張建文, 王 萍,任 超,楊兆祥
(昆藥集團股份有限公司藥物研發(fā)平臺生物學部,云南 昆明 650100)
中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的病理過程涉及多種機制,而炎癥反應是其中最主要的過程之一。腦部炎癥反應過程中伴發(fā)大量神經(jīng)元凋亡,會刺激小膠質(zhì)細胞活化,并進一步引發(fā)循環(huán)系統(tǒng)免疫細胞向腦部發(fā)起浸潤攻擊[1],這一系列過程構成了卒中中后期腦組織損傷的重要機制。
卒中后,腦神經(jīng)元出現(xiàn)廣泛性壞死、病變,釋放出大量炎性介質(zhì)和損傷相關分子模式(damage-associated molecular patterns,DAMPs),這些因素都加劇了循環(huán)免疫細胞針對缺血部位的趨化作用,使得炎性反應向惡性方向發(fā)展。腦血管功能障礙和炎癥的惡化,進一步加速神經(jīng)細胞的死亡過程。因此,缺血后炎癥反應不僅在缺血性腦卒中的病理生理學過程中占重要地位,而且還與卒中患者的預后密切相關。炎癥反應、炎癥消退與神經(jīng)損傷修復是中風后三個依次發(fā)生并高度相關的關鍵環(huán)節(jié)。探索并闡明腦組織炎癥中每一環(huán)節(jié)的詳細分子機制,是開發(fā)下一代缺血性腦損傷治療新藥的關鍵。近期,由諾華公司主導完成的CANTOS全球多中心臨床二期試驗就是一個很好的證明。他們發(fā)現(xiàn),抑制白介素-1β(IL-1β)作用的卡那奴單抗在不降低低密度脂蛋白和膽固醇水平的情況下,能夠明顯降低血漿白介素-6和超敏C反應蛋白水平,并明顯降低復發(fā)性心腦血管事件[2]。大量研究提示,IL-1β是卒中性炎性損傷的主要原因之一[3],而CANTOS試驗第一次通過臨床證實了炎性反應直接參與器官缺血損傷,在臨床上抗炎癥反應管理是一種有效的降低缺血損傷的干預手段。預期更多的抗炎藥將逐步進入卒中治療領域。另一方面,炎癥過程實際上是壞死腦細胞殘骸的清除過程,所有炎癥反應的啟動也是受損腦組織修復過程的開始。巨噬細胞和小膠質(zhì)細胞的雙重作用(腦損傷與腦保護)在損傷神經(jīng)組織的恢復中起著關鍵作用。本綜述中,我們重點介紹了以DAMPs-TLR-NF-κB為主軸的卒中炎癥激活機制的最新研究進展,并討論了基于DAMPs-TLR-NF-κB激活通路的新一代缺血性腦卒中藥物研發(fā)動態(tài)。
2004年,Seong等[4]在,根據(jù)內(nèi)源性疏水生物分子具有激發(fā)機體免疫系統(tǒng)的特征而提出的DAMPs理論,用來描述和解釋那些普遍存在、并發(fā)生在組織和器官的非感染性炎癥反應現(xiàn)象。當發(fā)生腦缺血時,腦細胞發(fā)生多種代謝應激變化,包括低氧應激、營養(yǎng)缺失應激和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激,這些應激反應導致缺血核心部位腦細胞即刻死亡,這是一種稱之為壞死的細胞死亡過程,繼而引發(fā)缺血后炎癥反應。大腦是一個無菌的器官,因此,觸發(fā)腦內(nèi)的非感染性炎癥反應是由另外一套內(nèi)源性炎癥觸發(fā)機制與細胞內(nèi)分子來完成,這套分子稱之為DAMPs。正常狀態(tài)下,DAMPs分子深藏于細胞內(nèi)部,并不暴露。當發(fā)生腦卒中時,DAMPs從受傷的腦細胞內(nèi)部釋放出來,與Toll樣受體(Toll-like receptor,TLR)結合,并觸發(fā)局部免疫細胞的炎癥反應。TLR是機體先天性免疫系統(tǒng)應對外源性病源入侵的應激受體,廣泛分布在各種免疫細胞膜上,參與對抗病原體入侵的早期防御性炎癥反應。迄今為止,人們已經(jīng)在人體中鑒定出10個TLR受體亞型,這些受體的分布有組織特異性,而且還分布在細胞的不同部位。如TLR1、TLR2、TLR4、TLR5和TLR6常分布于細胞質(zhì)膜外表面,而其他的TLR成員(如TLR3、TLR7、TLR8、TLR9)則位于細胞質(zhì)膜內(nèi)側或相關的細胞器,如溶酶體。與卒中腦部炎癥反應密切相關的是TLR2和TLR4[3]。當DAMPs分子從受損的腦細胞內(nèi)部釋放出來后,與浸潤巨噬細胞或小膠質(zhì)細胞膜上的TLR2和TLR4結合,激活了免疫細胞內(nèi)部處于靜息狀態(tài)的NF-κB。NF-κB是一種控制DNA轉錄、細胞因子產(chǎn)生和細胞存活的蛋白質(zhì)復合體,是機體炎癥反應的核心驅動器。NF-κB廣泛存在于動物細胞中,參與細胞對各種應激的反應,如細胞因子、自由基、重金屬、紫外線照射、低密度脂蛋白、細菌或病毒抗原等的刺激反應。NF-κB也參與了神經(jīng)細胞突觸可塑性和記憶過程。在卒中中后期炎癥反應中,TLR2和TLR4與DAMPs分子過氧化物酶家族蛋白(peroxiredoxin,Prxs)(特別是Prx-6)結合,激活了NF-κB復合體中的調(diào)控亞基IKK,釋放出具有啟動轉錄活性的NF-κB亞基。NF-κB亞基穿過核膜,從細胞質(zhì)轉移至細胞核,與對應的基因組中的DNA轉錄啟動子片段結合,啟動了相應基因組(TNF-α、IL-1β、IL-6等)的轉錄與表達過程。新表達出來的TNF-α、IL-1β和IL-6被分泌出細胞外,是巨噬細胞或小膠質(zhì)細胞行使相關損傷性炎癥反應的關鍵效應分子。DAMPs不僅激活TLR,它們還活化其他模式識別受體,如晚期糖基化終末產(chǎn)物受體(receptor of AGE,RAGE)和C-型凝集素受體,進而促進炎癥介質(zhì)的表達和加重組織損傷。
大量的研究證實,當發(fā)生缺血性卒中后,損傷部位腦組織普遍存在各種DAMPs分子,包括核酸和核苷酸、脂類、蛋白質(zhì)等。
1.1核酸和核苷酸卒中發(fā)生的第一時間,各種細胞內(nèi)成分從壞死的腦細胞釋放到細胞外空間,釋放出的核酸和核苷酸主要是DAMPs分子,這類損傷相關分子最近備受關注。其中,由損傷細胞釋放的線粒體DNA是一種重要的、觸發(fā)缺血后炎癥反應的DAMPs分子,能激活免疫細胞。由于線粒體是一個與原核生物有著深刻共生起源關系的細胞器,它所攜帶的DNA有明顯細菌DNA特征。因此,線粒體DNA可以激活體內(nèi)的TLR9天然免疫系統(tǒng)。事實上,在腦外傷后,腦脊液內(nèi)可以檢測到線粒體DNA的存在,研究表明,損傷后進入循環(huán)系統(tǒng)的線粒體DNA可以增加血管通透性,破壞血腦屏障完整性。
自身DNA和RNA激活機體免疫系統(tǒng)的第一步是與LL37多肽形成復合物,之后激活帶TLR7和TLR9表面受體的免疫細胞,TLR7的激活與缺血性腦卒中患者的病程惡化有密切關系。因此,中和或加速自體DAN和RNA清除可能有助于緩解卒中性腦損傷。
1.2脂類各種類型的脂類也是天然免疫系統(tǒng)的重要調(diào)節(jié)因子。脂質(zhì)過氧化終產(chǎn)物可能參與腦缺血性炎性反應。例如,氧化低密度脂蛋白是一種主要的炎癥介質(zhì),它通過與受體CD36結合,激活TLRs通路。
磷脂是一種已知的促炎性反應活化劑。腦缺血過程中,磷脂代謝發(fā)生了明顯變化。腦缺血可以激活磷脂酶A2,導致細胞膜磷脂水解。而磷脂水解和線粒體功能障礙會誘發(fā)產(chǎn)生大量活性氧(reactive oxygen species , ROS)。另一方面,由腦部炎癥組織產(chǎn)生的氧化型磷脂是一種DAMPs分子。研究證明,模式識別受體對氧化脂質(zhì)的識別和內(nèi)吞作用參與了缺血后炎癥調(diào)節(jié),即氧化磷脂是CD36受體配體,通過激活TLR2通路,促進腦缺血炎癥反應[5]。因此,腦缺血時脂類的代謝異常和修飾,與缺血后炎癥啟動信號出現(xiàn)密切相關,通過調(diào)節(jié)脂類代謝可能是未來探索抗卒中損傷新藥的方向之一。
1.3蛋白質(zhì)高遷移率族蛋白1(high mobility group box protein 1,HMGB1)和Prxs是兩大類主要的卒中相關DAMPs分子。在缺血性腦卒中病理過程中,這兩類蛋白質(zhì)的損傷作用出現(xiàn)在卒中過程不同的時間點。正常情況下,HMGB1存在于腦細胞的細胞核中,在卒中超急性期,由于細胞受損而釋放至細胞外(卒中發(fā)病后數(shù)小時內(nèi)),而Prxs家族蛋白的損傷作用出現(xiàn)在卒中急性和亞急性期(發(fā)病后12~72 h),尤其是在半暗帶形成階段。這兩種關鍵DAMPs分子在卒中過程中表現(xiàn)出的時間差,是由于Prxs家族蛋白表達依賴于ROS存在。腦缺血引起脂質(zhì)代謝改變,導致細胞內(nèi)ROS濃度升高,而ROS是Prxs家族蛋白表達的重要誘導劑。HMGB1通過增加血管通透性,直接破壞血腦屏障,而Prxs則通過TLR信號通路激活,直接誘導免疫細胞浸潤。Prxs家族蛋白屬于延遲性顯現(xiàn)蛋白(在細胞內(nèi)Prxs有抗氧化作用,是維系細胞內(nèi)部氧化-還原平衡的重要蛋白;但細胞死亡后,釋放出來的Prxs功能發(fā)生了改變,成為強勁的Pre-6/TLR刺激物),出現(xiàn)在梗死發(fā)生后12 h,它通過Pre-6/TLR通路激活腦內(nèi)的炎性反應(被激活的巨噬細胞向腦內(nèi)浸潤,分泌IL-23進一步激活中性粒細胞)。因此,從治療時間窗考量,研發(fā)Prxs/TLR通路激活阻斷劑是探索卒中神經(jīng)保護劑的合理切入點。
1.4其他炎癥DAMPs分子高度糖基化末端產(chǎn)物(advanced glycation end products,AGEs)是一類通過Amadori和Maillard反應形成的糖基化蛋白,在老年人和長期處于高血糖水平的人群血液中含量很高。AGEs出現(xiàn)在慢性病變組織附近,形成淀粉樣蛋白沉積。沉積周圍往往被巨噬細胞所包圍。因此,與晚期糖基化終末產(chǎn)物受體(RAGE)一樣,AGEs被認為是一種潛在的DAMP分子,可激活心腦血管炎癥反應,特別是導致高齡卒中患者病情惡化。
卒中過程中,免疫細胞和神經(jīng)細胞因活化而產(chǎn)生的炎性細胞因子、趨化因子和其他細胞毒性介質(zhì),是主導卒中后期乃至幾天內(nèi)的炎癥反應和進行性腦水腫的病理學機制。 DAMPs分子從損傷細胞中釋放出來,通過兩種方式激活免疫細胞浸潤:信號1(通過模式識別受體激活)和信號2(通過炎性小體激活)。卒中早期,被活化的巨噬細胞(M1)釋放出多種炎性介質(zhì)(TNF-α、IL-1-β、IL-23),引發(fā)神經(jīng)元損傷,并誘導亞急性期T細胞介導的進一步炎癥反應。發(fā)病數(shù)天后,巨噬細胞功能發(fā)生轉變(M2),開始清除各種炎癥介質(zhì)、細胞殘片和DAMPs,同時分泌抗炎因子和神經(jīng)營養(yǎng)因子(IL-10、TGF-β、IGF-1),促進損傷恢復。炎癥反應最劇烈階段出現(xiàn)在卒中發(fā)病后7 d,之后逐漸減弱,并持續(xù)很長一段時間。這一階段,浸潤的免疫細胞數(shù)量明顯下降,存留的免疫細胞功能也隨之發(fā)生了轉變,這些浸潤的免疫細胞開始產(chǎn)生各種抗炎性細胞因子和神經(jīng)營養(yǎng)因子。如在腦缺血炎癥后期,浸潤巨噬細胞變成抗炎的巨噬細胞,它們在清除壞死的細胞碎片同時,產(chǎn)生神經(jīng)營養(yǎng)因子,促進組織康復。因此,炎癥緩解的3個主要環(huán)節(jié)是:① 抗炎介質(zhì)的產(chǎn)生;② 炎性因子耗竭;③ 抗炎免疫細胞的誘導。
2.1抗炎介質(zhì)許多抗炎介質(zhì)分子擁有神經(jīng)保護作用,且在缺血性卒中動物模型中顯示了治療效果,但在臨床階段,無一被證實有確切的改善患者神經(jīng)功能的作用。腦缺血后,大部分腦細胞的死亡時間出現(xiàn)在卒中發(fā)生后的數(shù)小時至數(shù)天,而這段時間恰是免疫細胞的浸潤和反應性星形膠質(zhì)細胞發(fā)生功能轉變的時期,它們是損傷組織修復的主要參與者。IL-10和TGF-β是兩種主要的抗炎分子,在各種臟器損傷后期均有產(chǎn)生。在缺血性腦損傷情形下,IL-10和TGF-β是由浸潤免疫細胞和反應性膠質(zhì)細胞產(chǎn)生的,前者有神經(jīng)保護作用,后者可以抑制由于免疫細胞過渡激活引發(fā)的炎癥反應。IL-10和TGF-β的抗炎特性與神經(jīng)保護作用已被業(yè)界廣為接受,但這兩種介質(zhì)在卒中發(fā)生之后的哪一時間段最具有神經(jīng)保護作仍有待進一步研究。對TGF-β和IL-10的表達調(diào)控機制做進一步研究,有可能為開辟新的卒中治療方法提供思路。
2.2炎癥介質(zhì)和炎癥細胞清除在卒中損傷腦組織中,各種炎癥介質(zhì)和DAMPs的存在使得缺血后炎癥反應期延長,不利于神經(jīng)元的存活和修復。因此,研究卒中腦組織炎癥介質(zhì)的降解以及其機制,具有重大的臨床價值。各種炎癥蛋白分子在腦損傷部位可能被蛋白酶降解,也可以通過受體介導的細胞內(nèi)吞作用而清除。而核苷酸和脂質(zhì)等DAMPs小分子代謝迅速,可以經(jīng)由血液或腦脊液直接清除。成熟的IL-1β會引發(fā)細胞焦亡(pyroptosis)。細胞焦亡是一種特殊的細胞死亡形式,也是一種機體緩解炎癥、清除炎癥細胞的自我保護方式[6]。因此,探索炎癥細胞的自噬機制有可能成為研發(fā)新的治療手段的基礎。
抗體中和也可能成為一種臨床上重要的減輕炎癥反應的方式。比如廣泛用于臨床治療類風濕性關節(jié)炎和銀屑病的TNF-α和IL-23抗體,有可能在不久的將來應用于卒中的臨床治療。
2.3免疫細胞修復功能誘導受損腦組織的修復過程和神經(jīng)細胞的再生,實際上在炎癥反應出現(xiàn)初期已經(jīng)啟動,很難將修復過程與炎癥反應完全分開。
2.3.1神經(jīng)保護因子 免疫細胞和神經(jīng)膠質(zhì)細胞不僅產(chǎn)生各種炎性介質(zhì),也能表達各種生長因子。浸潤狀態(tài)的巨噬細胞和小膠質(zhì)細胞能在腦損傷恢復期(腦卒中發(fā)病1周后)產(chǎn)生大量的類胰島素生長因子-1(insulin like growth factor 1,IGF-1)和成纖維細胞生長因子2(fibroblast growth factor 2,F(xiàn)GF-2)。IGF-1和FGF-2可以拯救凋亡中的神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細胞,改善神經(jīng)功能預后。其中,IGF-1能增強缺血性腦卒中損傷組織修復、促進神經(jīng)元再生、后生和突觸形成。骨髓間充質(zhì)干細胞能產(chǎn)生多種神經(jīng)生長因子,促進神經(jīng)元的存活和再生。近期,有人嘗試將骨髓間充質(zhì)干細胞進行移植,以探索下一代缺血性腦卒中治療新手段[7]。因此,通過進一步優(yōu)化移植方法,細胞療法未來有望成為一個卒中治療的選項。
2.3.2神經(jīng)保護細胞 DAMPs既可以激活神經(jīng)膠質(zhì)細胞,引起外周免疫細胞浸潤,促進缺血后的炎癥損傷,也會觸發(fā)浸潤巨噬細胞死亡,并誘導抗炎和組織修復免疫細胞形成。
免疫細胞通過活化,可以誘導形成具有抗炎作用的細胞。這些具有抗炎作用的細胞被稱為M2型巨噬細胞,其功能與炎癥M1型巨噬細胞相反。M2型巨噬細胞的表觀特征有別于M1型巨噬細胞,這些標記包括精氨酸酶1(arg1)、幾丁質(zhì)酶313(chitinase3l3)和組織特異性細胞因子Relmα。這些標記物基本都是細胞內(nèi)的結構酶,參與膠原蛋白合成和細胞分裂,因此,M2型巨噬細胞酶被認為是具有促進組織修復功能的巨噬細胞。當然,巨噬細胞酶被酪氨酸激酶受體通路或其他模式識別受體激活后,不僅表達M2型特征標記,還同時表達炎性細胞因子。M2型標記物與M1型炎癥介質(zhì)標記物基本出現(xiàn)在缺血腦內(nèi)同一時間段。因此,探索M2標記物陽性的巨噬細胞分離與移植術,有可能是未來對卒中患者治療的選項之一。
缺血后期的炎癥過程中,部分巨噬細胞和小膠質(zhì)細胞均體現(xiàn)出一定的神經(jīng)保護作用。半乳糖凝集素是一種誘導巨噬細胞/小膠質(zhì)細胞發(fā)揮抗炎活性的誘導劑。半乳糖凝集素由星形膠質(zhì)細胞產(chǎn)生,其對缺血性腦損傷的保護作用已經(jīng)得到充分驗證。因此,通過誘導特定的巨噬細胞/小膠質(zhì)細胞群體增殖,以緩解炎癥反應,是機體在進化中形成的一種自我保護與適應機制,這些機制顯然可以用于指導卒中中后期神經(jīng)保護劑的開發(fā)。
人們尚不清楚炎癥介質(zhì)清除與神經(jīng)元再生的時效關系,但這一研究有助于我們發(fā)現(xiàn)下一代缺血性卒中治療的新手段。缺血性腦卒中后,炎癥介質(zhì)(包括DAMPs)清除可能意味著神經(jīng)再生的開始。最近的一項研究表明,TLR的激活與受損神經(jīng)元修復之間關系密切。盡管DAMPs分子最初所釋放的信號(通過模式識別受體激活)促進了缺血性腦損傷,但DAMPs也是觸發(fā)神經(jīng)修復信號的關鍵激活物,其活性與缺血后炎癥消退有關。因此,免疫系統(tǒng)在缺血性腦損傷前期的破壞作用以及中后期的保護與修復作用密切相關。
自半暗帶理論在1981年首次提出以來,人們便展開了不懈的努力,去拯救那些由于缺血處于死亡邊緣的神經(jīng)細胞。據(jù)華盛頓大學卒中中心臨床注冊統(tǒng)計,約有1104個不同類型的神經(jīng)保護劑進入臨床試驗,用于缺血性卒中治療。這些進入臨床研究的神經(jīng)保護劑有初期的研究成果,也包括了進入臨床III期的后期產(chǎn)品,如電壓門控性鈣通道非專一型拮抗劑尼莫地平、NMDA受體拮抗劑加維斯替奈(gavestinel)、非競爭性NMDA受體拮抗劑阿替加奈(aptiganel)、自由基敖合劑NXY-059,以及抗白細胞激活抗體藥Enlimomab等。遺憾的是,這些藥無一例外均因沒有達到預期治療終點而以失敗告終。盡管使用溶栓法存在較高的顱內(nèi)出血風險,組織纖維蛋白溶酶原激活物和組織纖維蛋白溶酶原激活物重組蛋白自1996年上市以來,一直是國際公認的用于缺血性腦卒中窗口期(3.5 h以內(nèi))治療的唯一、有效的藥物。導致卒中治療新藥研發(fā)嚴重滯緩的原因是多方面的,但主要可以歸結為以下3方面:(1)卒中是人類疾病中病理機制最復雜的疾病之一,涉及多靶點、多通路。以往的卒中藥物開發(fā)往往注重高選擇性的單一靶點研究。(2)參與卒中病理、生理過程的各個靶點并非適用于藥物開發(fā)。(3)用于卒中治療藥物評價的動物模型與臨床相關度太低。因此,越來越多的研究機構或藥企開始關注擁有多靶點效應的單分子藥物研發(fā)。自從Seong 和 Matzinger提出DAMPs理論后,以DAMP-TLR-NF-κB為主軸的卒中炎癥損傷激活鏈靶向研究,逐漸成為業(yè)內(nèi)共同關注的焦點。許多內(nèi)源性生物分子被逐漸鑒定為DAMPs分子,其中有的分子是可以用于藥物開發(fā)的靶點(drugable target)。事實上,以抗炎作為探索新的神經(jīng)保護劑研究,用于卒中中后期治療藥物開發(fā),逐漸形成一個新的研究熱點[1]。以下就以NF-κB炎癥激活鏈為核心的靶向抗缺血性腦損傷新藥研究,特別是基于植物天然化合物藥的研究進展做一簡要回顧。
3.1長春西丁長春西丁(vinpocetine)在1975年首次由匈牙利化學家Csaba SZántay Vinpocetine從小長春植物中分離出來,1978年實現(xiàn)了人工合成。長春西丁在國內(nèi)普遍用于腦梗死、腦出血后遺癥、腦動脈硬化癥等如頭痛、眩暈、認知識別紊亂等的治療。研究表明長春西丁是一種強烈的免疫調(diào)節(jié)劑,對免疫細胞TLR激活通路有明顯抑制作用,可降低TNF-α和IL-1β表達[8]。天津醫(yī)科大學近期進行了用長春西丁免疫干預來治療卒中中后期患者的臨床研究,發(fā)現(xiàn)經(jīng)過3個月的治療,長春西丁治療組患者的臨床改善更佳,神經(jīng)功能恢復更好[9]。該前瞻性臨床研究表明,長春西丁具有良好的血腦屏障透過能力,且在調(diào)節(jié)TLR通路激活中扮演關鍵作用。因此,長春西丁是一個很有臨床開發(fā)前景的卒中中后期治療藥。
3.2川芎內(nèi)脂類川芎具有活血化瘀功效,是傳統(tǒng)中醫(yī)治療中風時選擇最多的配方之一。川芎內(nèi)脂類化合物是川芎的主要有效成分,具有擴展血管、增加腦供血和抑制血小板聚集活性。研究表明,川芎內(nèi)脂類化合物是Prx6/TLR4信號通路抑制劑,這類化合物可以選擇性降低卒中模型動物大腦中膠質(zhì)細胞Prx6表達,從而調(diào)低巨噬細胞和小膠質(zhì)細胞TLR4受體激活。川芎內(nèi)脂還可以通過直接阻斷NF-κB激活,減少巨噬細胞和小膠質(zhì)細胞向外分泌TNF-α、IL-1β[10]。因此,川芎內(nèi)脂類化合物作為一種腦缺血后的炎癥反應抑制劑用于卒中治療,將是一項很有價值的探索。
3.3三七皂苷三七是活血通絡的中藥,具有多種藥理活性,主要作用于人體的血液系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)。三七皂苷(panax notoginseng saponins,PNS)是三七的關鍵藥效成分。有證據(jù)提示,PNS可通過抑制NF-κB活性,降低IL-1β、IL-17、IL-23、TNF-α、iNOS在腦部的表達水平,從而發(fā)揮抵御缺血性腦損傷作用[11]。進一步分析發(fā)現(xiàn),PNS與下調(diào)TLR激活通路,抑制Prx-6相關TLR表達,以及p38 的磷酸化水平有關。針對PNS藥效學機制研究的成果引起了中外卒中藥物研發(fā)界極大的關注。PNS中主要由5種皂苷單體構成(R1、Rb1、Rg1、Re、Rd),其中的Rb1在體內(nèi)可以轉化成稀有型皂苷CK,是人參皂苷二醇組代謝產(chǎn)物的代表。近期研究發(fā)現(xiàn),稀有型皂苷CK有明顯的抗缺血性腦損傷作用,這一活性源于其對腦膠質(zhì)細胞活化的調(diào)節(jié)作用。樹突狀細胞(DCs)是機體內(nèi)源免疫體系中極為重要的免疫啟動細胞。而CK可以抑制DCs的遷移和共刺激作用,從而調(diào)低T細胞的激活,大幅度降低炎性反應,提示CK在多種自身免疫性疾病治療方面有廣泛的應用前景[12]。
3.4黃酮類化合物燈盞花乙素作為一種有效的治療缺血性心腦血管疾病常用藥,已在國內(nèi)延用二十余年,對它的藥效學機制研究一直是本領域的熱點。黃酮類的神經(jīng)保護作用是多靶點作用機制的綜合結果,這類化合物除了具有抗氧化、抗血栓形成作用外,還具有十分明顯的抗缺血/再灌注炎癥反應作用。有研究表明,黃酮類化合物作用于TLR通路中的NF-κB,導致巨噬細胞和小膠質(zhì)細胞分泌損傷性炎癥因子TNF-α能力減弱,從而降低了外周血淋巴細胞和小膠質(zhì)細胞對腦部的炎性浸潤[13]。因此,作用于TLR通路中的NF-κB應該是黃酮類化合物抗卒中性腦損傷的關鍵機制之一。
3.5芍藥苷赤芍具有除血痹、破堅積功效,是卒中治療復方中的主要成分之一。芍藥苷是其關鍵的抗卒中性腦損傷藥效成分。近期的研究表明,芍藥苷可以抑制缺血、缺氧和LPS刺激的人單核細胞的細胞間黏附分子1(intercellular cell adhesion molecule 1,ICAM-1)升高(ICAM-1是一種糖基化膜蛋白,主要分布在血管內(nèi)皮細胞和免疫細胞,是一種應激性表達膜蛋白)。在卒中炎癥反應過程中,ICAM-1表達增加是觸發(fā)外周淋巴細胞向腦組織浸潤的關鍵因子。芍藥苷通過抑制NF-κB信號通路,下調(diào)ICAM-1、TNF-α、IL-1β、iNOS、COX2和5-LOX的表達,從而抑制缺血缺氧導致的炎癥反應[14]。此外,芍藥苷還可以通過抑制TLR2/4,下調(diào)AGEs誘導的巨噬細胞活化,從而發(fā)揮抗炎作用[15]。因此,探索芍藥苷在卒中治療中的臨床價值已成為目前卒中新藥研發(fā)的關注點。
3.6小分子化合物藥
3.6.1法舒地爾 法舒地爾(fasudil)是Rho蛋白激酶抑制劑,通過促進血管平滑肌肌球蛋白輕鏈去磷酸化而擴張血管,用于心梗和腦梗患者治療(美國FDA未批準)。李艷花等[16]的研究發(fā)現(xiàn),法舒地爾能選擇性抑制小膠質(zhì)細胞的TLR4表達,從而降低腦部缺血性炎癥反應。另有研究提示,法舒地爾能促進 M1 型的小膠質(zhì)細胞轉化為抗炎和修復功能的M2型細胞,具有明顯的神經(jīng)修復作用[17]。
3.6.2泊馬度胺 泊馬度胺(pomalidomide)是一種TLR激活通路調(diào)節(jié)劑,可以下調(diào)TLR的激活狀態(tài),減少炎性介質(zhì)分泌,由美國 Celgene 制藥公司在2013年開發(fā)上市,用于治療復發(fā)性及難治性多發(fā)性骨髓瘤。Wang等[18]使用大鼠模型證明泊馬度胺對腦創(chuàng)傷性炎癥反應也有很好的抑制作用,能明顯降低創(chuàng)傷性炎性介質(zhì)(TNF-α、IL-1β、IL-6)表達,減少細胞凋亡與腦損傷,提示該藥在腦部炎癥損傷治療方面新的臨床價值。
3.6.3FK506 FK506又名他克莫司(tacrolimus),屬于免疫抑制劑,能抑制小膠質(zhì)細胞和巨噬細胞的活化。腦梗動物模型顯示,F(xiàn)K506可明顯減輕模型動物的腦損傷面積。相信這一抑制作用與FK506作用于NF-κB有關[19]。
3.6.4芬戈莫德 芬戈莫德(fingolimod)也是一種免疫調(diào)節(jié)劑,用于多發(fā)性硬化癥治療。它主要通過作用于免疫細胞的NF-κB激活通路,發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)功能[20]。事實上,芬戈莫德已在大鼠卒中模型中顯示出卓越的神經(jīng)保護作用[21]。
綜上具有腦保護作用化合物的藥效靶點,我們發(fā)現(xiàn),這些化合物都是通過作用于免疫細胞DAMPs-TLR-NF-κB激活鏈中某一環(huán)節(jié),調(diào)低免疫細胞的活化程度,進而減輕了腦組織的炎癥損傷。最近,Herisson等[22]通過影像學系統(tǒng)證實,外周血免疫細胞直接介入腦組織損傷過程。他們發(fā)現(xiàn),卒中性腦損傷過程中參與炎性攻擊的免疫細胞80%源于外周血,這些免疫細胞通過分布在顱骨內(nèi)部的特殊通道進入大腦。這一發(fā)現(xiàn)不僅夯實中風炎癥損傷理論,也為中風抗炎治療提供了新的思路。隨著人們對卒中性炎癥反應機制了解的日趨深入,相信擁有腦靶向性的抗炎癥新藥研發(fā)將成為未來卒中神經(jīng)保護劑的研究熱點。從另外一個角度觀察,在臨床上對卒中患者的抗炎癥藥物管理也逐漸被臨床醫(yī)生接受,有可能成為卒中治療過程中必要環(huán)節(jié),比如臨床治療中,溶栓治療配合抗炎管理已得到越來越多的關注[23],或將成為未來卒中治療中的標準療法。