黃媛媛 汪萌芽

（皖南醫(yī)學(xué)院細(xì)胞電生理研究室，安徽 蕪湖 241002）

神經(jīng)元之間、 神經(jīng)元與效應(yīng)器細(xì)胞之間相互接觸并以此傳遞信息的部位叫做突觸， 腦內(nèi)的神經(jīng)突觸與信息傳遞和學(xué)習(xí)記憶的形成密切相關(guān)。 缺血缺氧性腦損傷（hypoxic-ischemic brain damage,HIBD）的致殘率和病死率都很高， 存活者大部分都遺留神經(jīng)系統(tǒng)功能的障礙。 大多數(shù)研究學(xué)者[1]認(rèn)為，HIBD 是多因素共同作用的結(jié)果，缺血缺氧極易出現(xiàn)酸中毒，能量不足，大量乳酸堆積和氧化應(yīng)激進(jìn)一步加重酸中毒和神經(jīng)毒性損傷； 由于腦供血不足引起興奮性的氨基酸大量釋放導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)外的Ca2+穩(wěn)態(tài)失衡，Ca2+超載[2]進(jìn)一步加重神經(jīng)元細(xì)胞的損傷。 還有氧化應(yīng)激， 氮化應(yīng)激， 細(xì)胞內(nèi)鈉、鉀、鈣、氯等離子的失衡等多方面的原因。 為了進(jìn)一步了解HIBD 對(duì)突觸的損傷及相關(guān)藥物突觸修復(fù)的作用，現(xiàn)將HIBD 對(duì)突觸損傷的研究進(jìn)展綜述如下。

1 突觸的損傷

（1）跨突觸變性(trans-synaptic degeneration, TSD)是指神經(jīng)元損傷后出現(xiàn)壞死和損傷的范圍跨過(guò)突觸，進(jìn)一步引起相鄰神經(jīng)元軸突及胞體發(fā)生繼發(fā)性變性和壞死的現(xiàn)象[3]。 TSD 更多的發(fā)生在視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞變性[4]，在腦干和小腦上也有研究[5]，大腦半球的神經(jīng)纖維損傷后可出現(xiàn)黒質(zhì)、 丘腦等部位跨突觸神經(jīng)元的損傷。 腦卒中TSD[6]可影響下一級(jí)神經(jīng)元損傷，病理研究顯示脊髓前角運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元不僅凋亡的信號(hào)上調(diào)， 而且數(shù)目也逐漸減少。

（2） 突觸蛋白及中樞神經(jīng)軸突生長(zhǎng)相關(guān)誘導(dǎo)因子的損傷急性卒中需要在有效時(shí)間窗內(nèi)進(jìn)行溶栓治療，否則就可能會(huì)出現(xiàn)腦缺血再灌注損傷[7]，并進(jìn)一步加重神經(jīng)細(xì)胞的級(jí)聯(lián)反應(yīng)， 引起神經(jīng)細(xì)胞的凋亡或壞死。長(zhǎng)時(shí)間的缺血可導(dǎo)致突觸蛋白的表達(dá)下降[8]。突觸素（synaptophysin, SYP），突觸囊泡蛋白的一種，可直接影響神經(jīng)遞質(zhì)的釋放和囊泡的轉(zhuǎn)運(yùn)，避免神經(jīng)損傷[9]。在腦缺血再灌注的大鼠模型上應(yīng)用RT-q PCR 技術(shù)可檢測(cè)到SYP 的表達(dá)下調(diào)[10]， 紅景天苷可改善這種情況， 并抵抗缺血帶來(lái)的突觸損傷， 而進(jìn)一步促進(jìn)突觸再生。 中樞神經(jīng)軸突生長(zhǎng)相關(guān)誘導(dǎo)因子主要有細(xì)胞外基質(zhì)、腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子（brain-derived neurotrophic factor，BDNF）、 細(xì) 胞 粘 附 分 子 (cell adhesion molecules，CAMs)、免疫球蛋白超家族等，在神經(jīng)再生的誘導(dǎo)神經(jīng)突起靶方向生長(zhǎng)中起決定性作用。 在缺血性腦損傷中， 基質(zhì)金屬蛋白酶可引起大腦的水腫， 加重血腦屏障受損，細(xì)胞外基質(zhì)的主要成分糖蛋白、膠原、脂蛋白等均作為基質(zhì)金屬蛋白酶反應(yīng)的底物， 細(xì)胞外基質(zhì)的消耗進(jìn)一步加重血腦屏障的損傷[11]。 BDNF 也能改善腦水腫， 其機(jī)制可能是促進(jìn)正五聚蛋白3 的生成進(jìn)而維持血腦屏障的完整性。 細(xì)胞黏附分子家族是阻止非特定神經(jīng)元突觸進(jìn)去靶定區(qū)域， 指導(dǎo)軸突的生長(zhǎng)方向。 CAMs 參與了成人大腦突觸可塑性和神經(jīng)元存活，神經(jīng)質(zhì)體65 (neuroin 65, Np65)是CAMs 免疫球蛋白超家族的一員，具有腦特異性，在Np65 敲除腦缺血模型小鼠的實(shí)驗(yàn)中，與野生型(WT)小鼠相比，神經(jīng)功能缺損更嚴(yán)重，Np65 KO 小鼠卒中后磷酸化細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1/2 水平顯著升高，表明Np65 KO 小鼠可能更容易受到腦缺血事件的影響[12]。

（3）突觸超微結(jié)構(gòu)的損傷 有研究顯示[13-14]，HIBD由于缺血缺氧對(duì)突觸的超微結(jié)構(gòu)造成損傷， 通過(guò)電鏡觀察海馬CA3 區(qū)錐體神經(jīng)元的超微結(jié)構(gòu)，顯示腦損傷后的神經(jīng)元突觸間隙增寬、 突觸囊泡減少、 突觸后致密區(qū)變得稀薄等， 高壓氧治療可以改善突觸超微結(jié)構(gòu)的損傷， 不同時(shí)間窗的高壓氧治療效果不盡相同，學(xué)者研究得出在發(fā)病后的起初6h 內(nèi)使用高壓氧治療效果最佳，可極大程度地保護(hù)了突觸免受損傷。

2 突觸的修復(fù)

（1） 突觸蛋白及中樞神經(jīng)軸突生長(zhǎng)相關(guān)誘導(dǎo)因子的修復(fù) 目前，突觸相關(guān)蛋白及BDNF 等已被證實(shí)與突觸的再生和重塑密切相關(guān)， 更對(duì)腦卒中后神經(jīng)功能的修復(fù)起到一定的促進(jìn)作用。 趙景[15]等人在腦缺血性模型鼠上采用黃芩素長(zhǎng)期干預(yù)治療后， 發(fā)現(xiàn)黃芩素可以明顯提高小鼠運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)功能， 也可以調(diào)節(jié)腦缺血后軸突膜蛋白如GAP43、BDNF、突觸相關(guān)蛋白PSD95 及SYP等的表達(dá)，從而可能參與調(diào)節(jié)突觸可塑性和軸突生長(zhǎng),提高大腦可塑性。 另外加減薯蕷丸 （modified dioscorea pills，MDP）是由《金匱要略》的薯蕷丸演化而來(lái)，具有補(bǔ)腎填精、益氣通絡(luò)、健脾調(diào)肝之效。 臨床研究對(duì)非癡呆型血管性認(rèn)知功能障礙及中風(fēng)后失語(yǔ)等疾病療效顯著[16-17]。 有研究證明MDP 可以促進(jìn)血管性癡呆（vascular dementia，VD） 大鼠海馬區(qū)腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子的mRNA 表達(dá)[18]， 另外，SYP 作為突觸結(jié)構(gòu)的標(biāo)志物，也是可以防止神經(jīng)損傷[19]。 突觸蛋白MAP-2 在神經(jīng)元胞體、樹(shù)突、樹(shù)突棘和突觸后致密區(qū)均有表達(dá)，也參與了突觸可塑性， 并對(duì)樹(shù)突棘功能和形態(tài)有很好的促進(jìn)作用[20]。 PSD-95 是一種突觸后蛋白，表達(dá)增多也會(huì)促進(jìn)突觸興奮性增強(qiáng)[21]。 李在望等人通過(guò)對(duì)VD 模型鼠使用濃縮湯劑進(jìn)行灌胃， 結(jié)果顯示MDP 增強(qiáng)了SYP、PSD-95、MAP-2 等相關(guān)突觸蛋白的表達(dá)，進(jìn)一步表明MDP 能明顯改善 VD 大鼠的學(xué)習(xí)記憶能力。

2.1 突觸超微結(jié)構(gòu)的修復(fù)

（1）藥物的修復(fù)丹參注射液是以丹參、降香等有效成分制成的中藥注射劑。 許多的臨床實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其在改善血液微循環(huán)、 抑制血小板聚集、 抗凝、 防治血管痙攣、 擴(kuò)張血管等方面具有較好的療效， 現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于心血管疾病的治療[22]。 丹參亦可以改善腦損傷神經(jīng)元的突觸的重建。 王怡珍[23]對(duì)缺血缺氧性腦損傷模型大鼠運(yùn)用了丹參注射液， 用免疫染色和形態(tài)學(xué)等方法檢測(cè)表明受損神經(jīng)元細(xì)胞器有恢復(fù)痕跡， 可見(jiàn)突觸小泡數(shù)量增多和突觸結(jié)構(gòu)的形態(tài)接近正常。 五味子(fragaria nilgerrensis schlecht, FNS)， 對(duì)糖尿病小鼠有神經(jīng)保護(hù)作用[24]，急性糖尿病研究顯示，經(jīng)FNS 干預(yù)4周后，在Morris 水迷宮實(shí)驗(yàn)中，F(xiàn)NS 增強(qiáng)了野外任務(wù)中的運(yùn)動(dòng)活動(dòng)， 顯著地防止了空間學(xué)習(xí)缺陷， 并且改善海馬突觸超微結(jié)構(gòu)， 提示FNS 具有明顯的抗糖尿病和神經(jīng)保護(hù)作用， 機(jī)制可能與提高糖尿病小鼠的抗氧化活性有關(guān)。 除此之外MDP 保護(hù)相關(guān)突觸蛋白的同時(shí)，也改善了突觸超微結(jié)構(gòu)[19]。

（2） 針刺的修復(fù) 針刺對(duì)腦疾病的治療有積極的作用，在治療阿爾茨海默病、血管性癡呆、腦缺血、骨癌疼痛、 孤獨(dú)癥都有不錯(cuò)的研究進(jìn)展。 有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)[25]，通過(guò)調(diào)節(jié)神經(jīng)膠質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，不僅調(diào)節(jié)突觸可塑性，如上調(diào)海馬突觸比例， 增加突觸界面曲率、 突觸面密度、 單個(gè)突觸的面積及減少突觸裂谷， 還通過(guò)調(diào)節(jié)谷氨酸N-甲基-D-天冬氨酸受體（NMDA）受體、和α-氨基-3-羧基-5-甲基異惡唑-4-丙酸（AMPA）受體和生長(zhǎng)相關(guān)蛋白(GAP-43)的表達(dá)，增加海馬突觸后電位斜率、群發(fā)電位峰值和峰面積，引起長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)。 在針刺的基礎(chǔ)上， 電刺激對(duì)抑制細(xì)胞的凋亡、 神經(jīng)干細(xì)胞再生的誘導(dǎo)和促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞功能的重建有著一定的作用。 電刺激腦中風(fēng)模型的小鼠肝俞、腎俞穴這兩處，對(duì)神經(jīng)功能的修復(fù)和突觸的再生和重塑有明顯的反應(yīng)，也可以促進(jìn)軸突生長(zhǎng)、 再生和增強(qiáng)樹(shù)突棘偽足的運(yùn)動(dòng)能力等方面發(fā)揮重要作用[26]。 更有研究[27]使用不同頻率的電針治療， 明顯改善了學(xué)習(xí)記憶能力， 尤其是高頻電針，是最有效的改變淀粉樣β1-42(Aβ1-42)所致的學(xué)習(xí)記憶障礙， 對(duì)突觸超微結(jié)構(gòu)損傷具有保護(hù)作用，其機(jī)制是抑制海馬糖原合成酶激酶-3β(GSK-3β)活性。

2.2 沉默信息調(diào)整器1

沉默信息調(diào)整器1 (SIRT 1)[28]是一個(gè)哺乳動(dòng)物的同源煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)依賴(lài)的去乙?；竤irtuin 家族。動(dòng)物模型中的遺傳和生理分析顯示，SIRT 1 在發(fā)育和成年期間對(duì)大腦起著有益的作用。 體內(nèi)和體外研究表明，SIRT 1 調(diào)節(jié)神經(jīng)祖細(xì)胞的命運(yùn)、 軸突伸長(zhǎng)、樹(shù)突分支、突觸可塑性和內(nèi)分泌功能。 SIRT 1 除了在生理過(guò)程中發(fā)揮重要作用外， 還參與保護(hù)神經(jīng)元免受損傷性腦損傷和阿爾茨海默病等神經(jīng)系統(tǒng)疾病模型的損傷。

3 展望

對(duì)突觸再生的研究近年來(lái)已逐步成為研究熱點(diǎn)，就目前的醫(yī)療水平來(lái)看， 對(duì)于腦突觸的損傷的恢復(fù)性治療還很難達(dá)到很好的療效。 治療突觸損傷的主要方法， 有改善突觸超微結(jié)構(gòu)的損傷、 增加調(diào)節(jié)生長(zhǎng)相關(guān)蛋白的表達(dá)以及針灸促進(jìn)突觸再生。 有關(guān)針灸對(duì)突觸再生的研究需要注意的是針刺對(duì)刺激量、 手法、 針刺治療持續(xù)時(shí)間有較高的要求， 以及針刺干預(yù)對(duì)神經(jīng)損傷和損傷神經(jīng)修復(fù)過(guò)程中內(nèi)源性保護(hù)作用。 這值得進(jìn)一步深入研究。 同時(shí)，SIRT 1 是一種組蛋白去乙?；福?可以調(diào)節(jié)多種細(xì)胞的功能， 在神經(jīng)突觸再生研究又是一大新的進(jìn)展。 這些治療的基礎(chǔ)上對(duì)于突觸再生后的功能研究及學(xué)習(xí)記憶方面的影響都需要進(jìn)一步的探究。