初云惠，周羅綺，龐曉偉，陳曼，唐玥，秦川，田代實(shí)

腦卒中已經(jīng)成為全球第二大導(dǎo)致死亡的原因，具有發(fā)病率高、致殘率高的特點(diǎn)，其中缺血性卒中是所有腦卒中類型中占比最高的一種。血腦屏障主要是指腦毛細(xì)血管壁與神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞形成的血漿與腦細(xì)胞之間的屏障，能夠阻止某些有害物質(zhì)由血液進(jìn)入腦組織，是中樞神經(jīng)系統(tǒng)維持正常功能和穩(wěn)態(tài)的重要結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)[1]。腦血管內(nèi)皮細(xì)胞（endothelial cells,ECs）是血腦屏障的主要組成部分之一，與周圍其他細(xì)胞密切相互作用，以維持血腦屏障的特性。而小膠質(zhì)細(xì)胞，特別是血腦屏障周圍的小膠質(zhì)細(xì)胞，作為中樞神經(jīng)系統(tǒng)的固有免疫細(xì)胞，與內(nèi)皮細(xì)胞保持著不斷的雙向交流。許多研究已經(jīng)證明了血腦屏障破壞和腦駐留小膠質(zhì)細(xì)胞激活之間存在非常緊密的時(shí)空相關(guān)性[2-4]。本文將對缺血性腦卒中后內(nèi)皮細(xì)胞對小膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生的作用途徑進(jìn)行綜述。

1 缺血性卒中后內(nèi)皮細(xì)胞的變化及對局部炎癥微環(huán)境的影響

缺血性卒中會導(dǎo)致血腦屏障受損，而內(nèi)皮細(xì)胞作為血腦屏障的主要成分，在腦卒中后不同階段產(chǎn)生不同的病理改變，導(dǎo)致血腦屏障通透性的改變[5,6]。內(nèi)皮功能障礙是缺血再灌注后炎癥損傷和血管損傷的最早事件。缺血損傷后，內(nèi)皮細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生大量趨化因子和細(xì)胞因子刺激內(nèi)皮細(xì)胞上粘附分子的表達(dá)，導(dǎo)致內(nèi)皮緊密連接蛋白（tight junction protein，TJP）和細(xì)胞外基質(zhì)的降解[7]；同時(shí)招募和激活炎性細(xì)胞（中性粒細(xì)胞、T 細(xì)胞和單核/巨噬細(xì)胞等），使這些細(xì)胞通過細(xì)胞旁和細(xì)胞間途徑遷移穿過血腦屏障并浸潤中樞神經(jīng)實(shí)質(zhì)[1]，釋放炎癥介質(zhì)和活性氧觸發(fā)腦內(nèi)局部炎癥并激活小膠質(zhì)細(xì)胞，導(dǎo)致血腦屏障進(jìn)一步受損和內(nèi)皮細(xì)胞退化[8]，進(jìn)一步破壞血管完整性，加劇卒中不良結(jié)局[9]。

2 缺血性卒中后內(nèi)皮細(xì)胞對小膠質(zhì)細(xì)胞的作用途徑

2.1 趨化因子（chemokine）

趨化因子是一種刺激白細(xì)胞趨化的促炎細(xì)胞因子[10]。在腦缺血損傷狀態(tài)下，內(nèi)皮細(xì)胞可產(chǎn)生大量的趨化因子，通過促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞與白細(xì)胞的直接相互作用促進(jìn)白細(xì)胞的募集，觸發(fā)外周急性期反應(yīng)[11]；同時(shí)也可通過趨化和激活小膠質(zhì)細(xì)胞，加劇中樞神經(jīng)系統(tǒng)的固有免疫反應(yīng)[12,13]。

CXC 趨化因子配體5（chemokine ligand 5，CXCL5）是CXC趨化因子家族的一個(gè)小細(xì)胞因子，也被稱為上皮中性粒細(xì)胞激活肽-78。CXCL5在許多不同的細(xì)胞中表達(dá)，包括內(nèi)皮細(xì)胞、單核細(xì)胞和肺泡上皮II型細(xì)胞[12,14,15]。有研究表明，腦脊液中趨化因子CXCL5的水平在缺血性卒中24 h內(nèi)即升高，并與早期腦損傷的嚴(yán)重程度呈正相關(guān)[16]；在炎癥性疾病中，內(nèi)皮細(xì)胞的激肽B1受體激活，自身分泌更高水平的CXCL5，導(dǎo)致白細(xì)胞募集[11]；在早產(chǎn)兒中，缺血缺氧導(dǎo)致腦白質(zhì)損傷的24 h內(nèi)，小膠質(zhì)細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞的CXCL5表達(dá)都上調(diào)，增加中性粒細(xì)胞的浸潤。而CXCR2是一種趨化因子受體，表達(dá)在內(nèi)皮細(xì)胞、少突膠質(zhì)細(xì)胞和各種免疫細(xì)胞上[17]，與中性粒細(xì)胞浸潤與白細(xì)胞募集有關(guān)[18]；通過抑制CXCR2減弱CXCL5的功能，可以顯著減弱小膠質(zhì)細(xì)胞的激活，減輕血腦屏障損傷，對白質(zhì)損傷有保護(hù)作用[12]。

CX3CL1，也被稱為Fractalkine，是一種跨膜趨化因子，在炎癥期間由分離整合素和金屬蛋白酶（A disintegrin and metalloproteinase，ADAM）-10 從質(zhì)膜釋放，通過其G 蛋白偶聯(lián)受體CX3CR1 作用于小膠質(zhì)細(xì)胞和免疫細(xì)胞[4,19]。研究發(fā)現(xiàn)內(nèi)皮細(xì)胞CX3CL1 似乎對腦缺血后腦內(nèi)白細(xì)胞運(yùn)輸?shù)目刂坪苤匾?，在腦卒中小膠質(zhì)細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞通訊中起重要作用，從而控制白細(xì)胞浸潤；事實(shí)上，在缺血48 h和7 d后，CX3CL1也在梗死區(qū)內(nèi)皮細(xì)胞中被誘導(dǎo)合成，而CX3CR1的表達(dá)可在活化的小膠質(zhì)細(xì)胞中誘導(dǎo)血管募集白細(xì)胞到梗死區(qū)域[20]。另一方面，也有報(bào)道稱CX3CL1在嚙齒類動(dòng)物永久性局灶性腦缺血后具有神經(jīng)保護(hù)作用[21]。CX3CL1 信號缺乏會抑制小膠質(zhì)細(xì)胞的增殖，并促進(jìn)實(shí)驗(yàn)性腦卒中后M2樣小膠質(zhì)細(xì)胞的激活[22]。

MIP-1β是一種從缺血腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞（brain microvascular endothelial cells，BMECs）釋放的趨化因子，已被證明能刺激小膠質(zhì)細(xì)胞的增殖[23]。氧糖剝奪（oxygen and glucose deprivation，OGD）損傷的BMECs 表現(xiàn)為MIP-1β的大量分泌和表達(dá)，CCR5的上調(diào)。同時(shí)，經(jīng)過OGD處理的BMEC的培養(yǎng)基（BMECs-CM）可以顯著增加小膠質(zhì)細(xì)胞的增殖活性[24]。一項(xiàng)研究調(diào)查表明BMECs-CM 可抑制MIP-1β誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞的增殖和遷移。此外，BMECs-CM 顯著抑制MIP-1β受體CCR5 的表達(dá)以及p38和JNK 的磷酸化，提示BMECs-CM 可抑制MIP-1β誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞活化[23]。

2.2 血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）

VEGF 家族包括VEGF-A,-B,-C,-D,-E 和胎盤生長因子，是一種眾所周知的內(nèi)皮細(xì)胞有絲分裂原、血管生長和通透性因子[25-28]，其中VEGF-A 的2 種亞型VEGF165、VEGF121 最常見。VEGF主要由血管周圍的細(xì)胞產(chǎn)生，并通過旁分泌機(jī)制作用于內(nèi)皮細(xì)胞，并在促進(jìn)血管形成、抑制內(nèi)皮細(xì)胞的凋亡及提高血管通透性等方面發(fā)揮重要作用。在腦缺血中也存在內(nèi)皮源性VEGF誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞激活[29]。在缺氧和缺血的情況下，VEGF及其受體在數(shù)小時(shí)內(nèi)迅速誘導(dǎo)神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞[30]。另一方面，內(nèi)皮VEGF165以VEGFR1依賴的方式降低清道夫受體a的表達(dá)，抑制腦缺血后小膠質(zhì)細(xì)胞的激活，降低IL-1β、TNF-α和iNOS 的分泌，有效抑制缺血誘導(dǎo)的神經(jīng)炎癥和隨后的腦損傷，發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用[28]。此外，VEGF 通過vegfr1 介導(dǎo)的信號傳導(dǎo)，驅(qū)動(dòng)巨噬細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞遷移到受損的中樞神經(jīng)系統(tǒng)[31-33]，使小膠質(zhì)細(xì)胞向抗炎表型轉(zhuǎn)化[26]。

2.3 內(nèi)皮源性細(xì)胞外囊泡

細(xì)胞間的通信是由分泌的生物活性分子，如短肽、蛋白質(zhì)、脂類和核酸介導(dǎo)的。這些小分子通常由細(xì)胞釋放，并與靶細(xì)胞上的特定受體結(jié)合，誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，改變靶細(xì)胞的病理生理狀態(tài)[34]。而細(xì)胞外囊泡（extracellular vesicles，EVs），包括微顆粒（microvesicents）、微囊泡（microvesicents）和外泌體（exosomes），也從不同的細(xì)胞類型中釋放出來[35,36]，并且有新的證據(jù)表明，EVs是這些生物活性分子的載體[37,38]。

血管內(nèi)皮細(xì)胞是向血流中釋放EVs的主要來源之一，并且血液循環(huán)中內(nèi)皮源性EVs的數(shù)量與疾病的嚴(yán)重程度相關(guān)[39]。有研究發(fā)現(xiàn)，被系統(tǒng)性炎癥激活的大腦內(nèi)皮細(xì)胞會通過分泌的外泌體進(jìn)一步激活神經(jīng)血管單元中的鄰近細(xì)胞，并且內(nèi)皮源性EVs 在不同病理?xiàng)l件下的循環(huán)血液中均上調(diào)[34]。腦卒中后，受損的內(nèi)皮細(xì)胞釋放促炎因子和EVs，通過滲漏的血腦屏障，激活星形膠質(zhì)細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞釋放促炎因子（TNFα、IL1β）[40]，加重病灶的損傷[41]。

微小核糖核酸（microRNAs，miRNAs）是一種內(nèi)源性的小的非編碼RNA分子，通過與一個(gè)或多個(gè)mRNA的3個(gè)非翻譯區(qū)域結(jié)合，以一種序列特異性的方式抑制基因表達(dá)[42]。腦血管內(nèi)皮細(xì)胞富含多種調(diào)節(jié)復(fù)雜內(nèi)皮生理功能的miRNAs[43]，內(nèi)皮源性EVs 通過向靶細(xì)胞輸出miRNAs 等介導(dǎo)細(xì)胞之間的通信；研究發(fā)現(xiàn)，炎癥刺激誘導(dǎo)的內(nèi)皮源性EVs 中攜帶大量特異性的miRNAs，可以通過調(diào)節(jié)周細(xì)胞的基因表達(dá)譜來介導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞的炎癥反應(yīng)[34]。與此同時(shí)，在腦缺血模型中，內(nèi)皮細(xì)胞miR-15a/16-1 可能通過直接抑制血管緊密連接蛋白Claudin-5 在微血管內(nèi)皮細(xì)胞中的表達(dá)，加重血腦屏障破壞，增強(qiáng)中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的浸潤，使小膠質(zhì)細(xì)胞從M2 型向M1 型極化，加重缺血后的炎癥損傷[42]。

2.4 其他影響途徑

基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMPs）是一類在組織重塑和修復(fù)中起重要作用的細(xì)胞外蛋白酶。MMPs通過調(diào)節(jié)細(xì)胞外基質(zhì)來調(diào)節(jié)炎癥[44]，在組織重塑中發(fā)揮積極作用[45]。有研究表明，脊髓損傷后血管內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生和分泌的MMP-3 誘導(dǎo)小膠質(zhì)細(xì)胞激活，隨后p38MAPK 激活和pro-NGF產(chǎn)生，從而介導(dǎo)少突膠質(zhì)細(xì)胞的細(xì)胞死亡[46]。在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中，CD200 主要表達(dá)在神經(jīng)元和內(nèi)皮細(xì)胞表面，通過與表達(dá)在小膠質(zhì)細(xì)胞上的CD200 受體（CD200R）相互作用，觸發(fā)小膠質(zhì)細(xì)胞的免疫抑制[47]。此外，與OGD的星形細(xì)胞激活的小膠質(zhì)細(xì)胞相比，OGD 的內(nèi)皮細(xì)胞激活的小膠質(zhì)細(xì)胞更活化，具有神經(jīng)毒性，釋放更多的促炎因子TNFα、IL-1β、IL-10，降低胰島素樣生長因子（insulin-like growth factor，IGF）-1的表達(dá)，遷移和吞噬能力受到抑制[48]。

3 小結(jié)與展望

腦缺血后血腦屏障受損可能是其關(guān)鍵的始動(dòng)病理環(huán)節(jié)。內(nèi)皮細(xì)胞缺血損傷后，通過釋放各種趨化因子、炎癥因子和細(xì)胞外囊泡，以及與血管內(nèi)皮生長因子結(jié)合等方式，對小膠質(zhì)細(xì)胞、星形膠質(zhì)細(xì)胞、白細(xì)胞等產(chǎn)生一系列的影響，發(fā)揮加重或者緩解病灶損傷的雙重作用，影響疾病進(jìn)程。綜上所述，內(nèi)皮細(xì)胞及血腦屏障在腦卒中的發(fā)生發(fā)展中起著重要作用，還需要進(jìn)一步探索其中的機(jī)制。