錢 達，蔣傳路，蔡金全

（1蘇州大學附屬常熟市第一人民醫(yī)院，江蘇常熟215500；2哈爾濱醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院神經(jīng)外科，黑龍江哈爾濱150001）

0 引言

蛛網(wǎng)膜下腔出血（subaraclmoid hemorrhage，SAH）是一種死亡率較高的疾病，12．4%的患者在到達醫(yī)院之前就發(fā)生猝死［1］。這些死亡的患者大多數(shù)是由于最初的出血和出血后早期腦損傷（early brain injury，EBI）沒有得到有效的治療。最初的出血造成的EBI及由血管痙攣引起的遲發(fā)性缺血造成神經(jīng)功能缺失是那些順利到達醫(yī)院的幸存者高死亡率和高致殘率的主要原因［2］。雖然過去幾十年許多藥物已經(jīng)被用于治療腦血管痙攣，但即使血管痙攣被逆轉，其結果也沒有得到改善?；谶@些原因，EBI被認為是未來研究的主要目標，也是防治血管痙攣癥狀的主要因素，這是因為EBI可能是腦血管痙攣后缺血損傷的易感因素。SAH后EBI即SAH后72 h出現(xiàn)的全腦損傷。

研究［1－2］表明細胞凋亡參與 SAH 后 EBI的病理生理過程。因此，抗細胞凋亡治療是SAH后EBI一種可行的治療方法。本文主要探討蛛網(wǎng)膜下腔出血早期腦損傷與神經(jīng)元凋亡機制之間的關系。

1 EBI的病理生理機制

大多數(shù)關于SAH后EBI的研究資料都來自通過血管內穿刺建立的動物模型，這種模型的高死亡率和急性生理改變與臨床疾病極為符合。在SAH動物模型中，顱內壓（intracranial pressure，ICP）迅速上升到40 mmHg，然后又下降至15～25 mmHg這一平臺，然而，腦灌注壓卻從75 mmHg下降至35～45 mmHg，腦血流量也在SAH后下降了20%～30%，之后這些過程再慢慢恢復。有趣的是，當SAH后腦血流量下降了40%時，超過60 min死亡率幾乎是100%，而下降小于40%的死亡率只有19%［3］。

研究［4］表明，廣泛的腦缺血、微循環(huán)缺血及下腔血腫的毒性等都參與了SAH后EBI細胞凋亡的相關機制。我們在皮層、皮層下及海馬區(qū)用TUNEL都檢測到凋亡細胞，這一結果可能與依賴于顱內壓升高的廣泛缺血相關。SAH后血液迅速擴散至整個蛛網(wǎng)膜下腔，整個大腦皮層被薄層的血腫覆蓋。血液中的血紅蛋白被神經(jīng)元細胞及小膠質細胞代謝，通過脂質過氧化物作用釋放含鐵離子誘導細胞凋亡。因此蛛網(wǎng)膜下腔血腫被認為與細胞損傷、氧化應激反應相關，并造成腦皮質進一步的細胞凋亡［5］。

有報道［6］表明，在SAH后EBI中神經(jīng)元和內皮細胞都發(fā)現(xiàn)了細胞凋亡，這兩種細胞都與腦水腫相關聯(lián)。本文主要是針對神經(jīng)元細胞凋亡中的主要作用途徑，包括內在途徑和外在途徑，參考國內外有關方面的研究進展作一綜述。

2 細胞凋亡內在機制與SAH中Caspase依賴途徑

細胞凋亡的內在途徑，即線粒體途徑，這一途徑首先增加線粒體外膜的通透性，由Bcl?2家族介導的過程。細胞膜通透性的改變導致線粒體內包括細胞色素c等蛋白質的流出。細胞色素c是從線粒體內轉運到胞質中，并與介導凋亡蛋白酶相互作用，活化細胞因子?1，形成凋亡小體，從而導致 Caspase?9活化。Caspase?9是細胞色素c依賴途徑的起始因子，能夠活化 Caspase?3，從而使 DNA 損傷。 Caspase?3是細胞凋亡效應器之一，研究［7－8］發(fā)現(xiàn)，在 SAH 后的海馬區(qū)和皮層中Caspase?3產(chǎn)物增多。

在腦缺血中一些蛋白激酶可能參與線粒體蛋白直接反應，這些物質主要集中在 Bad、Bax、Bal?2、Bcl?xL等凋亡蛋白前體及抗凋亡蛋白的磷酸化作用。蛋白激酶B（protein kinase B，Akt）和 絲裂原活化蛋白激酶（mitogen?activated protein kinase， MAPK）在 SAH后EBI被研究得最多。Akt是屬于絲／蘇蛋白激酶，傳導下游PI3K的主要抗細胞凋亡蛋白，并介導信號級聯(lián)放大反應?；罨睦野彼峒っ甘荏w與GTP連接蛋白受體通過PI3K激活Akt，活化的Akt能夠調節(jié)Bax、Bad、糖原合成酶?3、細胞凋亡信號調節(jié)蛋白激酶?1以及Caspase?9等抑制細胞凋亡底物。此外，Akt顯示能夠提高cAMP對環(huán)磷腺苷效應元件蛋白（cAMP?reponse element binding protein， CREB）磷酸化作用的應答和誘導Bcl?2的反應。Akt活化的下降參與神經(jīng)元細胞凋亡的過程，Akt活化作用是阻止Caspase依賴的細胞凋亡途徑的主要因素［9］。

近來研究［9－10］表明，Akt可能參與 SAH 后 EBI的病理機制，這一結論主要是通過應用PI3K抑制物阻止Akt的磷酸化作用，使DNA損傷增加。另外通過抗氧化酶SOD1的高表達使Akt活化，能夠減輕SAH造成EBI。SAH后Akt的磷酸化作用發(fā)生的時間點取決于腦組織分區(qū)，在腦皮層中Akt迅速發(fā)生磷酸化，而在海馬區(qū)則在24 h后才發(fā)生磷酸化。因此，SAH后EBI可能腦皮層的損傷最嚴重，這也表明Akt的磷酸化可能與腦組織的破壞程度有關。

MAPK在SAH后EBI具有重要的作用。MAPK包含細胞外的信號調節(jié)激酶（extracellular signal?regu?lated kinase，ERK）、JNK 和 P38，在特定的一些腦缺血壞死細胞殘留物中都含有這些物質。這些激酶被各種不同應激源活化，包括血管內皮生長因子（vas?cular endothelial growth factor， VEGR）、氧化應激反應、炎癥因子。在SAH的實驗模型中，這些激酶的磷酸化會導致腦水腫、持續(xù)性高顱壓以及高死亡率［11］。因此，ERK的活化是對生長因子和分化因子的應答，但ERK的活化是具有保護性的或者是腦缺血神經(jīng)元決定因素尚有爭議。相反的，JNK和P38的活化是炎癥因子和細胞應激的應答，這些物質在SAH后的腦脊液和腦動脈高表達。JNK磷酸化成C?JNK，它能夠通過誘導凋亡前物 Bcl?2家族、Hrk／DP5、Bim 和 Fas上調細胞凋亡級聯(lián)反應。在SAH反應物中JNK磷酸化和C?JNK均增加，在小鼠SAH模型的皮層和海馬區(qū) C?JNK Mrna 表達上調。 P38 通過 TNF?α 和 IL?1β活化，并與細胞死亡相關。通過Bcl?2抑制P38的活化表明P38可能參與細胞凋亡途徑［12］。

3 非Caspase依賴途徑

內源性非Caspase依賴途徑是由線粒體釋放凋亡誘導因子（核酸內切酶 G和 Bcl?2和腺病毒E1B19KDa交互蛋白）發(fā)生的。細胞凋亡誘導因子（apoptosis inducing factor， AIF）被研究的最多，它通常是位于線粒體膜間隙中，受某些物質刺激轉運至細胞核中，誘導大量的DNA降解和細胞凋亡，這一過程并不依賴Caspase。在腦缺血實驗模型中報道，細胞核中AIF數(shù)量的上調可能是多聚合酶觸發(fā)的［13－14］。關于SAH后EBI中AIF的表達并沒有許多的報道，且AIF的哪些部分表達增多也并不清楚。

4 氧化應激反應與EBI的關系

維持氧化物（ROS）和抗氧化應激反應物的平衡至關重要，像超氧離子、H2O2、－OH這些氧化物通常處于較低的水平，其信號傳導通路具有重要作用。它們通常受體內的抗氧化物調節(jié)，包括SOD、谷胱甘肽氧化物酶、谷胱甘肽和過氧化氫酶等。氧化物的過量產(chǎn)生或者抗氧化物反應低下會造成氧化反應損傷組織［15］。氧化應激在SAH后EBI的病理生理過程能夠發(fā)揮重要作用。不管是動物模型或人SAH中都發(fā)現(xiàn)線粒體解體、血紅蛋白釋放羥自由基以及內源性抗氧化系統(tǒng)的解體［16］。在SAH后1 h內即可發(fā)現(xiàn)超氧化物的表達，隨后出現(xiàn)SOD的高表達來抑制其產(chǎn)生并減少SAH后的細胞損傷，這是通過Akt的活化使SOD的高表達來減弱氧化應激反應，以此減輕SAH后的 EBI。

5 DNA損傷

在細胞凋亡的調節(jié)中P53是抑癌基因，在對細胞損傷的應答中，P53能夠上調凋亡前分子（Bax和Bid）和下調抗凋亡分子（Bcl?2 和存活素）［17］。 P53在缺血損傷中表達上調，并誘導線粒體損傷和Caspase的活化。 據(jù)報道［17－18］，在 SAH 中 P53 是神經(jīng)元細胞凋亡的主要因素。P53在SAH后的24～72 h就出現(xiàn)表達上升，p53的抑制物能夠減輕腦水腫和神經(jīng)元細胞死亡。

6 細胞凋亡的外在途徑

在細胞表面能夠找到凋亡受體，它參與外在細胞凋亡途徑［19］。在腦缺血中這些受體配體Fas、TNF的表達上調。這些受體能夠活化Caspase?8或Caspase?10，然后直接使Caspase?3活化，并造成Bid／Bax的活化，誘導細胞色素c的釋放。此外，在腦缺血后轉錄因子發(fā)生了活化，使Fas配體的表達增加，從而導致細胞凋亡［19－20］。 但是，關于 EBI與凋亡受體或配體的確切相互作用關系我們了解的并不是很多，所以需要更多深入的研究來探討這一關系。

7 總結

過去有許多研究已經(jīng)證明腦缺血中的細胞凋亡機制，然而關于凋亡與SAH關系的研究卻很少，尤其關于EBI。研究SAH與其他細胞凋亡機制（包括自噬機制和內質網(wǎng)應激）將為我們研究EBI提供新的理論。目前關于SAH后EBI的研究是有限的，未來的研究需要為EBI提出確切的機制?？偠灾?，細胞凋亡可能在SAH后EBI起著重要的作用。對細胞凋亡的進一步的研究可能會促進新的理論發(fā)展，并改善SAH患者的預后。