李小玉 駱 嵩 羅文平 劉成玉 劉曉林

蚌埠醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院，安徽 蚌埠 233004

腦卒中后神經(jīng)炎癥反應(yīng)對(duì)神經(jīng)元能否繼續(xù)存活起重要的調(diào)節(jié)作用，炎癥調(diào)節(jié)是治療腦卒中的關(guān)鍵［1-2］。神經(jīng)炎癥反應(yīng)與腦中的小膠質(zhì)細(xì)胞的激活與極化關(guān)系密切［3-4］。小膠質(zhì)細(xì)胞作為中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的固有免疫細(xì)胞［5-6］，是神經(jīng)系統(tǒng)的“哨兵”。腦缺血缺氧后，小膠質(zhì)細(xì)胞迅速被激活，激活后的小膠質(zhì)細(xì)胞分化成不同的表型，并各自以不同的方式調(diào)節(jié)中樞神經(jīng)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)［7］。M1表型又稱經(jīng)典激活型小膠質(zhì)細(xì)胞，通過釋放不同的促炎介質(zhì)進(jìn)一步加劇腦缺血損傷［8］；M2表型即交替激活型，可改善局部炎癥，對(duì)于組織保存和大腦修復(fù)至關(guān)重要。進(jìn)一步闡明卒中后調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細(xì)胞極化的因素可能會(huì)加速識(shí)別新的治療靶點(diǎn)以改善卒中預(yù)后。然而，缺血后小膠質(zhì)細(xì)胞如何改變表型的潛在機(jī)制在很大程度上是未知的。本文就小膠質(zhì)細(xì)胞極化為M1 型或M2 型的部分機(jī)制做一綜述。

1 小膠質(zhì)細(xì)胞的功能

小膠質(zhì)細(xì)胞在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中占5%～12%［9］，是中樞神經(jīng)系統(tǒng)重要的免疫細(xì)胞，在調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)和神經(jīng)元穩(wěn)態(tài)方面起著關(guān)鍵作用。在安靜的情況下，小膠質(zhì)細(xì)胞具有吞噬作用且保持靜止，對(duì)神經(jīng)細(xì)胞生長(zhǎng)的特殊環(huán)境發(fā)揮免疫監(jiān)視的作用。但小膠質(zhì)細(xì)胞對(duì)能量缺乏特別敏感，大腦受到缺血刺激反應(yīng)后，靜止的小膠質(zhì)細(xì)胞迅速被激活和活化，也稱為小膠質(zhì)細(xì)胞的極化［10］，接著啟動(dòng)炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)，一方面，分泌多種炎性細(xì)胞因子和神經(jīng)毒性介質(zhì)，導(dǎo)致血腦屏障的破壞和細(xì)胞外基質(zhì)的降解，增加神經(jīng)變性和神經(jīng)元死亡；另一方面，可分泌抗炎因子保護(hù)神經(jīng)功能［11-12］。

小膠質(zhì)細(xì)胞同時(shí)還參與神經(jīng)元突觸的形成和消除，并可以通過分泌相應(yīng)的細(xì)胞分子調(diào)節(jié)突觸的發(fā)育、成熟和功能［13］。

2 小膠質(zhì)細(xì)胞的極化

小膠質(zhì)細(xì)胞的形態(tài)和功能可以在致病因子的作用下發(fā)生改變，現(xiàn)在研究公認(rèn)將其分為經(jīng)典激活型（M1）和替代激活型（M2）。體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)，小膠質(zhì)細(xì)胞受脂多糖及γ-干擾素刺激后轉(zhuǎn)變?yōu)镸1型，表達(dá)IL-1β、IL-6、TNF-α、誘導(dǎo)型一氧化氮合成酶（induced nitric oxide synthase，iNOS）和CXC 趨化因子配體10（CXC chemokine ligand 10，CXCL10）等促炎介質(zhì)［14］以及細(xì)胞表面標(biāo)記CD40、CD80 和CD86。此外，M1 表型的細(xì)胞毒性效應(yīng)會(huì)加劇組織損傷［15-18］，相反，M2 小膠質(zhì)細(xì)胞通過上調(diào)IL-10、精氨酸酶-1（arginase-1，Arg-1）和甘露糖受體CD206 等來發(fā)揮抗炎反應(yīng)，調(diào)節(jié)組織修復(fù)、再生和重塑［17-19］。

IL-4 是一種多功能細(xì)胞因子，由Th2 細(xì)胞分泌。眾所周知，IL-4 調(diào)節(jié)多種免疫反應(yīng)，同時(shí)也是小膠質(zhì)細(xì)胞和巨噬細(xì)胞中M2型極化的最佳特征啟動(dòng)子。IL-4 作為細(xì)胞因子抗炎因子可誘導(dǎo)小膠質(zhì)細(xì)胞M2 型極化，包括增加IL-10、TGF-β、Arg-1和類胰島素一號(hào)增長(zhǎng)因子（insulin-like growth factor-1，IGF-1）的分泌。這種作用可能通過谷胱甘肽和神經(jīng)生長(zhǎng)因子的上調(diào)和凋亡抑制來促進(jìn)神經(jīng)元的改造和再生。可見IL-4 免疫調(diào)節(jié)是促進(jìn)腦卒中后長(zhǎng)期功能恢復(fù)的有效途徑［20］。

腦缺血發(fā)生后，細(xì)胞凋亡信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1（apoptosis signal regulated kinase-1，ASK-1）表達(dá)水平增加。當(dāng)ASK-1 被抑制后，M1 型相關(guān)促炎因子的表達(dá)和釋放降低，M2 型相關(guān)因子上調(diào)增加，提示ASK1 在持續(xù)炎癥條件下參與M1/M2極化。ASK1通過M1/M2極化調(diào)節(jié)持續(xù)性炎癥是缺血性卒中后修復(fù)的新方法［21］。

胱硫醚β 合酶（cystathionine β synthase，CBS）是一種內(nèi)源性H2S 合酶，負(fù)責(zé)腦H2S 的產(chǎn)生，并優(yōu)先在膠質(zhì)細(xì)胞中表達(dá)。內(nèi)源性硫化氫是一種氣體遞質(zhì)，據(jù)報(bào)道可以調(diào)節(jié)炎癥，其合成依賴CBS。有研究發(fā)現(xiàn)，腦缺血抑制了小膠質(zhì)細(xì)胞的CBS-H2S通路，這導(dǎo)致小膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生的CBS 衍生的H2S 減少，小膠質(zhì)細(xì)胞向M1型極化，此外，通過給予外源性H2S供體提高H2S 水平使小膠質(zhì)細(xì)胞M1 極化向M2 極化轉(zhuǎn)移，表明靶向CBS-H2S途徑是調(diào)節(jié)腦缺血后神經(jīng)炎癥的新治療方法［22］。

T-LAK 細(xì)胞源蛋白激酶（T-LAK-celloriginated protein kinase，TOPK）是有絲分裂激活蛋白激酶家族中一員。體外研究表明，TOPK 在小鼠小膠質(zhì)細(xì)胞中的過表達(dá)上調(diào)CD206 和Arg-1，磷酸化組蛋白去乙?；?（histone deacetylase 1，HDAC1）和組蛋白去乙?；?（histone deacetylase 2，HDAC2）。HDAC1和HDAC2在小膠質(zhì)細(xì)胞中表達(dá)豐富，參與小膠質(zhì)胞M1/M2 極化［23］。TOPK 通過抑制HDAC1/HDAC2 活性而積極調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細(xì)胞向M2極化。TOPK的過表達(dá)可通過減少M(fèi)1表型炎癥因子的釋放，增加TGF-β的釋放和TGF-β和細(xì)胞因子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)負(fù)調(diào)控因子3（suppressor of cytokine signaling 3，SOCS3）、M2表型細(xì)胞因子及其調(diào)節(jié)因子的mRNA水平，抑制M1 轉(zhuǎn)化，促進(jìn)M2 轉(zhuǎn)化，而TOPK 沉默具有相反的作用。這些發(fā)現(xiàn)表明TOPK 可通過調(diào)節(jié)HDAC1/HDAC2 和組蛋白乙?；瘉碛绊懶∧z質(zhì)細(xì)胞極化，從而對(duì)腦缺血-再灌注損傷提供神經(jīng)保護(hù)［24］。

免疫相關(guān)分子在小膠質(zhì)細(xì)胞極化過程中發(fā)揮重要作用。多項(xiàng)證據(jù)表明Fas-FasL 信號(hào)在凋亡無關(guān)的過程中起作用，如增殖、血管生成、纖維化，特別是炎癥［25］。Fas配體（FasL）是腫瘤壞死因子蛋白家族的一員，分為膜結(jié)合形式（mFasL）和可溶性形式（sFasL）。有證據(jù)表明sFasL 是趨化性的，其特征是促炎作用，缺血狀態(tài)神經(jīng)元會(huì)釋放sFasL，可能通過激活JAK2/STAT3和NF-κB信號(hào)通路，使其磷酸化，從而促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞極化為M1型［26］。這與先前研究FasL突變體和用FasL中和抗體可抑制小膠質(zhì)細(xì)胞向M1型極化，同時(shí)發(fā)揮抗炎、保護(hù)神經(jīng)功能的結(jié)果相一致。

骨橋蛋白（osteopontin，OPN）參與了體內(nèi)多種生理和病理過程，在腦梗死后的亞急性期表達(dá)，對(duì)小膠質(zhì)細(xì)胞具有重要的趨化作用，是一種磷酸化糖蛋白。OPN 被小膠質(zhì)細(xì)胞分泌到細(xì)胞外基質(zhì)中，通過旁分泌和自分泌信號(hào)作用，激活小膠質(zhì)細(xì)胞并與其他影響再生的細(xì)胞相互作用。眾多研究表明，OPN 可以通過抗炎、促血管新生、促神經(jīng)干細(xì)胞遷移等多種方式保護(hù)缺血腦組織，減輕腦損傷。在調(diào)節(jié)神經(jīng)炎癥方面，OPN可調(diào)節(jié)原代培養(yǎng)的小膠質(zhì)細(xì)胞的存活，抑制小膠質(zhì)細(xì)胞分泌TNF-α、IL-6、iNOS等促炎細(xì)胞因子［27］，從而抑制M1型極化，促進(jìn)M2 型極化［28］，減少缺血性梗死面積并減輕其缺血性損傷，這可能與其有效參與炎性小體和小膠質(zhì)細(xì)胞炎癥激活的抑制調(diào)控有關(guān)［29］。

越來越多的證據(jù)表明，MicroRNA 在中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的病理生理中發(fā)揮重要作用，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)幾種MicroRNA與中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的小膠質(zhì)細(xì)胞活化或小膠質(zhì)細(xì)胞極化有關(guān)。MicroRNA 是小的非編碼RNA 分子，參與基因表達(dá)的調(diào)節(jié)，可作為神經(jīng)炎癥的有效微調(diào)劑。miR-155 和miR-146a 與小膠質(zhì)細(xì)胞極化成M1有關(guān)，增強(qiáng)了促炎反應(yīng)，相反，miR-124，miR-21和miR-145 抑制小膠質(zhì)細(xì)胞向M1 表型極化，對(duì)于制止過度的炎癥至關(guān)重要。研究發(fā)現(xiàn)，miR-155 的靶點(diǎn)是細(xì)胞因子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制因子1（SOCS1）、CCAAT 增強(qiáng)子結(jié)合蛋白α（CCAAT enhancer binding protein α，C/EBPα）和Smad2，其在抗炎反應(yīng)中起重要作用。因此，miR-155 的表達(dá)增加會(huì)加劇炎癥，維持小膠質(zhì)細(xì)胞的活化并導(dǎo)致神經(jīng)毒性。腦缺血后，小膠質(zhì)細(xì)胞miR-146a 上調(diào)，這種效應(yīng)可能源于TLR2/TLR4活化，TLR2和TLR4為Toll樣受體家族成員。也有其他研究表明，miR146a通過調(diào)節(jié)NF-κB信號(hào)通路，促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞極化為M1 型。生理?xiàng)l件下，小膠質(zhì)細(xì)胞在未激活狀態(tài)下表達(dá)高水平的miR-124，主要表達(dá)M2型標(biāo)記物。miR-124 可以促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞的靜止，在單核細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞的不同亞群中，miR-124 可以將細(xì)胞極化從M1 表型轉(zhuǎn)換為M2 表型?？梢奙icroRNA 通過調(diào)控小膠質(zhì)細(xì)胞極化，在缺血性腦卒中發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。

NLR類受體是一類胞質(zhì)傳感器或受體，其對(duì)各種病原體相關(guān)分子模式（pathogen associated molecular patterns，PAMPs）作出反應(yīng)，這一反應(yīng)與微生物和損傷相關(guān)分子模式（damage associated molecular patterns，DAMPs）有關(guān)。而其中炎性小體NLRP3（NOD-like receptor pyrin-containing 3，NLRP3）目前研究最多。NLRP3 是免疫炎癥反應(yīng)的重要組成部分，其通過激活炎性通路，促進(jìn)炎癥反應(yīng)的級(jí)聯(lián)放大，在缺血性腦卒中炎癥發(fā)展中起重要作用［30］，可介導(dǎo)小膠質(zhì)細(xì)胞由靜息態(tài)轉(zhuǎn)向激活態(tài)［31-32］，通過誘導(dǎo)神經(jīng)元凋亡、促進(jìn)炎性因子釋放加重小鼠腦缺血-再灌注損傷。NLRP3 是產(chǎn)生IL-1β的必需調(diào)節(jié)劑，白介素-1β的分泌增加炎癥和神經(jīng)毒性，促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞的M1型極化，同時(shí)導(dǎo)致神經(jīng)退化和神經(jīng)元死亡。最新研究發(fā)現(xiàn)，NLRP3 3’-UTR包含miR-34c的保守結(jié)合位點(diǎn)，證實(shí)NLRP3 是miR-34c 的靶基因，miR-34c 抑制NLRP3 的表達(dá)，隨后抑制炎癥體活性和細(xì)胞因子成熟，從而也抑制了小膠質(zhì)細(xì)胞焦亡帶來的腦炎性損傷［33］。有研究證實(shí)，外周血NLRP3 炎性小體還可直接促進(jìn)脂質(zhì)過氧化，增加氧自由基生成，激活體內(nèi)血小板，加速血小板的黏附與聚集，導(dǎo)致血栓形成等促進(jìn)卒中發(fā)生［34-35］。因此，抑制NLRP3炎癥體被認(rèn)為是神經(jīng)退行性疾病的治療靶點(diǎn)。

小膠質(zhì)細(xì)胞髓樣細(xì)胞觸發(fā)性受體-1（triggering receptor expressed on myeloid cells-1，TREM-1）是一種已知的調(diào)節(jié)腦免疫反應(yīng)的受體［36］，是炎癥的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。研究證實(shí)，腦缺血損傷發(fā)生后小膠質(zhì)細(xì)胞TREM-1表達(dá)上調(diào)，抑制TREM-1 表達(dá)后，缺血誘導(dǎo)的梗死和神經(jīng)元損傷得到顯著減輕。此外，阻斷TREM-1，小膠質(zhì)細(xì)胞M1極化和中性粒細(xì)胞募集顯著減少，可以增強(qiáng)海馬體中的細(xì)胞增殖和突觸可塑性，從而導(dǎo)致長(zhǎng)期的神經(jīng)功能改善。其作用機(jī)制可能是小膠質(zhì)細(xì)胞TREM-1 通過與脾酪氨酸激酶相互作用激活了CARD9/NF-κB信號(hào)通路和NLRP3炎癥體，隨后導(dǎo)致炎癥細(xì)胞因子和趨化因子的產(chǎn)生。阻斷TREM-1可以抑制TREM-1/SYK 通路的激活和隨后的炎癥反應(yīng)，從而挽救卒中的預(yù)后［37］。

集落刺激因子1 受體（colony stimulating factor 1 receptor，CSF1R）是一類酪氨酸/絲氨酸激酶，特別在小膠質(zhì)細(xì)胞/巨噬細(xì)胞中表達(dá)，主要負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細(xì)胞/巨噬細(xì)胞的增殖和分化［38］。研究表明，抑制CSF1R 可以通過抑制小膠質(zhì)細(xì)胞的活化來調(diào)節(jié)神經(jīng)功能，發(fā)揮對(duì)腦損傷的神經(jīng)保護(hù)作用［39］。全腦缺血中，Ki20227 作為CSF1R 的特異性抑制劑，有效保護(hù)神經(jīng)元的樹突棘密度和樹突結(jié)構(gòu)免受腦損傷。Ki20227 能抑制CSF1R 的磷酸化，在小膠質(zhì)細(xì)胞活化中起重要作用［40］。給予Ki20227 可改善小鼠缺血誘導(dǎo)的行為缺陷并減輕小膠質(zhì)細(xì)胞相關(guān)的炎癥，這通過小膠質(zhì)細(xì)胞M1表型因子和鈣結(jié)合蛋白表達(dá)中的基因表達(dá)下調(diào)，同時(shí)小膠質(zhì)細(xì)胞M2 表型表達(dá)的增加得到驗(yàn)證［41］。

3 目前針對(duì)小膠質(zhì)細(xì)胞極化的治療

米諾環(huán)素一方面選擇性抑制小膠質(zhì)細(xì)胞向M1 型極化，另一方面可改善局部腦缺血后血腦屏障通透性，在缺血性腦卒中中發(fā)揮長(zhǎng)期保護(hù)作用。垂體腺苷酸環(huán)化酶激活多肽可以促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞向M2 型極化，減少腦梗死面積，改善神經(jīng)功能。二甲雙胍可以抑制NF-κB介導(dǎo)的炎癥信號(hào)，利于小膠質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化成M2型。α-硫辛酸（α-lipoic acid，LA）是一種抗氧化劑，容易侵入血腦屏障，是治療糖尿病的一種藥物，最新研究發(fā)現(xiàn)，α-硫辛酸可明顯減輕小膠質(zhì)細(xì)胞的多種炎癥反應(yīng)，可以降低NF-κB信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)的免疫應(yīng)答，降低NLRP3 炎癥小體的活化、降低M1 表型標(biāo)記物（IL-1β和ICAM1 基因），而增加了M2 表型標(biāo)記物（MRC1 和ARG1 基因），使小膠質(zhì)細(xì)胞表型由M1向M2轉(zhuǎn)變［42］。

研究［43］發(fā)現(xiàn)，經(jīng)腦室移植間充質(zhì)干細(xì)胞作為一種新方法可以促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞趨于M2型。人類神經(jīng)干細(xì)胞，在腦內(nèi)移植時(shí)，也可以減弱小膠質(zhì)細(xì)胞的活化，并有利于這些細(xì)胞向M2 抗炎表型的轉(zhuǎn)變。與間充質(zhì)干細(xì)胞相比，神經(jīng)干細(xì)胞的吸引力在于其致力于神經(jīng)細(xì)胞譜系分化的獨(dú)特性質(zhì)［44］。有研究者對(duì)腦缺血患者注射自體來源M2 型細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)其神經(jīng)癥狀改善明顯，未見嚴(yán)重不良反應(yīng)，說明M2 型細(xì)胞移植具有一定的安全性和有效性［45］。

Malibatol A是一種白藜蘆醇低聚體，通過激活過氧化物酶體增殖物激活受體和抑制Ste20 樣激酶1 磷酸化減輕炎癥反應(yīng)，促進(jìn)M2型小膠質(zhì)細(xì)胞極化［46-47］。銀杏內(nèi)酯B 可以通過抑制血小板激活受體激活來誘導(dǎo)產(chǎn)生M2型小膠質(zhì)細(xì)胞［48］。姜黃素通過TREM2/TLR4/NF-κB 途徑促進(jìn)小鼠小膠質(zhì)細(xì)胞M2 極化，抑制神經(jīng)炎癥［49］。

4 結(jié)論與展望

腦缺血后的炎性反應(yīng)是一把雙刃劍，損傷部位的微環(huán)境變化決定炎性反應(yīng)發(fā)揮保護(hù)或者損傷神經(jīng)的作用。這個(gè)“角色選擇”取決于病變微環(huán)境中的多種分子信號(hào)［50］，小膠質(zhì)細(xì)胞因其在炎癥方面作用的雙面性在腦缺血后炎癥反應(yīng)治療中起著非常關(guān)鍵的作用［51］，可通過干預(yù)炎癥通路上的不同靶點(diǎn)使小膠質(zhì)細(xì)胞的極化趨向于抗炎表型M2 型，達(dá)到減少腦梗死面積、保護(hù)神經(jīng)功能等積極作用。但小膠質(zhì)細(xì)胞炎癥調(diào)節(jié)通路極其復(fù)雜，涉及多種信號(hào)分子，因此，在今后的研究中，需要研究者更加深入地探究小膠質(zhì)細(xì)胞在腦缺血引起炎癥反應(yīng)中的作用及變化過程的分子機(jī)制，對(duì)于實(shí)現(xiàn)以小膠質(zhì)細(xì)胞為靶向的中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的診斷、治療、療效評(píng)估、改善預(yù)后均有重要指導(dǎo)意義。