張 梅 高吉國(guó) 趙 騰 張蓓琳 劉雁偉 周春奎

(吉林大學(xué)白求恩第一醫(yī)院二部神經(jīng)內(nèi)科，吉林 長(zhǎng)春 130021)

血管性癡呆(VD)是指在缺血性、出血性以及急慢性缺血、缺氧性腦血管疾病引起的腦組織損害基礎(chǔ)上產(chǎn)生的以高級(jí)神經(jīng)認(rèn)知功能障礙為主的一組臨床綜合征。其發(fā)病機(jī)制目前尚不確切。既往的研究發(fā)現(xiàn)一些VD患者在出現(xiàn)臨床癥狀前就存在以額葉、顳葉、海馬區(qū)為中心的諸多腦區(qū)彌漫性腦血流量下降〔1〕。因此慢性持續(xù)性腦血流量下降被認(rèn)為是VD的發(fā)病機(jī)制之一。單核細(xì)胞趨化蛋白(MCP)-1作為趨化因子在腦血流量下降所致腦缺血后的炎癥反應(yīng)中起著重要的作用，在腦缺血過程中可趨化和激活T 淋巴細(xì)胞、單核細(xì)胞等免疫細(xì)胞，使血管內(nèi)皮細(xì)胞與血細(xì)胞的黏附性增加，損害血管內(nèi)膜，影響血管通透性，產(chǎn)生自由基，抑制血栓調(diào)節(jié)因子蛋白c、蛋白s系統(tǒng)，促進(jìn)凝血和血管收縮，使炎癥介質(zhì)增高和髓鞘損傷〔2〕。MCP-1可作為一個(gè)新的VD危險(xiǎn)預(yù)測(cè)因子, 獲知其表達(dá)變化與認(rèn)知功能障礙水平的相關(guān)性，對(duì)于拓寬VD的治療具有積極的基礎(chǔ)和臨床價(jià)值。

1 MCP-1 概述

1.1趨化因子的分類 趨化因子是一類結(jié)構(gòu)相似, 分子量約為8 000～14 000的小分子家族， 具有趨化功能的細(xì)胞因子。目前被發(fā)現(xiàn)有50多種人類趨化因子和20種G-蛋白耦聯(lián)趨化因子受體。趨化因子家族成員依據(jù)其基因組成和N-端2個(gè)半胱氨酸的排列順序不同，可分為C、CC、CXC、CX3C 4個(gè)亞家族，其受體通常表達(dá)于細(xì)胞膜表面，為三磷酸鳥苷蛋白耦聯(lián)的跨膜受體，包括 CR、CCR、CXCR、CX3CR。C亞家族只有一個(gè)半胱氨酸殘基；CC亞家族中近N端含2個(gè)相鄰的半胱氨酸殘基，主要趨化和激活單核細(xì)胞和某些T細(xì)胞亞群，也可趨化活化B細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞、樹突細(xì)胞(DC)和自然殺傷(NK)細(xì)胞。目前已知的MCP家族中的5位成員：分別是MCP-1(CCL2)、MCP-2(CCL8)、MCP-3(CCL7)、MCP-4(CCL13)、MCP-5(CCL12)；CXC亞家族中近N-端的2個(gè)半胱氨酸殘基之間間隔1個(gè)氨基酸殘基，主要趨化和激活中性粒細(xì)胞；CX3C亞家族2個(gè)半胱氨酸殘基之間插入了3個(gè)不同的氨基酸〔3〕。

1.2MCP-1的蛋白結(jié)構(gòu)及作用 MCP-1又稱單核細(xì)胞趨化活化因子(MCAF)，屬于CC亞族(B亞族) 成員之一，又稱為CCL2，是第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的人類趨化因子。人MCP-1基因定位于17號(hào)染色體上，小鼠的則定位于11號(hào)染色體上，人MCP-1前體長(zhǎng)99個(gè)氨基酸，切除23個(gè)氨基酸先導(dǎo)序列后形成76氨基酸的成熟分子，為堿性蛋白，其含有4個(gè)半胱氨酸，分別位于11、36、12、52位，前兩位和后兩位之間分別形成2個(gè)鏈內(nèi)二硫鍵，對(duì)于MCP-1的生物學(xué)活性是必需的。

MCP-1可由多種細(xì)胞產(chǎn)生，包括單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、上皮細(xì)胞、成骨細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞等。正常時(shí)腦組織幾乎不表達(dá), 在腦缺血情況下, 神經(jīng)元、活化的小膠質(zhì)細(xì)胞、星形膠質(zhì)細(xì)胞、巨噬細(xì)胞以及內(nèi)皮細(xì)胞都可能是MCP-1的來源。MCP-1作為炎性趨化因子之一，主要通過趨化單核巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)腦實(shí)質(zhì)以及激活中樞神經(jīng)系統(tǒng)小膠質(zhì)細(xì)胞, 進(jìn)一步釋放神經(jīng)毒性物質(zhì)而參與缺血性腦損傷。

1.3MCP-1的受體 CCR2是MCP-1的主要受體，CCR2屬于G蛋白耦聯(lián)受體超家族，其基因定位于3號(hào)染色體，編碼355個(gè)氨基酸殘基蛋白，分子量為41 kD。CCR2含有7個(gè)富含疏水氨基酸的α螺旋跨膜片段，相互由長(zhǎng)短不一的肽鏈環(huán)接，長(zhǎng)約有350個(gè)氨基酸，組成N端在細(xì)胞外側(cè)、C端在細(xì)胞內(nèi)側(cè)的呈蛇狀迂曲的細(xì)胞表面受體。激活的趨化因子受體通過細(xì)胞膜上G蛋白耦聯(lián)受體途徑發(fā)揮作用。CCR2根據(jù)基因轉(zhuǎn)錄時(shí)剪切方式的不同可分為CCR2A及CCR2B。當(dāng)配體與受體結(jié)合后，CCR2變構(gòu)并與G蛋白結(jié)合，使鈣離子釋放到細(xì)胞質(zhì)中，并可激活細(xì)胞表面的鈣離子通道，導(dǎo)致鈣離子內(nèi)流，從而使細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度升高，引起靶細(xì)胞效應(yīng)〔4〕。

1.4MCP-1的表達(dá) MCP-1的表達(dá)可受多種因素的調(diào)節(jié), 白細(xì)胞介素(IL)、人粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子、脂多糖均能誘導(dǎo)其基因轉(zhuǎn)錄, 而地塞米松可下調(diào)其基因轉(zhuǎn)錄。反轉(zhuǎn)錄水平是MCP-1基因的表達(dá)調(diào)控主要環(huán)節(jié)，基因啟動(dòng)子部位存在核因子κB、激活蛋白1的結(jié)合位點(diǎn)。目前認(rèn)為，MCP-1基因轉(zhuǎn)錄主要在2個(gè)區(qū)域受到調(diào)控：①近端調(diào)控區(qū)：主要由血小板衍化生長(zhǎng)因子和干擾素-γ誘導(dǎo)表達(dá)，但轉(zhuǎn)錄激活需依賴SP1核轉(zhuǎn)錄因子；②遠(yuǎn)端調(diào)控區(qū)：其中有2個(gè)部位可以與核因子-κB結(jié)合, 分別稱為κB1、κB2區(qū)，這兩個(gè)區(qū)一起包繞一個(gè)高敏感區(qū) DMS(HS)從而共同調(diào)控 MCP-1的表達(dá)〔5〕。通過活化核轉(zhuǎn)錄因子(NF)-κB氧自由基能上調(diào)MCP-1的表達(dá)；相反, 加入自由基清除劑后其轉(zhuǎn)錄活性明顯降低。

2 VD發(fā)病的炎性機(jī)制

VD的發(fā)病機(jī)制至今尚未完全明確，眾多的研究已經(jīng)提示可能存在多種發(fā)病機(jī)制共同參與VD的發(fā)生。近年來已有學(xué)者提出炎性反應(yīng)及免疫活性因子參與了包括Alzheimer病及VD在內(nèi)的老年癡呆的發(fā)病機(jī)制。炎性機(jī)制在腦缺血所致VD的發(fā)病機(jī)制中地位日益受到重視。越來越多的研究資料表明，慢性腦缺血引起神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的活動(dòng)異常，包括小膠質(zhì)細(xì)胞的活化、星形膠質(zhì)細(xì)胞的增生和活化、少突膠質(zhì)細(xì)胞的損傷等〔6〕。神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞不僅有支持和營(yíng)養(yǎng)神經(jīng)元及清除壞死組織的作用。在神經(jīng)內(nèi)分泌、免疫網(wǎng)絡(luò)、炎性反應(yīng)、分泌細(xì)胞因子和趨化因子等方面也有重要作用〔7，8〕。

2.1小膠質(zhì)細(xì)胞 正常情況下，小膠質(zhì)細(xì)胞處于靜止?fàn)顟B(tài)，病理情況下被激活成為活化的小膠質(zhì)細(xì)胞，伴有增殖、遷移、形態(tài)和功能上的變化〔9〕。激活的小膠質(zhì)細(xì)胞能夠分泌大量的生物活性因子，這些生物活性因子通過不同的途徑反過來加重小膠質(zhì)細(xì)胞的活化效應(yīng)，導(dǎo)致惡性循環(huán)，促進(jìn)神經(jīng)元損傷。此外還可直接對(duì)神經(jīng)組織產(chǎn)生作用，加重炎性反應(yīng)，并可抑制神經(jīng)元突觸產(chǎn)生的長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)〔6〕。有實(shí)驗(yàn)證明，在大鼠慢性腦缺血性腦損害時(shí)，早期適當(dāng)抑制小膠質(zhì)細(xì)胞活化反應(yīng)，能減少不必要的細(xì)胞毒性作用和病理損害，尤其是白質(zhì)損害〔10〕。

2.2星形膠質(zhì)細(xì)胞 生理情況下其不僅有支持、營(yíng)養(yǎng)神經(jīng)細(xì)胞的作用，還能維持細(xì)胞外液離子平衡，具有多種生理功能。但在腦缺血的病理狀態(tài)下，如炎癥、缺血和神經(jīng)退行性疾病等，星形膠質(zhì)細(xì)胞被激活后產(chǎn)生大量的促炎癥因子、一氧化氮、IL-6等細(xì)胞毒性因子，從而引起神經(jīng)元的損傷〔11〕。星形膠質(zhì)細(xì)胞的活化又稱反應(yīng)性膠質(zhì)增生，是中樞神經(jīng)系統(tǒng)病理生理情況下的常見反應(yīng)，表現(xiàn)為星形膠質(zhì)細(xì)胞胞體肥大、腫脹、突起增多延長(zhǎng)、膠質(zhì)纖維酸性蛋白(GFAP)表達(dá)增強(qiáng)等〔12〕。此外，星形膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)量增多，胞體肥大、腫脹，占據(jù)了腦內(nèi)更大的空間，進(jìn)一步干擾神經(jīng)元與神經(jīng)元之間、神經(jīng)元與膠質(zhì)細(xì)胞之間的正常聯(lián)系。有研究表明，在VD模型大鼠腦組織中星形膠質(zhì)細(xì)胞的胞體腫脹，突起遠(yuǎn)端增粗，分支減少等現(xiàn)象，其標(biāo)志性蛋白GFAP表達(dá)明顯增強(qiáng)，并伴有學(xué)習(xí)記憶能力的減退〔13〕。

腦缺血時(shí)內(nèi)皮細(xì)胞、神經(jīng)元等在局部被激活，通過釋放炎性因子觸發(fā)炎癥反應(yīng)，引起其他細(xì)胞因子與炎性代謝產(chǎn)物一起引起神經(jīng)元的直接損傷。綜上均提示炎癥反應(yīng)在慢性腦缺血后繼發(fā)性神經(jīng)損傷中起主要作用。

3 MCP-1與VD

多種原因引起的長(zhǎng)期腦血流低灌注所致慢性腦缺血是VD形成的重要因素之一。以往研究〔14〕已證明慢性持續(xù)性腦缺血可以引起神經(jīng)細(xì)胞凋亡而致進(jìn)行性認(rèn)知功能障礙。

現(xiàn)已證實(shí)，MCP-1的升高伴有巨噬細(xì)胞的激活〔15〕，MCP-1能誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞釋放溶酶體酶，產(chǎn)生氧自由基以及表達(dá)一些促炎因子來加重腦組織的炎癥反應(yīng)。MCP-1在腦缺血后炎癥反應(yīng)發(fā)生過程中起重要的趨化作用〔16〕，對(duì)T淋巴細(xì)胞、嗜堿性細(xì)胞、NK細(xì)胞和造血祖細(xì)胞均有趨化作用。此外，MCP-1不僅誘導(dǎo)單核細(xì)胞趨化，而且能激活單核細(xì)胞，同時(shí)又對(duì)機(jī)體的防御、炎癥恢復(fù)及抗腫瘤發(fā)揮重要作用〔17〕。

對(duì)新生小鼠腦缺血缺氧模型的研究發(fā)現(xiàn)腦組織MCP-1表達(dá)水平明顯增高〔18〕。在小鼠永久性結(jié)扎大腦中動(dòng)脈模型中，缺血中心區(qū)的腦組織在缺血后12 h就檢測(cè)到MCP-1的表達(dá)，隨著缺血時(shí)間的延長(zhǎng),MCP-1表達(dá)增加并向缺血周邊區(qū)擴(kuò)展,在缺血2～3 d后MCP-1表達(dá)達(dá)到高峰，缺血5 d后逐漸下降〔19〕。大鼠永久性結(jié)扎大腦中動(dòng)脈后，缺血腦組織內(nèi)MCP-1 mRNA表達(dá)明顯增高，星形膠質(zhì)細(xì)胞、小膠質(zhì)細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞、激活的白細(xì)胞均能表達(dá)MCP-1。MCP-1的表達(dá)增加與腦組織缺血損傷后單核細(xì)胞集聚和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞活化有關(guān)，活化的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞可產(chǎn)生大量的神經(jīng)毒性因子，導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞的變性和壞死〔20〕。另外，MCP-1還與腦缺血后神經(jīng)再生有關(guān)。小鼠腦缺血后病灶同側(cè)皮質(zhì)和基底節(jié)區(qū)MCP-1 mRNA表達(dá)增加，免疫印跡分析顯示MCP-1 mRNA定位于缺血區(qū)的星形膠質(zhì)細(xì)胞和活化的小膠質(zhì)細(xì)胞，而室管膜下區(qū)(SVZ)神經(jīng)母細(xì)胞表達(dá) CCR2，MCP-1能趨化神經(jīng)母細(xì)胞向缺血區(qū)定向遷移；將MCP-1注射至正?；坠?jié)也能趨化神經(jīng)母細(xì)胞向注射部位定向遷移；將MCP-1或CCR2基因敲除小鼠腦缺血后SVZ神經(jīng)母細(xì)胞向缺血部位的定向遷移顯著減少〔21〕。因此推測(cè)，MCP-1與其受體的相互作用是腦缺血后趨化SVZ神經(jīng)母細(xì)胞向缺血部位遷移的重要機(jī)制之一。Liu等〔22〕的實(shí)驗(yàn)結(jié)果也支持這一觀點(diǎn)。

4 結(jié) 語

近年來我國(guó)人口老齡日趨凸現(xiàn), VD的發(fā)病率呈逐年上升的趨勢(shì)。智能障礙嚴(yán)重影響了腦血管病后生存患者的生活質(zhì)量，也給患者家庭、社會(huì)及國(guó)家增添了沉重的負(fù)荷。據(jù)報(bào)道，VD是迄今為止唯一可防治的癡呆，如早期治療會(huì)具有可逆性〔23〕。 因而對(duì)VD進(jìn)行深入的研究就顯得尤為重要。隨著對(duì) MCP-1結(jié)構(gòu)、功能、表達(dá)和調(diào)控的深入研究，MCP-1在慢性腦缺血致VD中的作用逐漸被人們認(rèn)識(shí)。MCP- 1與VD的發(fā)生發(fā)展關(guān)系密切，因此繼續(xù)深入探索其在缺血性腦損傷中的作用機(jī)制，增強(qiáng)其有益的作用和抑制其損傷作用, 可能為VD的防治找到新的思路和手段。

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