中性粒細(xì)胞的上述活動(dòng)，改變中性粒細(xì)胞粘附分子(如L-選擇素、β2整合素)的表達(dá)能力[17]。激活的中性粒細(xì)胞也可以釋放5′-單磷酸腺苷。當(dāng)5′-單磷酸腺苷去磷酸化為腺苷，直接增強(qiáng)細(xì)胞內(nèi)皮的屏障功能[18]。

1.4 細(xì)胞內(nèi)MTX代謝產(chǎn)物作用 MTX存在細(xì)胞內(nèi)代謝，當(dāng)它進(jìn)入體內(nèi)后，其在血漿中的濃度迅速下降，其主要成分通過還原性葉酸載體進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，在多聚谷氨酸合成酶的作用下轉(zhuǎn)化為多聚谷氨酸化甲氨蝶呤發(fā)揮治療作用。多聚谷氨酸化甲氨蝶呤在細(xì)胞內(nèi)可蓄積長達(dá)1個(gè)月甚至數(shù)月，之后多聚谷氨酸化甲氨蝶呤則在γ-谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶作用下重新轉(zhuǎn)化為MTX后離開細(xì)胞[19]。大量研究表明，多聚谷氨酸化甲氨蝶呤的濃度與MTX治療類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的療效關(guān)系極為密切[20]，且白血病細(xì)胞內(nèi)多聚谷氨酸化甲氨蝶呤的含量與治療結(jié)果密切相關(guān)。高劑量MTX治療時(shí)細(xì)胞內(nèi)多聚谷氨酸化甲氨蝶呤含量明顯高于低劑量時(shí)，并與血藥濃度呈正相關(guān)。多聚谷氨酸化甲氨蝶呤與MTX的治療作用關(guān)系極為密切且與其具有相同的藥理作用：抑制二氫葉酸還原酶，阻礙DNA、RNA及部分蛋白質(zhì)的合成；抑制T和B淋巴細(xì)胞，抑制致炎因子，抑制中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞趨化作用[21]。多聚谷氨酸化甲氨蝶呤是AICAR的有效抑制劑，阻礙AICAR轉(zhuǎn)化為甲酰化AICAR。AICAR能夠抑制腺苷脫氨酶，減少腺苷的降解，增加細(xì)胞內(nèi)腺苷的濃度。隨著細(xì)胞內(nèi)腺苷和5-P的增加，它們會(huì)進(jìn)入細(xì)胞外環(huán)境。在胞外環(huán)境，5-P腺苷轉(zhuǎn)化為腺苷，優(yōu)先與A2α受體結(jié)合。結(jié)合后，促使胞內(nèi)環(huán)磷腺苷水平增加，高水平cAMP產(chǎn)生一系列抗炎效應(yīng)，如減少TNF、TNF-γ、IL-12、IL-6的分泌，抑制吞噬作用[22]。

2 低劑量MTX對脊髓損傷的治療作用

SCI引起的一系列炎癥反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致脊髓組織內(nèi)和浸潤的炎癥細(xì)胞釋放大量的促炎癥介質(zhì)和神經(jīng)毒素，產(chǎn)生氧自由基和亞硝基復(fù)合物導(dǎo)致細(xì)胞損害，進(jìn)而產(chǎn)生神經(jīng)功能障礙。繼發(fā)性SCI是在原發(fā)性損傷基礎(chǔ)上發(fā)生的多種信號通路參與的一系列生理生化反應(yīng)，如氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)、脊髓缺血/再灌注損傷等。MTX以往作為抗炎藥和抗腫瘤藥應(yīng)用于臨床，近年來的研究發(fā)現(xiàn)其可在SCI修復(fù)過程中發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。低劑量MTX可通過抗炎和抗氧化等作用控制損傷進(jìn)程的發(fā)展，影響神經(jīng)細(xì)胞凋亡進(jìn)程。大劑量甲強(qiáng)龍(Methylprednisolone，MP)沖擊治療的時(shí)間窗短是目前其應(yīng)用于臨床的一大弊端，低劑量MTX作為抗炎藥長期臨床應(yīng)用已證實(shí)了其給藥時(shí)間具有靈活性，且低劑量藥物治療副作用相對較小。

2.1 抑制繼發(fā)性炎癥反應(yīng), 減輕炎癥損傷 炎癥反應(yīng)是損傷后機(jī)體與致炎因子相抗?fàn)幍倪^程，具有保護(hù)組織和促進(jìn)損傷進(jìn)程的雙重作用。一方面，免疫系統(tǒng)被激活后可清除壞死細(xì)胞，使受損組織和創(chuàng)面得到修復(fù)；另一方面，由于損傷后血腦屏障被破壞導(dǎo)致中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞等向損傷部位大量遷移，炎性細(xì)胞在吞噬細(xì)胞碎片的同時(shí)釋放蛋白酶和氧自由基等神經(jīng)毒性物質(zhì)，造成細(xì)胞膜損傷并引起神經(jīng)元及膠質(zhì)細(xì)胞凋亡，參與形成膠質(zhì)瘢痕過程。SCI早期炎癥反應(yīng)是一個(gè)綜合的過程，涉及固有小膠質(zhì)細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、小膠質(zhì)細(xì)胞和樹突細(xì)胞的浸潤。SCI早期中性粒細(xì)胞迅速進(jìn)入損傷區(qū)域，并在24 h達(dá)到峰值，活化的中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞通過釋放細(xì)胞因子、自由基、花生四烯酸和蛋白酶產(chǎn)生神經(jīng)細(xì)胞毒性[23]。研究表明在損傷情況下，CNS細(xì)胞包括小膠質(zhì)細(xì)胞可產(chǎn)生促炎性細(xì)胞因子，而中性粒細(xì)胞的活化和聚集正是受這種細(xì)胞因子調(diào)控。低劑量MTX減少了損傷部位的中性粒細(xì)胞數(shù)，減少合成有毒性促炎性細(xì)胞生長因子，能降低促炎性因子表達(dá), 減輕炎癥反應(yīng)[24]。雖然其確切的作用機(jī)制尚未澄清，低劑量MTX促進(jìn)細(xì)胞外炎癥部位的腺苷積累是其可能機(jī)制。腺苷與其受體相互作用(腺苷A2受體)刺激炎性細(xì)胞，抑制一些細(xì)胞因子如IL-1、IL-4、IL-6、IL-13、IFN-γ、白三烯、粒細(xì)胞巨噬細(xì)胞集落刺激因子等的分泌及基因表達(dá)。腺苷也能抑制超氧化物、一氧化氮和由單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞釋放TNF。腺苷通過抑制被刺激的中性粒細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞粘附產(chǎn)生的有毒氧代謝產(chǎn)物而發(fā)揮其保護(hù)細(xì)胞的作用。

2.2 降低脂質(zhì)過氧化物水平，抑制氧化反應(yīng) 氧化應(yīng)激是損傷機(jī)體活性氧的過量產(chǎn)生超出了機(jī)體自身抗氧化能力，而導(dǎo)致氧化產(chǎn)物積累，對損傷組織造成破壞的過程。它是脊髓繼發(fā)性損傷過程中的一種主要參與機(jī)制。由于脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和核酸等生物大分子易被過量的活性自由基氧化，改變自身的分子結(jié)構(gòu)和活性，破壞細(xì)胞膜及線粒體的功能，最終導(dǎo)致細(xì)胞的死亡[25]。已報(bào)道低劑量MTX可在多種疾病發(fā)展過程中降低自由基產(chǎn)生，從而達(dá)到抑制損傷程度擴(kuò)大的治療效果[26-27]。CNS損傷后產(chǎn)生大量的乳酸和谷氨酸等，為氧化反應(yīng)發(fā)生提供了合適的酸環(huán)境，使CNS內(nèi)含有的大量不飽和脂肪酸發(fā)生氧化，生成MDA、HNE等活性醛類化合物，以及類二十烷酸化物[28]。Sanli等[24]報(bào)道大鼠脊髓挫傷后24 h使用低劑量MTX治療，能夠明顯減輕急性炎癥早期的嗜中性粒細(xì)胞浸潤和相關(guān)的脂質(zhì)過氧化損傷。Bakar等[29]研究表明，在大鼠脊髓壓迫損傷后5 d，結(jié)合低劑量MTX的MP治療與單純的MP治療相比更能降低損傷組織的脂質(zhì)過氧化水平。由于大量基質(zhì)金屬蛋白酶、活性氧以及中性粒細(xì)胞釋放的TNF，導(dǎo)致中性粒細(xì)胞和固有細(xì)胞(指神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞)的接觸，從而增加固有免疫細(xì)胞的毒性。SCI后，損傷部位的髓鞘退化可導(dǎo)致髓鞘碎片，可抑制樹突細(xì)胞祖細(xì)胞成熟，脫髓鞘可導(dǎo)致軸索變性和損失。此外，軸索變性可導(dǎo)致?lián)p傷遠(yuǎn)端出現(xiàn)膠質(zhì)增生。透射電鏡觀察比較受傷和未受傷脊髓超微結(jié)構(gòu)的變化，發(fā)現(xiàn)低劑量MTX對細(xì)胞器有明顯的保護(hù)作用，特別是對含有髓鞘的軸突和線粒體。低劑量MTX在大鼠SCI亞急性期降低脂質(zhì)過氧化物水平，且在繼發(fā)性SCI中有著優(yōu)于MP的治療作用[30]。

2.3 減輕脊髓缺血/再灌注損傷，減輕神經(jīng)性疼痛 脊髓缺血/再灌注損傷是涉及細(xì)胞凋亡、脂質(zhì)過氧化、自由基生成增加、細(xì)胞內(nèi)鈣超載、興奮性毒性產(chǎn)物增加等多個(gè)方面的病理生理過程，可導(dǎo)致神經(jīng)元的損傷，加劇繼發(fā)性損傷。細(xì)胞凋亡是由體內(nèi)外某些因素觸發(fā)細(xì)胞內(nèi)預(yù)存的死亡程序而導(dǎo)致的細(xì)胞主動(dòng)死亡方式。目前，治療脊髓缺血/再灌注損傷最常用是類固醇激素的抗炎作用，如MP可以減輕細(xì)胞凋亡，在SCI中表現(xiàn)出有意義的神經(jīng)保護(hù)作用。短暫缺血之后，組織細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞釋放出腺苷，腺苷通過激動(dòng)腺苷受體調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝，對隨后的缺血損傷產(chǎn)生保護(hù)作用，即發(fā)揮缺血適應(yīng)性作用。Kertmen等[31]研究證實(shí)，低劑量MTX可以通過減輕炎癥、脂質(zhì)過氧化、氧化應(yīng)激和抑制細(xì)胞凋亡等作用，保護(hù)脊髓的正常組織形態(tài)和超微結(jié)構(gòu)，改善運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能, 可以有效治療兔脊髓缺血/再灌注損傷。因此，低劑量MTX已被證明對脊髓缺血/再灌注損傷至少和MP一樣有效，為進(jìn)一步應(yīng)用于SCI后有前途的藥物。低劑量MTX也可以通過限制梗死面積保護(hù)心臟缺血/再灌注損傷。小膠質(zhì)細(xì)胞(microglial cell，MG)的激活對神經(jīng)損傷后疼痛的產(chǎn)生至關(guān)重要。激活的MG可以釋放一系列神經(jīng)活性物質(zhì)，如神經(jīng)生長因子和NO等增強(qiáng)痛覺的物質(zhì)并引發(fā)疼痛。阻斷脊髓MG活化可抑制或減輕多種疼痛增強(qiáng)免疫反應(yīng)。這些從MG釋放的神經(jīng)活性物質(zhì)作用于脊髓背角的痛覺傳遞神經(jīng)元使其處于敏化狀態(tài)。同時(shí)，活化的MG也可釋放TNF、IL-6等前炎性細(xì)胞因子。激活的MG可釋放腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子，作為MG與神經(jīng)元之間的一個(gè)關(guān)鍵信號蛋白，通過分布在脊髓后角第一層的TrkB受體(酪氨酸激酶受體，BNDF特異性受體)，除極化改變氯離子在神經(jīng)細(xì)胞膜兩邊的分布。這可導(dǎo)致激發(fā)抑制性氨基酸類遞質(zhì)γ-氨基丁酸，從而引起疼痛。在神經(jīng)病理性疼痛中，RhoA/rock通路介導(dǎo)p38 MAPK活化和脊髓小膠質(zhì)細(xì)胞P2Y12/13受體下端形態(tài)學(xué)的改變[32]。Schol等[33]研究發(fā)現(xiàn)神經(jīng)損傷后早期鞘內(nèi)注射MTX，以不引起毒副作用的劑量可以降低脊髓組織小膠質(zhì)細(xì)胞的活化，減少p38磷酸化，進(jìn)而減少大鼠神經(jīng)性疼痛行為。因此，低劑量MTX在周圍神經(jīng)病理性疼痛模型上具有免疫抑制和鎮(zhèn)痛作用。

此外，低劑量MTX還與抑制神經(jīng)細(xì)胞凋亡，修復(fù)SCI有其它間接相關(guān)聯(lián)的機(jī)制，有待進(jìn)一步深入細(xì)致的研究。JAK-STAT信號通路與神經(jīng)再生和損傷區(qū)膠質(zhì)瘢痕的形成有關(guān)。該通路在神經(jīng)保護(hù)中的作用主要通過調(diào)節(jié)神經(jīng)干細(xì)胞分化和神經(jīng)祖細(xì)胞增殖，刺激反應(yīng)性星形膠質(zhì)細(xì)胞分泌多肽[34]。JAK2/STAT3信號通路的激活參與了大鼠SCI后的繼發(fā)性損傷，而凋亡被認(rèn)為是SCI導(dǎo)致神經(jīng)元死亡的主要機(jī)制之一[35-36]。因此，低劑量MTX可能通過JAPK2激酶調(diào)節(jié)STAT3蛋白的磷酸化達(dá)到抑制細(xì)胞凋亡，從而對SCI起到神經(jīng)保護(hù)作用。腺苷以腺苷三磷酸(ATP)或腺苷二磷酸(ADP)形式轉(zhuǎn)移能量，是用于合成三磷酸腺苷(ATP)、腺嘌呤、腺苷酸、阿糖腺苷的重要中間體。在大鼠體內(nèi)三磷酸腺苷通過激活 mTOR/STAT3 信號通路，誘導(dǎo)內(nèi)源性神經(jīng)干細(xì)胞增殖、分化為神經(jīng)元，促進(jìn)大鼠SCI修復(fù)[37]。臨床長期使用低劑量MTX可引起血及尿中尿酸水平增高[38]。尿酸是人體內(nèi)一種很重要的抗氧化劑、鐵螯合劑、自由基清除劑，并且可作為一種中樞神經(jīng)系統(tǒng)抗氧化劑而減輕繼發(fā)性SCI[39-40]。這可能提示：低劑量MTX治療在產(chǎn)生免疫調(diào)節(jié)和抗炎療效的同時(shí)，也提高了內(nèi)源性尿酸的水平，需要更進(jìn)一步深入的研究。

3 結(jié)語

綜上所述，低劑量MTX通過對JAK/STAT通路和抑制炎癥反應(yīng)和免疫反應(yīng)、增加腺苷的積累及細(xì)胞內(nèi)甲氨蝶呤代謝產(chǎn)物(多聚谷氨酸化MTX)的作用等發(fā)揮抗炎功效。此外，低劑量MTX可以降低脂質(zhì)過氧化物水平、抑制氧化反應(yīng)，抑制繼發(fā)性SCI的炎癥反應(yīng)，減輕脊髓缺血/再灌注損傷和神經(jīng)性疼痛等一系列藥理機(jī)制產(chǎn)生神經(jīng)保護(hù)作用。臨床高劑量MTX可以作為化療藥物治療各種不同類型白血病等頑固性疾病的治療，而低劑量MTX可以治療血管炎等[41]累及中樞神經(jīng)系統(tǒng)的炎癥性疾病。因此，價(jià)格低廉的低劑量MTX有望成為治療SCI的潛在藥物之一。目前，國內(nèi)外對于大劑量MTX治療腫瘤的藥動(dòng)學(xué)研究較多，但關(guān)注小劑量MTX治療自身免疫疾病相關(guān)的藥動(dòng)學(xué)較少。如何取得MTX藥物治療的最佳療效將是低劑量MTX直接應(yīng)用于臨床有待解決的問題。

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Anti-inflammatory mechanism of low dose methotrexate and its application in spinal cord injury

YUAN Qin-qin1, ZHOU Yu-min1, GU Bing1, LIU Jian-tao1, LI Hua-nan2, YU Zhao-zhong2

(1.CollegeofPharmacy,JiangxiScience&TechnologyNormalUniversity,Nanchang330013，China； 2.DeptofTraumaticOrthopedics,theAffiliatedHospitalofJiangxiUniversityofTraditionalChineseMedicine,Nanchang330006，China)

Methotrexate (MTX) has dual effects of anti-inflammatory and immune suppression, and its pharmacological mechanism is complex, diverse and synergistic. This paper summarizes the main anti-inflammatory mechanism of low-dose MTX, including inhibition of JAK/STAT pathway, inhibition of inflammatory reaction and immune response, increasing the accumulation of adenosine and the function of intracellular metabolites (methotrexate polyglutamate). In addition, low-dose MTX can inhibit oxidation by decreasing the level of lipid peroxidation, suppress the inflammatory response to secondary spinal cord injury, reduce spinal cord ischemia reperfusion injury and neuropathic pain, thus playing a neuroprotective role by a series of pharmacological mechanism. The anti-inflammatory mechanism of low-dose MTX and its application in spinal cord injury were reviewed, to guide the further research on the anti-inflammatory effect of MTX, and provide a theoretical basis for new drugs for clinical treatment of spinal cord injury.

methotrexate；low dose；spinal cord injury；anti-inflammatory effect；JAK/STAT pathway；oxidative reaction；adenosine

時(shí)間：2017-3-4 11:49

http://kns.cnki.net/kcms/detail/34.1086.R.20170304.1149.010.html

2016-10-24，

2016-12-03

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No 30960448); 江西省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No 20142BAB205023);江西省教育廳科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目(No GJJ14603);江西科技師范大學(xué)第十屆本科生科研基金項(xiàng)目

原琴琴(1989 -)，女，碩士生，研究方向：神經(jīng)免疫學(xué)，E-mail: yuanqinqinsxjc@163.com； 顧 兵(1971 -)，男，博士后，教授，研究方向：神經(jīng)精神藥物學(xué)，通訊作者，E-mail: bguemory@hotmail.com

10.3969/j.issn.1001-1978.2017.03.005

A

1001-1978(2017)03-0312-05

R364.5；R651.202.2；R971.1；R979.12