激肽原酶在缺血性腦卒中的神經保護機制

胡小娟 劉 寧 包麗娟

1）蘭州大學第一臨床醫學院 蘭州 730000 2）蘭州大學第一附屬醫院神經內科 蘭州 730000

在2012年天壇會議上，相關學者根據國家第三次死因抽樣調查，明確提出腦血管病已經成為中國公民第一位的死亡原因。隨著美國、日本等發達國家腦卒中病死率的逐年下降，以我國為代表的發展中國家腦卒中病死率卻逐年攀升，日益影響人們生活質量，威脅生命，故對缺血性腦卒中的治療迫在眉睫。對于激肽原酶（hK1）的研究從1993年開始，截止2004－12已成功完成Ⅲ期臨床試驗，治療組有效率71.21%，明顯高于安慰劑對照組。hK1的有效成分為尿液中的組織型激肽原酶1，是從健康成年男性尿液中提取精制的糖蛋白，主要參與改善血液循環，血壓控制和新血管生成的生理過程。然而hK1的功能并不僅限于此，研究還發現在激肽原酶－激肽 （KKS）系統中，B2受體可能是一種維持正常機體內環境穩定的多功能細胞因子，B1受體在腦缺血缺氧狀態下更易誘導合成，參與抗凋亡、抑制炎性反應、抑制神經元特異性烯醇化酶的產生、促進神經干細胞生成和遷移、促進側支循環的建立、減少神經細胞毒性物質的產生及缺血預處理的保護作用，改善神經功能缺損癥狀，提高患者生活質量。

1 激肽原酶及其循環產物的存在及調節

人體內的激肽原酶包括血漿激肽原酶和組織激肽原酶兩類。而作用于缺血性腦卒中的有效成分主要是組織激肽原酶，已經證實，由238個氨基酸殘基組成，含糖量14%，具有5對二硫鍵，因此其純品具有較好的穩定性，其結構為典型的絲氨酸蛋白酶，活性中心的氨基酸組成為 Asp／His／Ser［2－3］。在血漿中，hK1能催化高分子量激肽原和低分子量激肽原水解，產物為胰激肽。胰激肽通過羧基端水解掉精氨酸，可轉化成少一個氨基酸的多肽，但仍然具有激肽活性。它們主要通過與B1和B2兩種G蛋白偶聯受體結合發揮作用，其中B2受體為管家基因表達，是正常狀態下激肽發揮生物學功能的主要受體。B1受體則主要通過缺血缺氧誘導其合成。有研究顯示，在缺血缺氧等病理情況下，B1R激活后顯示出比B2R更強的血管擴張效應［4］。激肽與激肽受體結合后，通過細胞內信號傳導途徑，產生花生四烯酸，后者在環氧化酶的作用下，轉變為具有血管擴張活性的前列環素。激肽與血管內皮細胞膜上的激肽受體結合后，還可促使eNOS表達，刺激內皮細胞釋放NO［4－5］，起擴張腦缺血部位微動脈、促血管新生、減輕神經元損傷等生物學效應，達到保護缺血半暗帶的作用。但經研究證明，缺血缺氧并非誘導激肽原酶和胰激肽表達的唯一因素，代謝障礙（低血糖或神經元強去極化）可使線粒體反應性氧自由基產生增多，從而通過HIF－1來增加神經系統hK1的表達。體外實驗中，暴露于炎性細胞因子，如白細胞介素－1（IL－1）、白細胞介素－6（IL－6）、C反應蛋白（CRP）后，可誘導hK1及胰激肽的合成。尚不能排除一些應激性刺激（如癲發作）也能刺激腦血管內B1R的合成升高。

2 激肽原酶在缺血性腦卒中的保護作用

用小鼠、大鼠及兔的多種神經系統損傷模型研究表明，hK1可不同程度減輕腦損傷，改善神經功能。Chen等［6］研究得出hK1可減少梗死面積，抑制水腫及炎性介質，更為重要的是hK1通過抑制NF－jβ因子、MAPKS激活篩選的路徑，起到神經保護作用。李國前等［7］研究證明hK1可上調腦組織中Bcl－2的表達，下調Bax的表達，從而抑制細胞凋亡，這可能是其發揮腦保護作用的機制之一。石秦東等［8］研究提出hK1可以通過抑制炎癥反應，降低NADPH氧化酶和超氧化酶的活性及超氧化酶的產生，減輕缺血再灌注損傷，降低神經細胞急性期凋亡，從而改善急性期神經功能缺損癥狀。

3 激肽原酶發揮神經保護作用的可能機制

3.1 抗凋亡 在許多不同的體內外神經損傷模型中，hK1均具有抗凋亡功能。大鼠腦缺血發生后細胞存在兩種死亡形式，即壞死（necrosis）和凋亡（apoptosis）。Fujimura等［9］在實驗中提出凋亡的發生與缺血誘導的炎性級聯反應，自由基釋放，半胱氨酸蛋白酶激活相關，而在缺血性腦卒中，由于半暗帶死亡形式以凋亡為主，hK1可以挽救半暗帶區瀕死腦細胞，改善循環，從而具有神經保護作用。張慧等［10］在大鼠腦缺血再灌注試驗中得到，在缺血腦組織內，hK1可以抑制Fas－L的表達，阻止通過以（Fas／Fas－LⅡ 型跨膜受體）系統為代表的凋亡信號轉導途徑將凋亡信號傳遞到細胞內，抑制神經細胞凋亡。更有研究證明，hK1可通過多途徑抑制細胞凋亡［5］，能抑制單核細胞趨化蛋白 MCP－1表達，有抗炎抗氧化作用，從而對神經元產生保護作用［11］。

3.2 抑制炎性反應 近來研究發現，hK1可抑制缺血腦組織炎性細胞的浸潤，減輕炎性反應物的釋放。潘燕等［12］在臨床試驗中使用hK1在缺血性腦卒中進行干預，結果顯示急性腦梗死炎性反應物（CPR）降低，腦血管內皮功能恢復改善，達到保護內皮細胞功能，提高內皮細胞存活率，能減少炎癥細胞浸潤，縮小梗死面積及減輕腦水腫，能夠促進神經膠質細胞向缺血區的遷移，保護因缺血瀕臨壞死的神經細胞。在生理情況下，IL－6在腦組織中呈低水平持續表達，具有中樞免疫介導、神經修復、協調代謝和神經內分泌等多種功能；而在Van Der Pour Kraan等［13］試驗中提出在腦缺血狀態下，IL－6呈高水平表達，參與了繼發性腦損傷過程。經姜長斌等［14］研究進一步證實IL－6水平越高則可能導致的炎性細胞因子間的瀑布反應越強，產生的炎性損傷越重，腦梗死體積越大，并在hK1干預下IL－6水平降低，起到腦保護作用。

3.3 減少神經毒性物質NO的產生 在激肽原酶－激肽（KKS）系統中，循環產物NO在腦缺血性損傷的發生和發展過程中有雙重作用。NOS是NO合成的限速酶。在腦缺血早期，內皮型NOS（eNOS）介導生成的NO通過擴張血管改善缺血區的血液供應，具有短時保護性作用，但隨著NO的大量產生，在缺血區神經元型NOS（nNOS）則介導神經毒性效應并很快占據優勢，使腦缺血損傷進展。至晚期，腦缺血腦組織損傷、炎癥反應刺激巨噬細胞、神經小膠質細胞、神經元等大量產生誘導性一氧化氮（iNOS），它可緩慢而持久大量地產生NO，造成神經元的損傷。由iNOS介導缺血生成的NO分別在腦缺血進展期和晚期介導神經毒性作用［4］。宋曉偉［15］等對SD大鼠通過糖尿病造模，通過對局灶性腦缺血的hK1干預后iNOS的陽性細胞數及NO的含量明顯降低，減輕高血糖加重的局灶性腦缺血性損傷炎癥反應，降低iNOS的活性，減少神經毒性NO的產生，從而產生神經保護作用。

3.4 抑制神經元特異性烯醇化酶的產生 大量研究證實，神經元特異性烯醇化酶（NSE）是神經元損傷標志酶中最靈敏的指標，可對神經元損傷進行定量評價［16］，并有研究者大膽推斷NSE水平的增高可能是較CT等影像學檢查更為敏感的評估神經系統損傷的指標。通過 Woetrgen等［17］對大鼠腦缺血模型的研究結果顯示，腦缺血后血NSE水平與腦缺血時間、腦梗死容積及嚴重程度密切相關。在何平等研究發現，通過應用hK1可以有效抑制NSE產生，阻止中樞花生四烯酸級聯引起的腦水腫和腦梗死的進展，緩解所伴隨的神經癥狀。

3.5 促進神經干細胞的增值、遷移 在缺血性腦卒中，大量實驗證明，及時改善局部血供則可以恢復受損細胞的功能，增加腦缺血后半暗帶血流量，減少缺血面積，從而挽救半暗帶神經元，發揮腦保護作用。Ling等［18］在大鼠實驗中證明hK1能夠改善缺血區血液灌流，通過磷酸化Akt和NO／cGMP信號通路，促進血管新生及腦缺血后神經干細胞的增殖、遷移，并分化為成熟神經元。

3.6 促進側支循環的建立 大量實驗證實，hK1通過產生激肽擴張血管，改善組織供血；并在缺血部位誘導新生血管生成，改善缺血部位的血供，是一種改善循環的重要物質［5］，挽救瀕臨死亡的神經細胞，且已成為KKS研究領域的熱點之一。目前已經有大量研究，在腦缺血、心肌缺血、四肢動脈缺血模型中證實hK1能夠保護內皮細胞功能，提高內皮細胞存活率，促進毛細血管網的建立及側支循環的開放［19－22］。同時有研究者提出，在促進側支循環過程中，以B2R尤為顯著，可在新生毛細血管內皮細胞表達，參與調節血管再生過程的多個環節［23］。

3.7 對缺血預處理的保護作用 輕度腦缺血可激活相關的細胞途徑，這些細胞途徑可減輕隨后發生的缺血損傷，這種現象即“缺血預處理”或“缺血耐受”。Burmester等［24］于2000年首次研究報道了在人和小鼠腦內存在一類新的攜氧蛋白－腦蛋白（Ngb），可以在缺氧狀態下促進氧氣向線粒體彌散，從而提高氧的利用，被譽為神經元內的呼吸球蛋白。Greenberg和 Wang等［25－26］研究證明缺血、缺氧可誘導 Ngb表達，減輕腦損傷，反之，敲除Ngb表達則促進損傷，Ngb過表達的轉基因鼠可耐受腦梗死，可作為一種內源性神經保護因子保護神經細胞免受缺血缺氧性損害［27］。姜長斌等［14］進一步證明hK1在預處理組表達較缺血組增多，表明腦缺血預處理可能通過增加Ngb表達緩解缺氧癥狀起到神經保護作用。

結合既往研究成果，大多數都著重于缺血性腦卒中的臨床治療，從單藥到規范的聯合用藥，多依據NIHSS評分、ADL量表及臨床療效對治療組和對照組進行評定，證明hK1可靠的臨床療效。本文綜述了hK1的神經保護功能及其可能的作用機制，為缺血性腦卒中的臨床治療提供更充分理論依據，值得推廣應用，但在其機制上可能有其他未知領域，如神經元發生去極化、鈣超載及興奮性氨基酸毒性等觀點以及hK1通過其他途徑對腦缺血的預處理，為臨床腦缺氧缺血性疾病的治療提供了新思路，以及通過其他預處理途徑對預防和治療缺血性腦血管病開辟新途徑。

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