江 珊綜述， 俞曉飛審校

炎癥損傷是腦出血后促成腦損傷的重要因素，其始動(dòng)環(huán)節(jié)是小膠質(zhì)細(xì)胞的活化，繼而炎癥細(xì)胞滲出、炎癥介質(zhì)釋放，交叉應(yīng)答后通過(guò)多種不同信號(hào)通路造成血腦屏障破壞、組織水腫、細(xì)胞死亡等腦組織病理性變化。近年來(lái)針對(duì)腦出血后炎癥損傷機(jī)制的研究層出不窮，各種炎癥損傷信號(hào)通路的提出使腦出血的靶向治療成為可能，但其臨床死亡率和致殘率卻未見(jiàn)明顯改善。本文綜述了近年來(lái)腦出血后炎癥損傷相關(guān)信號(hào)通路的研究及其進(jìn)展，旨在為研究者提供新的思路和方法。

腦出血是神經(jīng)內(nèi)科的一種常見(jiàn)疾病，其發(fā)病率占全部腦卒中的10%～15%[1～3]。過(guò)去20年里，腦出血的高死亡率及高致殘率并未隨著醫(yī)學(xué)的進(jìn)步而降低[4]，雖然對(duì)其損傷機(jī)制的研究探討已相當(dāng)深入，但改善其臨床療效仍有一定的困難，而這也正是我們需要努力的方向。

腦出血發(fā)生后，血腫形成，機(jī)械性壓迫周?chē)X組織，造成初級(jí)損傷；同時(shí)血腫中血液成分如紅細(xì)胞、凝血因子等會(huì)激發(fā)細(xì)胞毒性、興奮毒性、氧化應(yīng)激反應(yīng)和炎癥反應(yīng)，造成繼發(fā)損傷[5]。臨床數(shù)據(jù)表明，腦出血體積、血腫擴(kuò)大程度均與臨床不良結(jié)局相關(guān)，因此早期去除顱內(nèi)血腫至關(guān)重要[6]。但Mendelow等[7]研究表明，早期外科去除血腫并未有效改善臨床結(jié)局。因此，血腫造成的繼發(fā)損傷成為影響腦出血結(jié)局的關(guān)鍵因素[8]。大量研究[9，10]表明炎癥損傷是介導(dǎo)繼發(fā)損傷的主要病理機(jī)制，最終造成血腦屏障破壞、組織水腫、細(xì)胞死亡等病理性變化。

目前國(guó)內(nèi)外腦出血后炎癥損傷機(jī)制研究主要涉及小膠質(zhì)細(xì)胞活化、血腦屏障通透性改變、組織水腫、細(xì)胞凋亡等，且已深入至信號(hào)通路方面。如何有效阻斷炎癥損傷信號(hào)通路為腦出血治療提供了研究方向，但因信號(hào)通路機(jī)制的復(fù)雜性所在，學(xué)者們各抒己見(jiàn)，觀點(diǎn)不一。神經(jīng)血管單元(neurovascular unit，NVU)是神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能單位，由神經(jīng)元、血腦屏障(blood brain barrier，BBB)、小膠質(zhì)細(xì)胞及細(xì)胞外基質(zhì)構(gòu)成，其中BBB是其核心組成，成分包含星形膠質(zhì)細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞、周細(xì)胞、緊密連接及基底膜[11]。本文主要對(duì)腦出血后神經(jīng)血管單元炎癥損傷相關(guān)信號(hào)通路研究進(jìn)展作一綜述。

1 小膠質(zhì)細(xì)胞活化與極化相關(guān)信號(hào)通路

小膠質(zhì)細(xì)胞作為中樞神經(jīng)系統(tǒng)中重要的固有免疫細(xì)胞，是第一個(gè)對(duì)腦出血損傷迅速反應(yīng)的非神經(jīng)元細(xì)胞。生理狀態(tài)下，小膠質(zhì)細(xì)胞通過(guò)細(xì)胞突起監(jiān)測(cè)周?chē)h(huán)境，維護(hù)著神經(jīng)元、血腦屏障、基質(zhì)的穩(wěn)態(tài)；一旦腦出血發(fā)生，即被迅速激活，通過(guò)吞噬作用清除血腫及壞損細(xì)胞碎片，為組織修復(fù)創(chuàng)建有利環(huán)境。但過(guò)量激活后，其將釋放促炎癥因子誘導(dǎo)循環(huán)系統(tǒng)中炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)，后者繼而釋放大量炎癥因子并通過(guò)不同信號(hào)通路誘發(fā)炎癥瀑布反應(yīng)，最終造成血腦屏障破壞、組織水腫、細(xì)胞死亡等病理性變化[12]。目前關(guān)于小膠質(zhì)細(xì)胞的信號(hào)通路研究集中在其活化和極化二個(gè)方面。

1.1 活化相關(guān)信號(hào)通路 腦出血后1 h內(nèi)，小膠質(zhì)細(xì)胞即表達(dá)上升，72 h到達(dá)高峰并持續(xù)至3～4 w[5，13]。Lin等[14]研究表明腦出血早期壞死神經(jīng)元、血腫成分如凝血酶、纖維蛋白、亞鐵血紅素等可激活CD11b+小膠質(zhì)細(xì)胞，上調(diào)Toll 樣受體 4(TLR4)表達(dá)，并通過(guò)髓樣分化因子 88(MyD-88)和β干擾素TIR結(jié)構(gòu)域銜接蛋白(TRIF)通路活化核因子-κB(NF-κB)，后者上調(diào)促炎癥因子基因表達(dá)，進(jìn)而加劇炎癥反應(yīng)。除了TLR外，凝血酶通過(guò)PAR-1(protease-activated receptor-1，PAR-1)通路[15]或MAPK (mitogen activated protein kinase，MAPK)通路[16]同樣能激活小膠質(zhì)細(xì)胞。近期學(xué)者們從自噬角度研究小膠質(zhì)細(xì)胞活化反應(yīng)，Shi等[17]發(fā)現(xiàn)IL-17A通過(guò)自噬基因ATG5和ATG7能夠促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞的活化，利用RNA干擾則抑制了自噬反應(yīng)和小膠質(zhì)細(xì)胞的活化；Yuan等[18]也提出自噬基因BECN1和ATG5在刺激小膠質(zhì)細(xì)胞活化中發(fā)揮著重要作用。

1.2 極化相關(guān)信號(hào)通路 小膠質(zhì)細(xì)胞活化后表達(dá)了兩種類(lèi)型的細(xì)胞，即具有促炎性作用的M1型和抗炎性作用的M2型[19，20]；其活化后最初表達(dá)的是M2型，吞噬紅細(xì)胞及清除破損細(xì)胞碎片以為組織修復(fù)創(chuàng)造有利微環(huán)境。但隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，小膠質(zhì)細(xì)胞的活化表達(dá)分型開(kāi)始向M1型轉(zhuǎn)化，該型細(xì)胞釋放大量炎癥介質(zhì)如IL-1β、IL-6、TNF-α誘發(fā)炎癥瀑布反應(yīng)，造成一系列腦損傷[21]。近期Chang等[22]通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究表明小膠質(zhì)細(xì)胞在腦出血后1～1.5 h即已活化，并最初呈現(xiàn)M2型保護(hù)作用。但隨著時(shí)間延遲，其表現(xiàn)型呈現(xiàn)混合態(tài)，最終成為經(jīng)典M1表現(xiàn)型，后誘發(fā)炎癥反應(yīng)。該實(shí)驗(yàn)同時(shí)證明了M2型小膠質(zhì)細(xì)胞在促進(jìn)腦出血后血腫吸收及改善神經(jīng)功能缺損中的重要作用。Yu等[23]研究同樣證明了這一觀點(diǎn)，他們利用miR-124模擬物及抑制劑干預(yù)腦出血小鼠模型，結(jié)論表明miR-124通過(guò)C/EBP-α信號(hào)通路調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細(xì)胞向M2型轉(zhuǎn)化，從而減輕腦出血后炎癥損傷。另一研究[24]利用生松素干預(yù)腦出血小鼠模型，結(jié)果顯示生松素能夠減少經(jīng)典M1型小膠質(zhì)細(xì)胞，而對(duì)M2型小膠質(zhì)細(xì)胞無(wú)影響；實(shí)驗(yàn)結(jié)論表明抑制M1小膠質(zhì)細(xì)胞活性能夠減輕腦出血后血腫體積及改善神經(jīng)功能缺損。因此，誘導(dǎo)小膠質(zhì)細(xì)胞向M2型轉(zhuǎn)化或抑制其M1型活性有可能成為緩解腦出血后炎癥損傷的突破點(diǎn)。

Chang等[22]關(guān)于小膠質(zhì)細(xì)胞極化促進(jìn)腦出血后血腫吸收的研究發(fā)現(xiàn)，腦出血小鼠腹腔注射IL-10，能夠加速血腫吸收；而使用IL-10拮抗劑時(shí)，小膠質(zhì)細(xì)胞吞噬作用減弱，表明IL-10信號(hào)通路可能介導(dǎo)了小膠質(zhì)細(xì)胞的極化。Zhou的研究[25]進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，調(diào)節(jié)性T細(xì)胞能夠通過(guò)IL-10/GSK3b/PTEN信號(hào)通路促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞向M2型轉(zhuǎn)化從而緩解腦出血后炎癥損傷。不同的是，Yang的研究[9]提出調(diào)節(jié)性T細(xì)胞緩解腦出血后炎癥損傷作用是通過(guò)JNK/ERK通路活化NF-κB后抑制小膠質(zhì)細(xì)胞的活化實(shí)現(xiàn)的。此外，F(xiàn)ang等[26]研究認(rèn)為抑制TLR4能夠上調(diào)小膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)CD36以促進(jìn)血腫吸收。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)TLR4-/-小鼠或MyD-88-/-小鼠或使用TLR4拮抗劑TAK-242小鼠腦出血血腫區(qū)域CD36表達(dá)均上升，且血腫吸收明顯被促進(jìn)；而CD36基因缺陷小鼠血腫吸收則明顯減慢；結(jié)論表明腦出血后抑制TLR4信號(hào)通路上調(diào)小膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)CD36是促進(jìn)血腫吸收的重要路徑。Lan等[24]進(jìn)一步研究認(rèn)為這與M1型小膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)減少相關(guān)。但關(guān)于小膠質(zhì)細(xì)胞表型與CD36分子表達(dá)關(guān)系仍需進(jìn)一步研究探索闡明。

2 以血腦屏障各構(gòu)成成分為靶點(diǎn)的相關(guān)信號(hào)通路

血腦屏障是大腦維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的一道重要防線(xiàn)，由內(nèi)皮細(xì)胞、星形膠質(zhì)細(xì)胞、周細(xì)胞和基質(zhì)構(gòu)成，其中血管內(nèi)皮細(xì)胞通過(guò)緊密連接蛋白相連[27]。腦出血后，炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)、炎癥介質(zhì)釋放，交叉應(yīng)答后通過(guò)多種不同信號(hào)通路引起細(xì)胞毒性作用、基質(zhì)破壞、緊密連接蛋白疏松，造成血腦屏障通透性改變，誘發(fā)腦水腫等一系列病理性損害[28]。

2.1 血管內(nèi)皮細(xì)胞 血管內(nèi)皮細(xì)胞是構(gòu)成血腦屏障的主要細(xì)胞[29]，細(xì)胞間通過(guò)緊密連接相連，共同構(gòu)成血腦屏障結(jié)構(gòu)和功能的基礎(chǔ)。腦出血后凝血酶刺激腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)miR-130a，后者在腦出血患者血漿中明顯升高且被認(rèn)為是腦出血發(fā)生最早3 d內(nèi)水腫體積的獨(dú)立監(jiān)測(cè)指標(biāo)。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)同樣發(fā)現(xiàn)miR-130a在大鼠血漿及腦出血血腫周?chē)M織中表達(dá)明顯增加且與水腫變化有一定關(guān)系；使用其抑制劑后腦水腫和血腦屏障通透性減輕，且神經(jīng)功能缺損評(píng)分改善。機(jī)制研究方面，miR-130a表達(dá)增加的同時(shí)伴隨著質(zhì)膜微囊蛋白caveolin-1的減少和MMP-2和MMP-9(matrix metalloproteinase，MMP)的增加，作者提出凝血酶誘導(dǎo)的血管內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生的miR-130a能夠通過(guò)caveolin-1-MMP2/9信號(hào)通路改變血腦屏障通透性加重腦水腫[30]。Xi等[31]認(rèn)為miR-126能夠通過(guò)降低PIK3R2抑制血管性炎癥及促進(jìn)血管再生，其具體調(diào)節(jié)機(jī)制可能是miR-126靶向PIK3R2激活PIK3/AKt信號(hào)通路后微調(diào)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)信號(hào)通路及增強(qiáng)Ang-1活性，其中VEGF和Ang-1對(duì)維持緊密連接和黏合連接完整性有著重要作用。除了miRNAs研究之外，Xiong等[32]研究認(rèn)為腦出血后鐵調(diào)素介導(dǎo)的血管內(nèi)皮細(xì)胞胞內(nèi)鐵交換異常致胞內(nèi)鐵積聚會(huì)引起氧化損傷加劇炎癥反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)造模后的TLR4-/-和MyD-88-/-小鼠血管內(nèi)皮細(xì)胞胞內(nèi)鐵積聚較野生型小鼠明顯改善，其分子機(jī)制可能是TLR4/MyD-88信號(hào)通路促進(jìn)IL-6表達(dá)及STAT3磷酸化后介導(dǎo)鐵調(diào)素上調(diào)，導(dǎo)致血管內(nèi)皮細(xì)胞胞內(nèi)鐵的積聚；干預(yù)TLR4信號(hào)通路減少胞內(nèi)鐵積聚緩解炎癥反應(yīng)有可能成為改善腦出血后炎癥損傷的重要途徑。

2.2 星形膠質(zhì)細(xì)胞 星形膠質(zhì)細(xì)胞是大腦內(nèi)最豐富的膠質(zhì)細(xì)胞類(lèi)型，具有重要的抗氧化損傷作用[33]。腦出血后，死亡的紅細(xì)胞釋放大量亞鐵離子，流入細(xì)胞內(nèi)誘發(fā)氧化應(yīng)激反應(yīng)致神經(jīng)元死亡。但星形膠質(zhì)細(xì)胞往往卻能自我修復(fù)，Cui等[34]認(rèn)為這與星形膠質(zhì)細(xì)胞中核因子-紅系-相關(guān)因子2(Nrf2)活化相關(guān)，其機(jī)制可能是與上調(diào)抗氧化基因HO-1相關(guān)；這在Roetling. J的研究[35]已被證明，腦出血小鼠星形膠質(zhì)細(xì)胞HO-1的過(guò)度表達(dá)具有神經(jīng)保護(hù)功能。然而，星形膠質(zhì)細(xì)胞在腦出血后同樣具有破壞性作用。Min等[36]研究發(fā)現(xiàn)腦出血后TLR2誘導(dǎo)星形膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)MMP9，破壞血腦屏障，加劇炎癥反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)通過(guò)明膠酶活性檢測(cè)、免疫組化等比較TLR2基因敲除小鼠與野生型小鼠，發(fā)現(xiàn)TLR2上調(diào)星形膠質(zhì)細(xì)胞分泌MMP9，后損害血腦屏障，加劇炎癥反應(yīng)造成腦損害。

2.3 周細(xì)胞 周細(xì)胞位于血腦屏障系統(tǒng)血管內(nèi)皮細(xì)胞周邊，且與之共用基底膜，共同維持著血管的低滲透性[37]。周細(xì)胞與血管內(nèi)皮細(xì)胞、星形膠質(zhì)細(xì)胞、神經(jīng)元之間相互交流，協(xié)同調(diào)控神經(jīng)血管單元功能[38]；相關(guān)機(jī)制可能與調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)特殊基因，或是誘導(dǎo)星形膠質(zhì)細(xì)胞活化形成偽足保護(hù)血管系統(tǒng)相關(guān)[39]。腦出血后，凝血酶誘導(dǎo)了MMP9的釋放，對(duì)比參與血腦屏障構(gòu)成的星形膠質(zhì)細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞和神經(jīng)元，發(fā)現(xiàn)其表達(dá)量在周細(xì)胞中最高，而這可能與周細(xì)胞較高表達(dá)凝血酶受體PAR1和PAR4相關(guān)；其中PAR1在周細(xì)胞上的數(shù)量是最豐富的，且使用PAR1抑制劑SCH79797后能夠阻止周細(xì)胞釋放MMP9，這提示周細(xì)胞的凝血酶-PAR1-MMP9軸在腦出血血腦屏障破壞病理進(jìn)程中的重要作用[40]。新近研究[41]在此基礎(chǔ)上繼續(xù)探索了其分子機(jī)制，并提出腦出血后凝血酶刺激周細(xì)胞上PAR1，活化PKCh-Akt 和PKCd-ERK1/2信號(hào)通路，進(jìn)而釋放MMP9，引起血腦屏障破壞，加劇腦損傷。

2.4 以基質(zhì)及緊密連接為靶點(diǎn)的信號(hào)通路 血腦屏障系統(tǒng)除了血管內(nèi)皮細(xì)胞、星形膠質(zhì)細(xì)胞、周細(xì)胞外，細(xì)胞外基質(zhì)及緊密連接也是其主要組成[42]，細(xì)胞外基質(zhì)被破壞顯著增加了血腦屏障的通透性[28]?；|(zhì)金屬蛋白酶是一個(gè)超大鋅-內(nèi)切酶家族，能夠降解細(xì)胞外基質(zhì)及內(nèi)皮細(xì)胞間的緊密連接，導(dǎo)致血腦屏障結(jié)構(gòu)和功能破壞，引起腦水腫[43]。一直以來(lái)對(duì)基質(zhì)金屬蛋白酶家族成員重點(diǎn)研究的蛋白主要是MMP-9，且大量研究證明了腦出血后MMP9對(duì)血腦屏障的破壞作用[44]。Hamann等[45]更進(jìn)一步研究認(rèn)為活化的MMP9是通過(guò)降解細(xì)胞外基質(zhì)的層粘連蛋白、膠原酶及緊密連接蛋白參與損害血腦屏障的。新近研究著重于MMP9產(chǎn)生途徑的信號(hào)通路，Min等[46]研究認(rèn)為腦出血后亞鐵血紅素刺激星形膠質(zhì)細(xì)胞釋放TLR2，TLR2活化后引起MMP9表達(dá)增加，最終造成血腦屏障受損，引起腦損傷。Machida等[41]研究表明腦出血后凝血酶與周細(xì)胞上PAR1作用，活化PKCh-Akt和PKCd-ERK1/2信號(hào)通路，進(jìn)而釋放MMP9，引起血腦屏障破壞，加劇腦損傷。

神經(jīng)系統(tǒng)疾病發(fā)生時(shí)，細(xì)胞外基質(zhì)適應(yīng)性變化，這表明了血腦屏障是一個(gè)動(dòng)態(tài)的結(jié)構(gòu)組成[47]。因此以細(xì)胞外基質(zhì)為靶點(diǎn)，調(diào)節(jié)基質(zhì)環(huán)境，阻斷炎癥因子與基質(zhì)結(jié)合或切斷細(xì)胞間分子交流通道，可能將會(huì)為腦出血的治療提供一種新的研究方向。

3 以神經(jīng)元為靶點(diǎn)的相關(guān)信號(hào)通路

神經(jīng)元是神經(jīng)功能的基本單位。腦出血后，血腫機(jī)械性壓迫、腦水腫、缺血缺氧、炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激、細(xì)胞毒性等都會(huì)造成神經(jīng)元受損[48，49]。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)自體血注入大鼠顱內(nèi)，當(dāng)天就能在神經(jīng)元內(nèi)檢測(cè)到大量血紅素[50]；體外培養(yǎng)細(xì)胞實(shí)驗(yàn)也觀察到錫原卟啉在2 h內(nèi)就大量進(jìn)入神經(jīng)元[51]。血紅素進(jìn)入神經(jīng)元后，在HO-1作用下降解，此過(guò)程需要消耗大量的能量和抗氧化劑，以至于神經(jīng)元內(nèi)氧自由基清除減少，細(xì)胞氧化應(yīng)激損傷加重[48]；另一方面，血紅素降解產(chǎn)物膽紅素和鐵也在實(shí)驗(yàn)中被證明了對(duì)神經(jīng)元的損傷作用[52，53]。目前關(guān)于腦出血后神經(jīng)元凋亡研究尚在蛋白水平。Dai等[54]研究發(fā)現(xiàn)腦出血后Kpnb1與caspase-3共定位于神經(jīng)元，表明了Kpnb1蛋白介導(dǎo)了神經(jīng)元凋亡。Zhang等的實(shí)驗(yàn)[55]利用免疫熒光檢測(cè)發(fā)現(xiàn)血管細(xì)胞粘附分子(VCAM1)在神經(jīng)元中顯著增加，免疫熒光共定位發(fā)現(xiàn)凋亡蛋白caspase3及bcl-2均與VCAM1共存；表明VCAM1也參與到腦出血后神經(jīng)元凋亡的病理性改變中。

4 總結(jié)

綜上所述，腦出血后炎癥損傷是一個(gè)極其復(fù)雜的過(guò)程，不是某一細(xì)胞、某一分子、某一通路的單一炎癥反應(yīng)，而是整個(gè)腦組織應(yīng)對(duì)損害時(shí)的協(xié)調(diào)反應(yīng)。小膠質(zhì)細(xì)胞活化、血腦屏障破壞、神經(jīng)元凋亡等從單一細(xì)胞或分子層面研究腦出血后腦損傷，雖然也取得一定療效，但并未明顯改善臨床死亡率及致殘率，這可能與將整體神經(jīng)血管系統(tǒng)分割開(kāi)單獨(dú)研究而忽略了整體性相關(guān)。近期有研究發(fā)現(xiàn)小膠質(zhì)細(xì)胞活化后能夠分泌IL-1α，TNF，C1q激活星形膠質(zhì)細(xì)胞，并產(chǎn)生神經(jīng)毒性[56]，這表明神經(jīng)血管單元是一個(gè)相互應(yīng)答的系統(tǒng)，自分泌、旁分泌或細(xì)胞間應(yīng)答等都會(huì)引起整個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)激反饋，最終造成不可逆轉(zhuǎn)的腦損害。因此藥物干預(yù)以神經(jīng)血管系統(tǒng)整體為靶點(diǎn)，多方向、多角度、多途徑的進(jìn)行保護(hù)，可能會(huì)成為未來(lái)腦出血后治療的希望。