ADMA在短暫性腦缺血發作發病機制中的研究進展

張國芳 綜述 劉安祥，張駿 審校

遵義醫科大學附屬醫院神經內科，貴州 遵義 563000

短暫性腦缺血發作(transient ischemic attack，TIA)是由局灶性腦、脊髓或視網膜缺血引起，臨床癥狀通常持續不到1 h，且無急性梗死或組織損傷的一種短暫神經功能障礙的腦血管疾病[1]。從既往的發病率和疾病資料來看，TIA患者的發病時間、臨床癥狀以及影像學表現是臨床評價的主要依據，但除了時間限制和臨床表現外，僅單純加用影像學結果輔助診斷是不夠的[2]。生物標志物可用于評估相關疾病的正常或病理過程、治療效果以及預測預后，研究顯示TIA發作患者血清生物標志物及相關指標水平發生改變，可為TIA的診斷和治療提供潛在的新思路[3-4]。血清非對稱性二甲基精氨酸(ADMA)可以介導一氧化氮合酶(NOS)抑制和繼發性內皮功能障礙的病理過程，是一種在血管損傷、再狹窄等病理改變中會有所增加的內源性精氨酸[5]。ADMA 降低腦血流量、導致腦損傷是通過參與NOS 誘導的氧化應激和興奮性神經元死亡來完成，研究發現，TIA 患者血清中ADMA 水平升高可作為發生缺血性腦卒中的預測因子，對缺血性腦卒中(cerebral ischemic stroke)預后及影響也有一定預測作用[6]。同時血清中較高的ADMA濃度也可能是心血管風險增加的標志[7]，ADMA 可能啟動動脈粥樣硬化造成對內皮功能的損害[8]，但其中機制尚未明確。因此本文擬通過對ADMA 在TIA 中作用的研究進展進行綜述。

1 ADMA

20 世紀70 年代，人們首次分離出ADMA[9]，人體每日生產量中大約有10%的ADMA分泌到尿液，剩下的90%可以通過血液循環運送到各個器官產生生物效應，并在腎臟、大腦和肝臟等主要器官水解[10-11]。目前，測定血清和尿液中ADMA水平較常用的方法有氣相色譜-串聯質譜法[12]、液相色譜-串聯質譜法[13]、高效液相色譜[14]、獨立質譜[15]、毛細管電泳質譜聯[16]以及ELISA法[17]等。人類細胞產生蛋白質需要對其進行修飾，精氨酸甲基化就是其中之一；細胞蛋白水解后，釋放出甲基化的精氨酸蛋白，在蛋白精氨酸甲基轉移酶作用下產生ADMA，確切地說，ADMA 是含有甲基精氨酸蛋白的水解產物[18]。ADMA 阻止L-精氨酸與NOS 結合，減少NO 的形成，從而增加血管阻力，達到限制血管舒張的目的[19]。CARDOUNEL等[5]的研究顯示血管處于病理狀態時ADMA增高，這給TIA患者體內ADMA濃度高于常人奠定了理論基礎。除抑制NO合成，ADMA還與心腦血管疾病、基因表達水平改變、產生超氧化物、氧化應激負荷增加和眾多血管病理改變有關[10]。

2 ADMA與TIA

2.1 ADMA 與內皮功能 作為人體中普遍存在且獨特的生物信使分子，NO 的過量產生具有神經毒性，并與多種神經系統疾病有關，它具有內皮、巨噬細胞免疫功能和中樞、外周神經系統的神經傳遞功能，并以此介導血管松弛[20]。發揮著生理或病理作用的NO 是內皮細胞衍生的主要血管活性介體之一，現已被證實為“內源性抗動脈粥樣硬化分子”，ADMA因其獨特的內源性NOS抑制劑活性，使NO的合成受阻、內皮功能障礙得以實現[21]。ADMA 廣泛存在于真核細胞中，在人體主要由內皮細胞產生，其可抑制體內NO的合成，在缺血性腦卒中急性期時外周血ADMA濃度與某些炎癥指標呈正相關性[18，22]。盡管TIA尚未達到缺血性腦卒中的程度，但是一旦發生就會提示腦梗死風險增加，適當干預治療可以有效減少缺血性卒中的發生[23]。動脈粥樣硬化是未來卒中風險的預測因子，同樣也是大多數TIA患者中較常見的一種基本病理改變[24]。在TIA的原有基礎病變之上ADMA增高，使舒張血管因子減少，加劇大腦血流量供應下降，導致臨床表現的出現。ADMA的增高使動脈粥樣硬化加重，原因在于它影響“內源性抗動脈粥樣硬化分子—NO”的合成，粥樣硬化形成過程與抗動脈粥樣硬化分子之間的平衡被打破，最后血管狹窄、血流阻力加大，TIA更加容易發生。內皮功能障礙在TIA的發病機制中起著重要作用[25]，升高的ADMA 與TIA 的發生有關，ADMA可影響NO生成來調節血管內皮的功能；因此，推測ADMA 可能通過影響NO 生成來調節血管的內皮功能，最終導致血管的舒縮障礙引起TIA發作。

2.2 ADMA 與Arg/NO 途徑 ADMA 和L-高精氨酸(hArg)是來自不同途徑的L-精氨酸(Arg)代謝產物；Arg 和hArg 是NOS 亞型的底物，ADMA 由于具有NOS 抑制性，與Arg 產生競爭作用，ADMA 和hArg 的心血管效應也與NO有關[26]，這就是Arg/NO途徑。就Arg/NO途徑來說，NO來源于L-精氨酸末端胍基上的氮原子，某種意義程度上，Arg是NO形成的生理前體[27]。Arg/NO途徑實際上存在于包括內皮細胞、神經元細胞和免疫細胞等所有類型細胞中[28]。研究表明，Arg/NO途徑與主動脈粥樣硬化密切相關[26]。從這一個出發點ADMA便和TIA相聯系在一起，ADMA導致血管內皮粥樣硬化損害，而粥樣硬化又是TIA 發生的病因之一。ADMA除了部分從泌尿系統排出外，其余大多主要通過循環系統降解[10，29]。大量的ADMA從循環發揮作用后降解，這種ADMA的高循環和低尿液濃度被認為是心血管和腎臟系統疾病的危險因素，這也源于它對NOS活性的抑制作用，越來越多的證據表明ADMA是導致這些疾病中內皮功能異常的原因之一[30]。ADMA通過Arg/NO途徑以及自身代謝的特殊性增加了它對內皮功能的損害，促進TIA的發生。

2.3 ADMA 與ROS/ADMA/DDAHⅡ/eNOS/NO途徑 二甲基精氨酸二甲基氨基水解酶(DDAH)是ADMA 的代謝酶[31]，包含有DDAHⅠ和DDAHⅡ兩種同工酶，在表達神經元NOS 的組織中，DDAHⅠ起主導作用；而DDAHⅡ則在表達內皮型NOS的組織中占主導地位[32]。此外，DDAHⅡ對細胞內過度活性氧簇(ROS)非常敏感，鐵超載可導致ROS生成，ROS的出現使DDAHⅡ活性降低以及細胞和組織損傷[33]。鐵超載在動脈粥樣硬化的形成中起重要作用[34]，其產生的ROS導致ADMA代謝途徑受阻并在體內蓄積，進而使內皮型一氧化氮合酶(eNOS)受到抑制導致NO的生成障礙，這即為ROS/ADMA/DDAHⅡ/eNOS/NO 途徑，其和Arg/NO 途徑是相聯系在一起的，共同的終點就是致使NO 產生受阻影響內皮功能，借以導致血管舒縮障礙，引起TIA的發作。

2.4 ADMA與血管順應性 ADMA作為腦血管緊張的重要內源性調節因子，可能與腦血管疾病的發生有關，ADMA/NO 途徑可能參與了腦小血管疾病早期不同病因的共同病理改變[35-36]。在缺氧的情況下，為了防止紅細胞(RBC)變形能力的下降、改善缺血缺氧疾病的微血管灌注，NO 起到干擾紅細胞膜骨架蛋白交聯的作用[37]。NO 調節細胞和生理過程限制氧化損傷，抑制白細胞黏附等過程；同時NO也被稱為舒張因子，主要通過抑制血小板聚集和黏附、增加血流量，起到血管擴張劑的作用[38]。在神經元中NO達到最高水平，并且作為一種獨特的信使分子發揮主要的非腎上腺能非膽堿能(NANC)神經遞質功能，內源性NO最初被認為是平滑肌松弛的介質，不僅在腦循環平滑肌松弛過程中起特別重要的作用，也在骨骼肌有著同樣重要的作用；在骨骼肌當中，它調節骨骼肌的收縮以及運動狀態下骨骼肌對葡萄糖的攝取[39]。在ADMA升高的情況下，NO的擴張血管作用也隨之減弱，腦血管的順應性相應受到影響。NO產生的催化酶主要有三種：神經元NOS (nNOS)、內皮NOS (eNOS)以及免疫NOS(iNOS)，eNOS分布在多種組織類型，但主要分布在內皮細胞中[38]；iNOS 則主要在巨噬細胞中表達，NO可能通過調節NF-κB活化，影響巨噬細胞iNOS的轉錄調控，高ADMA可通過負反饋的方式減少NO的生成并激活iNOS[40]，這便促使巨噬細胞吞噬脂質轉化為泡沫細胞，加劇動脈粥樣硬化的發展[41]。血管粥樣硬化形成，便是其順應性障礙的第一步。

2.5 其他 除了ADMA之外，還有N-甲基-D-天冬氨酸受體2A/B 亞基(NR2A/B)、抗NR2A/B 抗體、重組人帕金森病蛋白7 (PARK7)、核苷二磷酸激酶A(NDKA)、泛素融合降解蛋白1、心臟型脂肪酸結合蛋白(H-FABP)、纖溶酶原激活物抑制劑1(PAI-1)、組織纖溶酶原激活物(tPA)、B 型利鈉肽、D-二聚體、基質金屬蛋白酶9、S100B、白介素-6 (IL-6)、微小RNA(miRNA)等100 余種TIA 相關的血清學候選生物標志物正在研究之中，但都尚未推薦用于TIA 的診斷[42]。

3 展望

綜上所述，TIA作為神經內科的常見病多發病，患者在首次發病后，因未遺留后遺癥而未引起足夠的重視。未能得到及時治療的患者，后續發生缺血性腦卒中的風險大大增加。因此，若能通過TIA 患者的血清中發現某種生物學標記物，來提醒患者及指導臨床診療，將具有十分重要的意義。血清ADMA 水平異常，可通過ROS/ADMA/DDAHII/eNOS/NO 途徑影響NO的生成，使血管舒縮調節、內皮功能紊亂，從而導致缺血性腦血管事件的發生，未來隨著對ADMA及其相應機制的不斷深入研究，ADMA將為TIA及腦梗死的診療提供新思路。