王云杰，侯卓然，廖紅，張陸勇，龐濤

（1.中國藥科大學(xué)江蘇省新藥篩選重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210009；2. 江蘇大學(xué)醫(yī)學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212013）

能量代謝信號(hào)通路對(duì)缺血性腦卒中神經(jīng)保護(hù)作用的研究進(jìn)展

王云杰1，侯卓然2，廖紅1，張陸勇1，龐濤1*

（1.中國藥科大學(xué)江蘇省新藥篩選重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210009；2. 江蘇大學(xué)醫(yī)學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212013）

據(jù)近幾年研究發(fā)現(xiàn)，能量代謝通路中的關(guān)鍵酶，如AMPK、Sirt1、PGC-1α、NAMPT，在控制缺血再灌注引起的鈣離子超載、興奮性氨基酸毒性、過氧化應(yīng)激等損傷途徑中發(fā)揮重要的作用，并且對(duì)缺血性神經(jīng)起到保護(hù)作用。分別介紹這些能量代謝通路中的關(guān)鍵蛋白在缺血性神經(jīng)保護(hù)中的作用機(jī)制，旨在為缺血性腦卒中的治療提供新思路。

能量代謝通路；缺血性腦卒中；神經(jīng)保護(hù)

缺血性腦卒中發(fā)病率居高不下，其高致死率和高致殘率給人類健康和生活帶來巨大影響，也對(duì)社會(huì)造成了沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)[1]。缺血再灌注（IRI）損傷作為一種嚴(yán)重而復(fù)雜的病理過程，涉及到離子失衡、過氧化應(yīng)激、神經(jīng)興奮性毒性及炎癥激活等負(fù)性事件的參與，這些級(jí)聯(lián)瀑布效應(yīng)最終導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞的壞死和凋亡，致使不可逆性神經(jīng)功能缺失。目前醫(yī)學(xué)界唯一的有效治療腦缺血的方法是溶栓療法，然而，使用溶栓藥物的時(shí)間窗限制了其在臨床中的應(yīng)用[2]。因此，尋找有效可靠的神經(jīng)保護(hù)劑成為治療腦卒中的當(dāng)務(wù)之急。研究發(fā)現(xiàn)，缺血性腦卒中對(duì)大腦缺血性神經(jīng)的損傷主要是因?yàn)槟芰抗?yīng)不足，從而引起星形膠質(zhì)細(xì)胞的糖酵解增加來提供能量，但長期糖酵解過程造成乳酸堆積增加，并且抑制神經(jīng)元利用乳酸作為能量來源，使神經(jīng)細(xì)胞死亡[3]。單磷酸腺苷（adenosinemonophosphate，AMP）激活的蛋白激酶（AMPK）作為能量代謝通路中的關(guān)鍵酶，控制著整個(gè)機(jī)體的能量代謝；沉默信息調(diào)節(jié)因子2相關(guān)酶1（silentmatingtypeinformationregulator2homolog1，Sirt1）是一種尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（nicotinamideadeninedinucleotide，NAD）依賴的Ⅲ型組蛋白去乙?；?，通過調(diào)節(jié)NAD的含量對(duì)各種細(xì)胞因子及AMPK進(jìn)行脫乙酰化作用，進(jìn)而減輕缺血再灌注引起的損傷；過氧化物酶體增殖活性受體（peroxisomeproliferatorreceptor，PPAR）γ輔助因子1α（PPARγcoactivator1α，PGC-1α）是過氧化物酶體增殖物激活受體PPAR的轉(zhuǎn)錄共同激活因子，主要通過增加線粒體的合成以及其他的轉(zhuǎn)錄因子的活性，對(duì)缺血性神經(jīng)起保護(hù)作用；尼克酰胺磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶（nicotinamidephosphoribosyltransferase，NAMPT）作為NAD補(bǔ)救合成通路中的限速酶，不僅通過NAD的合成保護(hù)神經(jīng)細(xì)胞，并且可能作為一種細(xì)胞因子，影響炎癥發(fā)生過程。因此，如果從這些能量代謝通路上的關(guān)鍵蛋白入手，調(diào)控能量代謝過程，將對(duì)缺血性神經(jīng)產(chǎn)生重要的保護(hù)作用。

1 AMPK對(duì)缺血性神經(jīng)的保護(hù)作用

AMPK廣泛存在于真核細(xì)胞生物中，屬于絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶。AMPK在能量狀態(tài)發(fā)生改變的條件下（如ATP含量的下降、AMP/ATP比例的升高）被激活，來調(diào)節(jié)很大范圍內(nèi)的細(xì)胞活動(dòng)并重建新陳代謝的平衡。當(dāng)AMPK被激活時(shí)，快速地使下游靶標(biāo)磷酸化，使ATP消耗通路阻斷，且促進(jìn)ATP合成通路的開放，因此，AMPK被稱為“細(xì)胞能量調(diào)控器”[4]。以下對(duì)AMPK在缺血性腦卒中發(fā)生時(shí)的所發(fā)揮的作用進(jìn)行說明。

1.1 在大腦缺血時(shí)對(duì)缺血性神經(jīng)的保護(hù)作用

很多新陳代謝的變化，創(chuàng)傷或毒性作用對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)造成傷害后都能夠引起AMPK的激活，包括大腦缺血、低血糖癥、受代謝毒素的影響等情況，此時(shí)AMPK的α1、α2、β1、β2和γ1亞基在神經(jīng)細(xì)胞中高度表達(dá)[5]。

AMPK激活劑5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸轉(zhuǎn)甲酰酶（AICAR）在一些模型中顯示，對(duì)大腦缺血時(shí)的神經(jīng)元具有保護(hù)作用。這表明AMPK激活可以促使神經(jīng)細(xì)胞能量的恢復(fù)。有實(shí)驗(yàn)證實(shí)：加入低濃度的AICAR時(shí)，AMPK被激活，并且對(duì)抗缺糖損傷、新陳代謝變化、興奮性毒性和氧化應(yīng)激引起的神經(jīng)元損傷，從而起到保護(hù)神經(jīng)細(xì)胞的作用。更重要的是，在低濃度AICAR處理的原代細(xì)胞中，AICAR的這種保護(hù)作用被證明與AMPK的短暫激活有關(guān)[6]。Moss及其領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，AMPK與γ-氨基丁酸（GABAB）受體有直接的聯(lián)系，且使胞質(zhì)尾區(qū)的S783磷酸化，這個(gè)過程可能會(huì)刺激GABA依賴的機(jī)制，使突觸前Ca2+釋放受阻[7]，從而抑制Ca2+超載的發(fā)生，減輕缺血再灌注引起的缺血損傷。

然而，也有關(guān)于AMPK激活在神經(jīng)保護(hù)和抗細(xì)胞凋亡方面作用的不同意見。一些研究表明，AMPK的延長激活會(huì)有不利影響，并且激活細(xì)胞壞死機(jī)制。體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)表明，AMPK對(duì)神經(jīng)細(xì)胞作用的差異可能是由葡糖糖濃度的不同引起。因此，應(yīng)用相同的新陳代謝條件，已有實(shí)驗(yàn)室證明了AMPK的激活對(duì)暴露在代謝應(yīng)激、鈣超載、興奮性中毒情況下的神經(jīng)細(xì)胞有保護(hù)作用。

1.2 在其他方面對(duì)缺血性神經(jīng)的保護(hù)

首先，AMPK對(duì)身體的代謝有調(diào)節(jié)作用。它能抑制脂肪酸和膽固醇的合成，促進(jìn)糖酵解，抑制糖異生，為神經(jīng)細(xì)胞提供ATP。并且，AMPK是HMG-CoA還原酶的上游調(diào)節(jié)因子，能很好地改善模型動(dòng)物和臨床腦卒中病人的神經(jīng)損傷[8]。其次，AMPK通過抑制神經(jīng)元型一氧化氮合酶（nNOS），減少了過硝酸鹽（ONOO-）的產(chǎn)生，發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用[9]。此外，AMPK通過促進(jìn)血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）的合成，促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞的增殖和代謝[10]。最后，AMPK參與神經(jīng)細(xì)胞的自噬活動(dòng)，介導(dǎo)巨噬細(xì)胞M1型和M2型的轉(zhuǎn)化，清除細(xì)胞內(nèi)受損傷的細(xì)胞結(jié)構(gòu)、衰老的細(xì)胞器以及不再需要的生物大分子，為細(xì)胞內(nèi)各種生理活動(dòng)提供能量[11]。

AMPK對(duì)缺血性神經(jīng)的保護(hù)機(jī)制如圖1所示。

圖1 AMPK對(duì)缺血性神經(jīng)的保護(hù)機(jī)制Figure 1 Protection mechanism of AMPK on ischemic nerve

2 Sirt1對(duì)缺血性神經(jīng)的保護(hù)作用

Sirt1是一種NAD依賴的Ⅲ型組蛋白去乙?；福瑥V泛存在于各種細(xì)胞及器官中，例如細(xì)胞核、胞漿和線粒體[12]。它的酶活力取決于它的蛋白表達(dá)水平、NAD的含量和調(diào)節(jié)酶活性的蛋白的水平，例如，當(dāng)饑餓或細(xì)胞暴露于氧化應(yīng)激和DNA損傷的環(huán)境中時(shí)，它的表達(dá)量會(huì)升高。最近的研究發(fā)現(xiàn)：實(shí)驗(yàn)性腦缺血后，梗死區(qū)域的Sirt1含量明顯增加；Sirt1的活性影響梗死面積的大小，Sirt1基因敲除使腦卒中的后果加重[13]?；谝陨蠈?shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，人們對(duì)Sirt1在腦缺血引起的神經(jīng)損傷中的作用機(jī)制展開了進(jìn)一步研究。接下來，從以下3個(gè)方面就Sirt1對(duì)缺血性神經(jīng)的保護(hù)機(jī)制進(jìn)行分析。

2.1 Sirt1在缺血時(shí)對(duì)缺血性神經(jīng)的保護(hù)

首先，Sirt1通過激活A(yù)MPK產(chǎn)生作用。AMPK系統(tǒng)激活，作為代謝和應(yīng)激信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的原件，調(diào)節(jié)下游的靶蛋白，發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)。缺血時(shí)的低能量狀態(tài)導(dǎo)致了AMPK的激活，且有研究發(fā)現(xiàn)葡萄糖含量變化引起的AMPK的變化與NAD+/NAD的比例以及Sirt1的水平和活力有關(guān)[14]。

其次，另一個(gè)觸發(fā)細(xì)胞保護(hù)且防止缺氧引起代謝改變的因素是缺氧誘導(dǎo)因子（HIF）。在氧不足時(shí)，HIF2α的水平顯著上調(diào)，并且它的活性受Sirt1脫乙酰化作用的影響。另外，Sirt1與HIF1α相互作用，Sirt1抑制HIF1α的轉(zhuǎn)錄活性。在低氧應(yīng)激時(shí)，胞內(nèi)NAD的減少抑制Sirt1對(duì)刺激的反應(yīng)，增加HIF1α乙?；饔茫⒁虼嗽黾親IF1α基因的表達(dá)。有趣的是，其他研究發(fā)現(xiàn)HIF2α與HIF1α競爭與Sirt1的作用[15]。

最后，在代謝控制中與Sirt1最密切的一個(gè)因子是PGC-1α。Sirt1與PGC1α在功能上相互作用并且使PGC-1α脫乙酰化，從而引起線粒體蛋白包括ATP合成通路的過量表達(dá)。PGC-1α通過消除活性氧（ROS）和誘導(dǎo)解耦聯(lián)蛋白2（UCP2）等起到神經(jīng)保護(hù)作用[16]。

Sirt1對(duì)缺血損傷的保護(hù)機(jī)制如圖2所示。

圖2 Sirt1對(duì)缺血損傷的保護(hù)機(jī)制Figure 2 Protective mechanism of Sirt1 on ischemic injury

2.2 Sirt1在再灌注時(shí)對(duì)缺血性神經(jīng)的保護(hù)

缺血對(duì)神經(jīng)損傷較大，但更嚴(yán)重的損傷是再灌注造成的。在再灌注過程中，細(xì)胞的新陳代謝回到有氧途徑，產(chǎn)生ROS。ROS主要產(chǎn)生于線粒體并觸發(fā)多種機(jī)制，包括Ca2+的積累，半胱天冬酶激活，細(xì)胞因子上調(diào)，以及脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和DNA損傷。ROS生成和消除失衡產(chǎn)生氧化應(yīng)激[17]。

心肌細(xì)胞的各種研究報(bào)告顯示了Sirt1對(duì)抗氧化應(yīng)激的保護(hù)作用。心肌過度表達(dá)Sirt1對(duì)缺血再灌注（IRI）時(shí)的抗氧化應(yīng)激作用有很強(qiáng)的對(duì)抗性，是因?yàn)镾irt1上調(diào)抗氧化劑如超氧化物歧化酶（MnSOD）和硫氧還蛋白-1的表達(dá)起作用的。Sirt1也使Forkhead轉(zhuǎn)錄因子FoxO1脫去乙?；T導(dǎo)其核易位和隨后的抗氧化分子的轉(zhuǎn)錄[18]。此外，在腎臟IRI模型中，Sirt1對(duì)抗氧化應(yīng)激的保護(hù)作用也被證實(shí)。NO是由內(nèi)皮NO合成酶（eNOS）合成，是內(nèi)皮功能的關(guān)鍵調(diào)節(jié)器，它對(duì)抗內(nèi)皮素的血管收縮作用從而引起血管舒張。然而，由iNOS產(chǎn)生的NO加劇了IRI損傷時(shí)過氧化物或過氧硝酸鹽的生成。有大量的證據(jù)支持Sirt1和eNOS之間的關(guān)系，Sirt1交互并調(diào)節(jié)eNOS的乙?；癄顟B(tài)，導(dǎo)致酶的激活[19]。

Sirt1對(duì)再灌注損傷的保護(hù)機(jī)制如圖3所示。

圖3 Sirt1對(duì)再灌注損傷的保護(hù)機(jī)制Figure 3 Protective mechanism of Sirt1 on reperfusion injury

2.3 Sirt1對(duì)炎癥的抑制作用和抗細(xì)胞凋亡作用

IRI導(dǎo)致組織炎癥反應(yīng)，是由于免疫細(xì)胞浸潤組織引起的。各種細(xì)胞因子、趨化因子、黏附分子和細(xì)胞外基質(zhì)化合物可以終止炎癥的損害。這些因素的表達(dá)是由特定的核轉(zhuǎn)錄因子κB（NF-κB）介導(dǎo)的，它是一個(gè)關(guān)鍵的炎癥調(diào)節(jié)器。激活后，轉(zhuǎn)錄因子向核遷移，并且促進(jìn)促炎基因轉(zhuǎn)錄，加強(qiáng)炎癥反應(yīng)[20]。Sirt1對(duì)炎癥的抑制是通過抑制NF-κB，并激活內(nèi)皮eNOS改善微循環(huán)，從而抑制炎癥的發(fā)生[21]。

Sirt1抑制細(xì)胞凋亡是通過多個(gè)途徑實(shí)現(xiàn)的，例如，抑制p53的轉(zhuǎn)錄活性或增加Ku70和Bax之間的綁定作用[22]。

Sirt1在抑制炎癥和抗細(xì)胞凋亡中的作用如圖4所示。

圖4 Sirt1在抑制炎癥和抗細(xì)胞凋亡中的作用Figure 4 The role of Sirt1 in inhibiting inflammation and apoptosis

3 PGC-1α對(duì)缺血性神經(jīng)的保護(hù)作用

PGC-1α是PPAR的轉(zhuǎn)錄共激活因子[23]。PGC-1α具有明顯的組織特異性，主要在富含線粒體或者能量要求高的組織如大腦、骨骼肌中表達(dá)，其他組織中表達(dá)很少[24]。PGC-1α對(duì)轉(zhuǎn)錄因子有強(qiáng)大的控制性，最近，有研究發(fā)現(xiàn)PGC-1α具有神經(jīng)保護(hù)作用，PGC-1α敲除小鼠缺血后腦神經(jīng)元的損傷顯著，增加PGC-1α的表達(dá)，使得培養(yǎng)的細(xì)胞免受氧化應(yīng)激介導(dǎo)的細(xì)胞死亡。以下對(duì)PGC-1α在缺血性神經(jīng)保護(hù)方面的可能機(jī)制進(jìn)行概述。

3.1 PGC-1α促進(jìn)線粒體的合成

在過表達(dá)PGC-1α的神經(jīng)細(xì)胞中，線粒體的含量增加。PGC-1α調(diào)節(jié)核呼吸因子-1（NRF-1）和核呼吸因子-2（NRF-2），使得線粒體轉(zhuǎn)錄因子A表達(dá)，調(diào)節(jié)線粒體的溶解和破裂。此外，PGC-1α還可以通過誘導(dǎo)解偶聯(lián)蛋白2（UCP-2）的產(chǎn)生，促進(jìn)線粒體的生物合成。而且，PGC-1α本身還可以增強(qiáng)線粒體的呼吸功能，使得缺血性神經(jīng)元的能量供給大大增加，使神經(jīng)細(xì)胞在缺血時(shí)存活下來的機(jī)會(huì)增加[25]。

3.2 PGC-1α消除氧自由基

PGC-1α可通過上調(diào)UCP-2和超氧化物歧化酶2（SOD2）的水平，減少ROS的釋放。因?yàn)椋谌毖獎(jiǎng)游锬Ｐ椭?，上調(diào)UCP2，活性氧的釋放和神經(jīng)元的損傷明顯減少，說明UCP2減少ROS的釋放，對(duì)神經(jīng)元起保護(hù)作用。并且，過表達(dá)SOD2對(duì)局灶性腦缺血后的氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的神經(jīng)損傷也具有保護(hù)作用[26]。

3.3 PGC-1α的抗細(xì)胞凋亡作用

半胱天冬酶（Caspase）和Bcl-2蛋白對(duì)細(xì)胞凋亡起到調(diào)控作用。近來，在體外培養(yǎng)的神經(jīng)細(xì)胞中進(jìn)行的研究表明，PPAR-γ激動(dòng)劑羅格列酮可減少氧糖缺乏模型（OGD）中細(xì)胞的凋亡數(shù)目，減少細(xì)胞色素C的釋放，維持線粒體膜電位穩(wěn)定，抑制蛋白激酶9的活性。而且，使用羅格列酮或過表達(dá)PPAR-γ可提高SOD的酶活力，減少ROS的生成，最終增加抗凋亡家族Bcl-2和Bcl-xL的含量，減少蛋白激酶B的降解，從而阻止細(xì)胞凋亡[27]。

3.4 PGC-1α抑制炎癥反應(yīng)

PGC-1α具有較強(qiáng)的抗炎作用，可能是通過干擾激活蛋白-1（AP-1）、NF-κB、轉(zhuǎn)錄激活因子（STAT）的反式激活能力，進(jìn)而調(diào)節(jié)細(xì)胞因子產(chǎn)生和黏附分子的表達(dá)來減輕炎癥[28]。

3.5 PGC-1α促進(jìn)血管生成

PGC-1α促使缺血組織的血管生成，可能是通過分泌大量血管生長因子（包括VEGF等）起作用[29]。

圖5描述了PGC-1α對(duì)缺血性神經(jīng)的保護(hù)機(jī)制。

圖5 PGC-1α對(duì)缺血性神經(jīng)的保護(hù)機(jī)制Figure 5 Protection mechanism of PGC-1α on ischemic nerve

4 NAMPT對(duì)缺血性神經(jīng)的保護(hù)作用

NAMPT是NAD補(bǔ)救合成途徑中的限速酶[30]，也曾被稱為B細(xì)胞克隆增強(qiáng)因子（PBEF）和內(nèi)臟脂肪素（visfatin），是哺乳動(dòng)物NAD合成的主要途徑，起調(diào)控細(xì)胞內(nèi)NAD水平的作用[31]。NAMPT廣泛存在于細(xì)胞核、細(xì)胞漿及線粒體中，這些統(tǒng)稱為細(xì)胞內(nèi)NAMPT（intracellularNAMPT，iNAMPT），NAMPT還可以通過旁分泌和內(nèi)分泌的方式釋放到細(xì)胞外，稱為細(xì)胞外NAMPT（extracellularNampt，eNAMPT），eNAMPT主要是血清中的NAMPT[32]。

以下就NAMPT對(duì)缺血性神經(jīng)保護(hù)作用的最新報(bào)道進(jìn)行介紹。

4.1 胞內(nèi)NAMPT對(duì)缺血性神經(jīng)的保護(hù)作用

隨著年齡增加，NAD的水平在不同組織（包括大腦）中均會(huì)持續(xù)下降。NAMPT在腦內(nèi)主要表達(dá)于神經(jīng)元細(xì)胞，而在神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞不表達(dá)[32]。實(shí)驗(yàn)顯示：1）在大腦中動(dòng)脈堵塞（MCAO）模型和氧糖剝奪（OGD）模型中，NAMPT的水平顯著上調(diào)，而NAMPT特異性抑制劑FK866可加重MCAO模型動(dòng)物的腦損傷和缺氧缺血導(dǎo)致的神經(jīng)元損傷，但這些現(xiàn)象可以被NAMPT的終產(chǎn)物煙酰胺單核苷酸（NMN）逆轉(zhuǎn)[33]；2）AMPK的激活有神經(jīng)保護(hù)作用，過表達(dá)的NAMPT可以進(jìn)一步增加缺血或氧糖剝奪所致的AMPK的激活，而干擾RNA可以抑制NAMPT，從而抑制AMPK的激活[32]；3）NAMPT可以通過NAD的合成量來調(diào)控Sirt1的去乙酰化能力，AMPK的上游激酶LKB1，它的乙?；图?xì)胞內(nèi)的重分布均受Sirt1的調(diào)節(jié)[34]；4）MCAO術(shù)后，NAMPT過表達(dá)的大鼠腦內(nèi)自噬小泡的數(shù)目增加，mTOR和S6K1的磷酸化水平下降，mTOR-S6K1信號(hào)通路系由TSC2調(diào)節(jié)，研究發(fā)現(xiàn)TSC2的Ser1387位點(diǎn)磷酸化水平增強(qiáng)，而NAMPT敲除大鼠表現(xiàn)出自噬能力下降，自噬阻斷劑阻斷NAMPT過表達(dá)引起的神經(jīng)保護(hù)作用，而誘導(dǎo)劑加強(qiáng)其作用。因此，NAMPT可通過改變TSC2-Ser1387-mTOR-S6K1信號(hào)通路，在缺血早期增加自噬的反應(yīng)[35]。

綜上所述，iNAMPT對(duì)缺血性神經(jīng)的保護(hù)作用通過2個(gè)途徑實(shí)現(xiàn)：1）NAMPT可通過其酶活性，控制NAD的合成，影響Sirt1的活性，調(diào)節(jié)LKB1的去乙?；图?xì)胞內(nèi)重分布，最終調(diào)控AMPK的激活，減少神經(jīng)元在缺血情況下的凋亡和死亡；2）NAMPT可通過改變TSC2-Ser1387-mTOR-S6K1信號(hào)通路，在腦缺血早期增加自噬的發(fā)生，以提高神經(jīng)元在缺血情況下的存活率。

iNAMPT對(duì)缺血性神經(jīng)的保護(hù)機(jī)制如圖6所示。

圖6 iNAMPT對(duì)缺血性神經(jīng)的保護(hù)機(jī)制Figure 6 Protection mechanism of iNAMPT on ischemic nerve

4.2 胞外NAMPT對(duì)缺血性神經(jīng)的保護(hù)作用

相比于iNAMPT，eNAMPT對(duì)缺血性神經(jīng)作用的研究較晚，并且eNAMPT沒有典型的分泌信號(hào)[36]，它可以通過一些細(xì)胞的非典型分泌機(jī)制分泌到細(xì)胞間隙或血液中，這些細(xì)胞包括脂肪細(xì)胞、肝細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和白血球細(xì)胞[37]。有研究指出OGD時(shí)，神經(jīng)元NAMPT過表達(dá)，通過初級(jí)神經(jīng)元釋放到胞外介質(zhì)中；分泌的NAMPT保護(hù)少突膠質(zhì)細(xì)胞（OL）免于OGD的損傷，而OL的主要功能是在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中包繞軸突、形成絕緣的髓鞘結(jié)構(gòu)、協(xié)助神經(jīng)電信號(hào)的跳躍式高效傳遞，以及維持和保護(hù)神經(jīng)元的正常功能[38]。

eNAMPT對(duì)神經(jīng)的保護(hù)作用與NAD依賴的保護(hù)作用不同，它既可能是通過促進(jìn)胞外NAD的生物合成來發(fā)揮作用，也可能是通過一種未知的功能，像是綁定在一種特殊的受體上，并因此激活信號(hào)通路。與此一致，有文獻(xiàn)報(bào)道，隨著NAMPT重組蛋白的表達(dá)，可以激活一些促存活通路，包括PBK/Akt、ERK1/2和STAT5a，并且這些分子可能具有調(diào)節(jié)NAMPT促神經(jīng)保護(hù)的作用。換言之，eNAMPT可能綁定于一個(gè)細(xì)胞膜上的未知受體，通過激活下游的促活信號(hào)通路發(fā)揮它的神經(jīng)保護(hù)作用[39]。

除了作為NAD的一個(gè)限速酶的作用外，eNAMPT也能以細(xì)胞因子的角色來抑制外周系統(tǒng)的炎癥。NAMPT基因最初是從外周血液cDNA文庫中分離出來的，NAMPT表現(xiàn)出對(duì)干細(xì)胞因子以及白介素-7的前B細(xì)胞因子生成的激活作用[40]。其可控制單核細(xì)胞和中性粒細(xì)胞在炎癥刺激中的作用，炎癥的作用在大腦缺血模型中被完善，且在大腦損傷和修復(fù)的過程中起重要作用[41]。同樣地，炎癥的急性過度應(yīng)激過程可能對(duì)神經(jīng)細(xì)胞有損害作用，然而，一個(gè)減弱的延長的炎癥效應(yīng)，對(duì)神經(jīng)修復(fù)發(fā)揮有利的作用，這是至關(guān)重要的。因此，Zheng等[39]推測eNAMPT不僅影響OL，也與缺血性腦卒中后腦內(nèi)小膠質(zhì)細(xì)胞（中樞神經(jīng)系統(tǒng)的炎癥細(xì)胞）的炎癥發(fā)生過程有關(guān)，并且對(duì)缺血性腦卒中發(fā)生后腦內(nèi)炎癥的發(fā)生有抑制作用，但實(shí)驗(yàn)結(jié)果未證實(shí)這一推測，還需進(jìn)一步研究。最近有研究顯示eNAMPT可以通過能量限制（CR）對(duì)抗氧化應(yīng)激，發(fā)揮其抗氧化應(yīng)激的作用[42]。

綜上所述，eNAMPT對(duì)神經(jīng)的保護(hù)作用通過2個(gè)方面實(shí)現(xiàn)：1）促進(jìn)胞外NAD的合成；2）作為細(xì)胞因子，影響腦內(nèi)小膠質(zhì)細(xì)胞的炎癥發(fā)生過程。當(dāng)然，對(duì)eNAMPT在缺血性神經(jīng)保護(hù)方面的作用，還需展開進(jìn)一步研究。

圖7描述了eNAMPT對(duì)缺血性神經(jīng)的保護(hù)機(jī)制。

圖7 eNAMPT對(duì)缺血性神經(jīng)的保護(hù)機(jī)制Figure 7 Protection mechanism of eNAMPT on ischemic nerve

5 結(jié)語

越來越多的研究者認(rèn)為：治療缺血性腦卒中，需從神經(jīng)本身出發(fā)，尋找修復(fù)和重建損傷神經(jīng)的新方法，而不僅僅是應(yīng)對(duì)缺血引起的損傷。能量代謝中的關(guān)鍵蛋白在最近的研究中表現(xiàn)出對(duì)缺血性神經(jīng)重要的保護(hù)作用，雖然它們的機(jī)制還不甚明確，需要進(jìn)一步探索，但是我們相信，能量代謝通路中關(guān)鍵蛋白調(diào)節(jié)劑的研究與開發(fā)，可以為缺血性腦卒中的治療提供一個(gè)新的選擇，其不僅能夠避免溶栓治療引起的出血危害，還可以對(duì)缺血發(fā)生時(shí)引發(fā)的損傷進(jìn)行及時(shí)的阻斷以及對(duì)缺血再灌注后引起的神經(jīng)損害進(jìn)行有效的補(bǔ)救?？梢云诖S著對(duì)能量代謝通路中這些關(guān)鍵蛋白調(diào)節(jié)機(jī)制不斷深入的研究，缺血性腦卒中新的治療方法必將造福于更多的患者。

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Advances in Research on Neuroprotective Role of Energy Metabolism Signaling Pathway in Ischemic Stroke

WANG Yunjie1, HOU Zhuoran2, LIAO Hong1, ZHANG Luyong1, PANG Tao1

( 1. Jiangsu Key Laboratory of Drug Screening, China Pharmaceutical University, Nanjing 210009, China; 2.School of Medicine, Jiangsu University, Zhenjiang 212013, China)

Recent researches have shown that the key enzymes of energy metabolism pathways, such as AMPK、Sirt1、PGC-1α、NAMPT, can play key roles in resisting calcium overload, excitatory amino acid toxicity and peroxide stress during ischemia reperfusion injury, and protect ischemic nerve. The neuroprotection mechanisms of the key enzymes of energy metabolism pathways have been introduced in this paper, aiming at providing a new method for the treatment of ischemic stroke.

energy metabolism pathway; ischemic stroke; neuroprotection

R966

A

1001-5094（2014）09-0665-07

接受日期：2014-10-20

項(xiàng)目資助：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（No.21402241），江蘇省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（No.BK20130653）；

* 通訊作者：龐濤，副研究員；

研究方向：藥物篩選及新藥開發(fā)；

Tel: 025-83271043； E-mail: tpang@cpu.edu.cn