韓尊，羅莉，虞子寧，黃志華，曹性玲

（1.贛南醫(yī)學院2019級臨床專業(yè)本科生；2.贛南醫(yī)學院2019級碩士研究生；3.贛南醫(yī)學院基礎(chǔ)醫(yī)學院機能實驗室，江西 贛州 341000）

缺血性腦卒中又稱腦梗死、缺血性腦中風，是指各種腦血管病變所致腦部血液供應(yīng)障礙，導(dǎo)致局部腦組織缺血、缺氧性壞死，而迅速出現(xiàn)相應(yīng)神經(jīng)功能缺損的一類臨床綜合征。缺血性腦卒中是最常見的腦血管疾病類型，約占腦血管疾病的70%~80%。其發(fā)病率、致殘率及死亡率高，治愈率低，嚴重威脅人類健康［1］。腦缺血后發(fā)生一系列繼發(fā)性病理生理學改變，激活血管內(nèi)皮細胞，分泌黏附分子，白細胞和黏附分子相互作用，釋放大量炎癥分子進入腦組織，白細胞和黏附分子表達上調(diào)并且相互作用，釋放炎癥因子，并進一步誘導(dǎo)小膠質(zhì)細胞和星形膠質(zhì)細胞激活，引發(fā)神經(jīng)炎癥［2］。星形膠質(zhì)細胞（Astrocyte，AS）是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中最豐富的膠質(zhì)細胞，維持中樞神經(jīng)系統(tǒng)在發(fā)育、正常生理和衰老過程中的內(nèi)穩(wěn)態(tài)［3］。在受到缺血性腦損傷后，星形膠質(zhì)細胞激活為反應(yīng)性星形膠質(zhì)細胞并增生，除此之外，反應(yīng)性星形膠質(zhì)細胞表達芳香化酶并產(chǎn)生17β-雌二醇，在腦缺血后的反應(yīng)性星形膠質(zhì)增生、小膠質(zhì)細胞激活和神經(jīng)保護中發(fā)揮關(guān)鍵作用［4］。隨后反應(yīng)性星形膠質(zhì)細胞極化為兩種不同表型——A1和A2型［5］。A1型星形膠質(zhì)細胞主要分泌炎癥細胞因子和神經(jīng)毒性介質(zhì)，誘發(fā)神經(jīng)炎癥，加劇腦組織損傷［6］；而A2型星形膠質(zhì)細胞主要分泌抑炎細胞因子和神經(jīng)生長因子，促進神經(jīng)元再生，發(fā)揮神經(jīng)保護作用［7］。通過干預(yù)星形膠質(zhì)細胞極化的刺激因素和參與的信號通路，抑制其向促炎表型A1分化，促進抑炎表型A2方向分化或可治療缺血性腦卒中。本文綜述了腦缺血后，參與星形膠質(zhì)細胞活化與極化的常見通路，為臨床治療缺血性腦卒中提供新思路。

1 星形膠質(zhì)細胞與腦缺血

星形膠質(zhì)細胞通過與神經(jīng)元形成直接或間接聯(lián)系影響神經(jīng)元的功能，幾乎參與了中樞神經(jīng)系統(tǒng)（Central nervous system，CNS）的所有功能［7］。在受到腦缺血損傷后，反應(yīng)性星形膠質(zhì)細胞數(shù)量增多［8］，一方面參與神經(jīng)血管耦合（Neurovascular coupling，NVC），通過調(diào)節(jié)血管直徑減輕損傷；另一方面，產(chǎn)生腫瘤壞死因子-α（Tumor necrosis factor-α，TNF-α）、轉(zhuǎn)化生長因子-α（Transforming growth factor-α，TGFα）、睫狀神經(jīng)營養(yǎng)因子（Tiliary neurotrophic factor，CNTF）、白細胞介素-1（Interleukin-1，IL-1）、白細胞介素-6（Interleukin-6，IL-6）和激肽釋放酶相關(guān)肽酶6等物質(zhì)，啟動星形膠質(zhì)細胞極化［9］。A1型星形膠質(zhì)細胞（促炎表型）分泌促炎細胞因子（如IL-1α、IL-1β、IL-6、TNF-α、γ-干擾素等）、NO和活性氧（Reactive oxygen species，ROS）等神經(jīng)毒介質(zhì)，誘發(fā)神經(jīng)炎癥，導(dǎo)致神經(jīng)元損傷和死亡，加劇腦組織損傷［6］。A2型星形膠質(zhì)細胞（抑炎表型）分泌神經(jīng)胰島素樣生長因子-1（Insulin-like growth factor-1，IGF-1）、生長因子（Nerve growth factor，NGF）、CNTF、堿性成纖維細胞生長因子（Basic fibroblast growth factor，BFGF）、膠質(zhì)源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（Glial-derived neurotrophic factor，GDNF）、腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（Brain-derived neurotrophic factor，BDNF）、血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）和促紅細胞生成素（hemopoietin，EPO）等神經(jīng)營養(yǎng)因子，發(fā)揮神經(jīng)保護作用［7］。A1星形膠質(zhì)細胞喪失了許多正常的星形膠質(zhì)功能，比如誘導(dǎo)突觸形成以及吞噬突觸功能。當A1型星形膠質(zhì)細胞的形成被阻斷時，可以在一定程度上減少CNS中神經(jīng)元的死亡或損傷［8，10］。

2 JAK/STAT3與星形膠質(zhì)細胞活化

酪氨酸激酶（Receptor-associated tyrosine kinases，JAK）/轉(zhuǎn)錄激活因子（Signal transducers and activators of transcription，STAT）通路是一種廣泛存在于各種生物之間高度保守的信號通路［11］。STAT家族參與調(diào)控細胞生長、分化和存活，在真核細胞中具有高度保守性［12-13］。

2.1 JAK/STAT3信號通路的激活腦缺血損傷后，細胞因子、激素或生長因子等多肽與其相應(yīng)的受體（如IL、生長激素、CNTF等受體）結(jié)合而激活JAK2，隨后STAT3通過其Src同源性2域（Src homologous 2，SH2）被募集并被JAK2在Tyr750位點磷酸化，p-STAT3蛋白二聚體形成并轉(zhuǎn)運至細胞核中，與核基因中被稱為STAT3響應(yīng)元件（STAT3 response element，SRE）的特定核苷酸序列結(jié)合，并誘導(dǎo)其轉(zhuǎn)錄，影響細胞的生長和存活［11］。另外，JAK/STAT3通路的激活，可以促進其上游分子的分泌，構(gòu)成正反饋調(diào)節(jié)［13］。此外，STAT3還可以被各種絲氨酸激酶磷酸化，特別是被絲裂原活化蛋白激酶（Mitogen activated protein kinase，MAPK）磷酸化［14］。

2.2 JAK/STAT3信號通路在缺血性腦卒中發(fā)揮的作用STAT3信號對神經(jīng)炎癥的作用報道不一。大部分研究表明，STAT3信號通路有促進神經(jīng)炎癥作用。在腦缺血時，小鼠缺血側(cè)的p-STAT水平明顯增高，內(nèi)皮素-1上調(diào)JAK2/STAT3，加重神經(jīng)炎癥，而經(jīng)過AG490（一種JAK2/STAT3抑制劑）治療之后，梗死面積明顯改善［11］。另外，信號通路轉(zhuǎn)錄共激活因子相關(guān)蛋白（Yes-associated protein，YAP）通過抑制STAT3信號通路，在大鼠腦缺血損傷后發(fā)揮神經(jīng)保護作用［15］。在離體實驗中證實，Exendin-4可抑制糖氧剝奪（Oxygen-glucose deprivation，OGD）后星形膠質(zhì)細胞JAK2/STAT3信號通路的激活，改善缺血誘導(dǎo)的炎癥和血腦屏障的破壞［16］。瞬時受體電位香草酸亞型（Transient receptor potential vanilloid 1,TRPV1）可以通過JAK2/STAT3信號通路和NLRP3炎癥小體的激活促進AS的激活和星形膠質(zhì)細胞來源的IL-1β的釋放，促進神經(jīng)炎癥發(fā)生［16］。

但也有研究顯示，JAK/STAT3信號通路可以抑制OGD星形膠質(zhì)細胞的神經(jīng)毒性［13-14］。天麻素可以通過增強STAT3信號表達，降低caspase-1和IL-18的表達，有效抑制星形膠質(zhì)細胞的炎性小體和大腦中動脈梗塞（Middle cerebral artery occlusion，MCAO）反應(yīng)性星形膠質(zhì)細胞，發(fā)揮抗炎作用［17］。有研究表明，上調(diào)microRNA-31可以激活JAK/STAT3通路，抑制氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的缺血性卒中小鼠神經(jīng)元損傷［18］。STAT3還可以與Notch1協(xié)同形成Notch1-STAT3-ETB（R）軸，促進腦缺血后反應(yīng)性星形膠質(zhì)細胞增生，但此軸對反應(yīng)性星形膠質(zhì)細胞極化尚無更深入的研究［19］。

綜上所述，腦缺血損傷后JAK/STAT3信號通路被激活后產(chǎn)生復(fù)雜的雙向調(diào)控效應(yīng)，可以保護神經(jīng)細胞和抗炎或加重神經(jīng)炎癥。是什么原因?qū)е翵AK/STAT3信號在星形膠質(zhì)細胞參與的神經(jīng)炎癥中發(fā)揮不同的作用，還有待進一步研究。

3 TLR4/NF-κB與星形膠質(zhì)細胞的活化

核因子-κB（Nuclear factor-κB，NF-κB）是一類可誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄因子家族，包括p105/p50（NF-κB1）、p100/p52（NF-κB2）、p65、RelB和c-Rel等，在小膠質(zhì)細胞、神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細胞等多種細胞和組織中均有表達，在炎癥過程中對炎癥中間產(chǎn)物的激活和調(diào)節(jié)起著重要作用，并且可以調(diào)控免疫、炎癥、細胞存活、分化和增殖等多個過程，調(diào)節(jié)細胞對應(yīng)激、缺氧、牽張和缺血的反應(yīng)［20］。不同的NF-κB都有一段相同的Rel同源結(jié)構(gòu)域（Rel homologous domain，RHD），是與IκB相互作用、核易位和二聚化等作用必需的。p50和p65亞基組成NF-κB的異二聚體，是基因轉(zhuǎn)錄中的有效激活因子。

脂多糖、炎癥刺激、細胞因子和各種有絲分裂原等結(jié)合Toll樣受體4（Toll-like receptors 4，TLR4），釋放信號到P50-P65-IκB三聚體上，引起IκB泛素化或磷酸化，使P50-P65二聚體可進入細胞核調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄。

腦缺血時，激活的NF-κB進入細胞核后，發(fā)揮轉(zhuǎn)錄原件的調(diào)節(jié)作用，使反應(yīng)性星形膠質(zhì)細胞極化為A1表型，調(diào)控多種因子的轉(zhuǎn)錄和釋放，如細胞周期調(diào)節(jié)分子、5-脂氧合酶、補體蛋白C3、誘導(dǎo)烯醇合酶、環(huán)氧化酶-2、黏附分子、血管生成因子、細胞因子（包括趨化因子、白細胞介素-1、IL-6、IL-8等）和腫瘤壞死因子等，加劇腦損傷［21-22］。有研究表明，使星形細胞NF-κB失活可抑制A1星形細胞增加［8］。

綜上所述，腦缺血損傷后激活TLR4/NF-κB信號通路誘導(dǎo)反應(yīng)性星形膠質(zhì)細胞向A1表型極化，引起神經(jīng)炎癥造成神經(jīng)細胞損傷。因此，研制藥物下調(diào)TLR4/NF-κB信號通路，抑制星形膠質(zhì)細胞向A1表型極化，可能成為治療缺血性腦卒中的重要靶點。

4 TGF-β與星形膠質(zhì)細胞活化

轉(zhuǎn)化生長因子β（Transforming growth factorβ，TGF-β）是一類多功能的生長因子，參與發(fā)育、疾病和組織修復(fù)等關(guān)鍵事件的調(diào)控。在腦內(nèi)，TGF-β1是一種與腦損傷后星形膠質(zhì)細胞瘢痕形成有關(guān)的細胞因子［23］。

TGF-β和成纖維細胞生長因子（Fibroblast growth factor，F(xiàn)GFs）可以減少激活的小膠質(zhì)細胞和星形膠質(zhì)細胞引起的神經(jīng)炎癥［20］。TGF-β可調(diào)控星形膠質(zhì)細胞與神經(jīng)元形成“三方突觸”［24］。星形膠質(zhì)細胞可通過分泌TGF-β1誘導(dǎo)興奮性和抑制性突觸形成，增加結(jié)構(gòu)和功能性谷氨酸突觸的密度。這種效應(yīng)是通過調(diào)節(jié)NMDA受體（N-methyl-D-aspartic acid receptor，NMDAR）協(xié)同物——D-絲氨酸的水平實現(xiàn)地［25］。進一步發(fā)現(xiàn)TGF-β1下調(diào)與A1表型相關(guān)基因的表達；另外，TGF-β超家族信號系統(tǒng)的TGF-β1和BMP4對于調(diào)節(jié)星形膠質(zhì)細胞A2表型的可塑性具有重要意義［26］。

4.1 TGF-β在缺血性腦卒中發(fā)揮的作用星形膠質(zhì)細胞利用TGF-β限制神經(jīng)炎癥的發(fā)展，腦卒中后的亞急性期，梗死皮層周圍的星形膠質(zhì)細胞分泌TGF-β，抑制神經(jīng)炎癥、維持大腦功能［27-28］。除此之外，Smad蛋白可轉(zhuǎn)導(dǎo)TGF-β的作用，TGF-β1-Smad1/5/9信號可能在缺血后的大腦炎癥或組織修復(fù)中發(fā)揮關(guān)鍵作用，但有關(guān)機制尚未完全闡明［29］。

綜上所述，TGF-β對星形膠質(zhì)細胞可以產(chǎn)生多方面的影響，不同程度影響神經(jīng)炎癥的發(fā)展，從TGF-β著手，或可為缺血性神經(jīng)炎癥的治療提供新思路。

5 Drd2與星形膠質(zhì)細胞活化

多巴胺D2受體（Dopamine receptor D2，Drd2）在神經(jīng)細胞和星形膠質(zhì)細胞中均有表達。反應(yīng)性星形膠質(zhì)細胞分泌IL-1等細胞因子，造成周圍細胞的損傷。Drd2激活可以通過非經(jīng)典β-抑制蛋白途徑減輕炎癥損傷［30］。Drd2激動劑（UNC9995）可改善TH+神經(jīng)元的丟失，抑制星形膠質(zhì)細胞活化，從而減輕炎癥損傷［31］。此外，大麻素也可以甲基化Drd2基因，在蛋白表達水平調(diào)節(jié)神經(jīng)炎癥［29，32］?？梢?，Drd2在星形膠質(zhì)細胞介導(dǎo)的神經(jīng)炎癥中起重要作用，是負調(diào)節(jié)神經(jīng)炎癥反應(yīng)的關(guān)鍵靶標。

6 Wnt/β-catenin信號通路與星形膠質(zhì)細胞活化

Wnt基因編碼一組保守的糖蛋白，調(diào)控出生后動物的早期發(fā)育、細胞增殖和分化以及組織再生，Wnt常與β環(huán)形蛋白（β-catenin）信號相耦聯(lián)，調(diào)節(jié)細胞增殖，被稱為細胞增殖的主要調(diào)節(jié)劑［33-34］。

6.1 Wnt/β-catenin信號通路與Ngn2Wnt/β-catenin激活可導(dǎo)致神經(jīng)源素-2（Neurogenin-2，Ngn2）表達顯著增加，而下調(diào)Ngn2的表達可以逆轉(zhuǎn)Wnt/β-catenin對星形膠質(zhì)細胞分化的抑制作用［35］。此外，Ngn2可直接與星形膠質(zhì)細胞特異性基因的啟動子結(jié)合，直接抑制星形膠質(zhì)細胞的分化［35］。這說明，Wnt/β-catenin信號通過Ngn2依賴的轉(zhuǎn)錄抑制機制，抑制早期星形膠質(zhì)細胞的發(fā)生，從而起到減輕神經(jīng)炎癥的作用。

6.2 Wnt/β-catenin信號通路與NF-α1神經(jīng)營養(yǎng)因子α1（Neurotrophic factors,NF-α1）可以通過激活ERK1/2-Sox9信號通路，增強膠質(zhì)纖維酸性蛋白（Glial fibrillary acidic protein，GFAP）的表達，誘導(dǎo)神經(jīng)干細胞（Neural stem cell，NSC）向星形膠質(zhì)細胞分化。在這個過程中，NF-α1過表達小鼠Wnt/β-catenin含量明顯下降［36］，提示NF-α1也可以通過抑制Wnt/β-catenin信號，促進NSC向星形膠質(zhì)細胞分化。在MCAO小鼠模型中也觀察到，Wnt-3a顯著下調(diào)iNOS和TNF-α的表達，上調(diào)精氨酸酶1（Arginase 1，Arg1）和CD206的表達，GFAP/s100a10陽性細胞數(shù)量增加，GFAP/C3陽性細胞、GFAP和IL-15蛋白水平降低，IL-33蛋白水平升高［37］?？梢?，Wnt-3a可以減少腦缺血后A1表型，增加A2表型星形膠質(zhì)細胞，抑制促炎因子的表達，促進抑炎因子的表達，顯著改善神經(jīng)炎癥損傷。

7 Lamp1與星形膠質(zhì)細胞活化

溶酶體相關(guān)膜蛋白1（Lysosomal associated membrane protein 1，Lamp1），常作為神經(jīng)系統(tǒng)中降解自噬溶酶體細胞器的標志［38］。有研究發(fā)現(xiàn)，在腦膜附近有一種表達了Lamp1的星形膠質(zhì)細胞，同時表達一種叫作TRAIL的死亡受體配體，它們可以共同誘導(dǎo)其他細胞死亡［39］。Lamp1+TRAL+星形膠質(zhì)細胞通過TRAIL-DR5信號，誘導(dǎo)T細胞凋亡，從而限制了中樞神經(jīng)系統(tǒng)的炎癥。在穩(wěn)態(tài)時，星形膠質(zhì)細胞中TRAIL的表達是由腦膜自然殺傷細胞產(chǎn)生的干擾素-γ（Interferon-γ，IFNγ）驅(qū)動的，而IFNγ的表達受腸道微生物組的調(diào)節(jié)［39］。在炎癥的情況下，T細胞和小膠質(zhì)細胞分泌細胞因子，抑制星形膠質(zhì)細胞中TRAIL的表達?？傊?，Lamp1+TRAIL+星形膠質(zhì)細胞通過誘導(dǎo)T細胞凋亡來限制CNS炎癥，并且該星形膠質(zhì)細胞亞群由微生物組調(diào)控的腦膜NK細胞分泌的IFNγ維持［39］。綜上所述，Lamp1+TRAL+星形膠質(zhì)細胞可以有效抑制神經(jīng)炎癥，可以為神經(jīng)炎癥的治療提供新思路。

8 小結(jié)與展望

星形膠質(zhì)細胞是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中最豐富的細胞類型，并能與所有類型的中樞神經(jīng)細胞進行接觸和信息交流，在結(jié)構(gòu)和功能上參與正常的腦生理和缺血性腦病的病理反應(yīng)。星形膠質(zhì)細胞通過A1和A2兩種表型對缺血性腦卒中發(fā)揮復(fù)雜的兩面性作用。另外，隨著細胞測序技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，越來越多星形膠質(zhì)細胞亞型的功能被揭示，因此，精確調(diào)控星形膠質(zhì)細胞的不同表型，進而減輕神經(jīng)炎癥引起的損傷，促進缺血性腦卒中的神經(jīng)元修復(fù)，可為臨床治療缺血性腦卒中提供更多的思路。