WNK-SPAK/OSR1-CCCs信號(hào)通路與缺血性腦卒中關(guān)系的研究進(jìn)展

張建云，李婧雯，梅緊緊，王藝瑩，段昭遠(yuǎn)，高 靜，蘇凱奇 綜述 郭 健，李瑞青， 審校

腦卒中是由急性腦血管損傷引起的局部腦功能障礙[1]，臨床以高發(fā)病率、高致殘率、高死亡率為主要特征[2]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)腦卒中現(xiàn)患人數(shù)高居世界首位，已成為導(dǎo)致成年居民死亡和殘疾的首位病因[3]。目前對(duì)于缺血性腦卒中的研究多以宏觀角度為主，具體發(fā)病機(jī)制尚不十分明確。有研究表明，絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶(with-no-lysine kinases, WNK)-Ste20相關(guān)的富含脯氨酸-丙氨酸激酶(Ste20-related proline-alanine-rich kinase, SPAK)/ SPAK同源物氧化應(yīng)激反應(yīng)激酶1(oxidative stress-responsive kinase 1,OSR1)-陽(yáng)離子-氯離子共轉(zhuǎn)運(yùn)體(cation-chloride cotransporters, CCCs)信號(hào)通路與缺血性腦卒中聯(lián)系密切[4]。而抑制NKCC1的表達(dá)，增強(qiáng)KCC2和KCC3的表達(dá)，維持細(xì)胞內(nèi)較低的Cl-濃度，是CCCs正常表達(dá)的關(guān)鍵[5-6]。現(xiàn)通過(guò)梳理WNK-SPAK/OSR1-CCCs信號(hào)通路在神經(jīng)細(xì)胞中的表達(dá)來(lái)探討其對(duì)缺血性腦卒中的作用機(jī)制，為其臨床治療缺血性腦卒中的研究提供新的思路和藥物靶點(diǎn)。

1 NKCC1結(jié)構(gòu)功能及其與缺血性腦卒中的關(guān)系

1.1 NKCC1結(jié)構(gòu)與功能NKCC1屬于SLC12A家族，由SLC12A2基因編碼[7]，該基因位于第5號(hào)染色體[8]。人類SLC12A2基因至少編碼三種剪接變體，編號(hào)分別為NM 001046(SLC12A2 v1, NKCC1a)、NM 001256461(SLC12A2 v2, NKCC1b)和NR 046207(SLC12A3 v3)[9]。NKCC1a和NKCC1b轉(zhuǎn)錄本編碼蛋白質(zhì)130 ku，具有預(yù)測(cè)的12個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域和兩個(gè)大的細(xì)胞內(nèi)N端和C端[10]。資料顯示，糖基化分布于NKCC1的N端，其中，復(fù)雜型N-糖基化約含有25%，核心/高甘露糖型和混合型N-糖基化約含有75%[11]。此外，NKCC1翻譯后約10%到達(dá)質(zhì)膜，以核心/高甘露糖型N-糖基化為主，其余90%的NKCC1存在于細(xì)胞中，復(fù)雜型N-糖基化是轉(zhuǎn)運(yùn)體發(fā)揮作用的必要條件。但NKCC1的N-聚糖性質(zhì)和復(fù)雜N-聚糖對(duì)其質(zhì)膜插入的影響尚不清楚，還有待進(jìn)一步研究。此外，NKCC1主要在外周神經(jīng)系統(tǒng)、背根神經(jīng)節(jié)以及三叉神經(jīng)節(jié)表達(dá)，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)也有大量表達(dá)，但不同的發(fā)育時(shí)期NKCC1的表達(dá)不同，NKCC1在哺乳動(dòng)物發(fā)育早期表達(dá)相對(duì)較高，并且伴隨發(fā)育不斷成熟而逐漸降低[12]。其在正常情況下通過(guò)繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)的形式介導(dǎo)Na+、K+、Cl-內(nèi)流，可以調(diào)節(jié)抑制性突觸傳遞、維持細(xì)胞體積[13]。

1.2 NKCC1與缺血性腦卒中的關(guān)系NKCC1廣泛存在于大腦的神經(jīng)細(xì)胞中，在調(diào)節(jié)神經(jīng)細(xì)胞功能方面起著關(guān)鍵作用，主要參與Cl-平衡的維持和神經(jīng)元的興奮功能[14]，并通過(guò)GABA能信號(hào)發(fā)揮調(diào)節(jié)和修復(fù)神經(jīng)損傷的功能[15]。然而，缺血性腦卒中后NKCC1的表達(dá)將會(huì)發(fā)生改變[16]。研究[17-18]表明，缺血性腦卒中后，神經(jīng)元中NKCC1的表達(dá)增加，這種表型類似于不成熟的神經(jīng)元。Mu et al[19]通過(guò)建立內(nèi)皮素-1(endothelin 1，ET-1)腦卒中模型來(lái)誘導(dǎo)局灶性缺血性腦卒中的大鼠，發(fā)現(xiàn)在皮層周圍其NKCC1的活性明顯增加，而NKCC1活性增加可進(jìn)一步誘導(dǎo)Na+內(nèi)流，使神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)滲透壓升高，腦組織攝取水分增多，從而引發(fā)腦水腫。此外，缺血性腦卒中后，NKCC1 mRNA基因表達(dá)增加，NKCC1蛋白的激活在缺血性腦卒中病程中也起重要作用。Chen et al[20]通過(guò)建立小鼠短暫性大腦中動(dòng)脈閉塞模型(MCAO)發(fā)現(xiàn)，NKCC1或其上游調(diào)節(jié)器WNK3的基因缺失后，NKCC1活性下降，Na+內(nèi)流減少，神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)Cl-濃度降低，滲透壓降低，腦組織攝取水分減少，可使腦梗死、腦水腫和白質(zhì)損傷的程度明顯降低。同理，通過(guò)抑制NKCC1活性可減少細(xì)胞內(nèi)Na+濃度并減輕水腫，恢復(fù)神經(jīng)元內(nèi)Cl-平衡。Xu et al[21]通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，與健康對(duì)照組相比，在大鼠局灶性腦缺血后給予NKCC1抑制劑布美他尼(Bumetanide)治療，其神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)Na+內(nèi)流減少，滲透壓降低，這是因?yàn)椴济浪嵬ㄟ^(guò)與NKCC1跨膜區(qū)的結(jié)合點(diǎn)對(duì)接發(fā)揮作用，可抑制NKCC1的活性，刺激KCC3的表達(dá)，從而減少神經(jīng)元中的Na+和Cl-濃度，增加神經(jīng)細(xì)胞的存活，減輕腦水腫，促進(jìn)缺血性腦卒中后神經(jīng)發(fā)生和行為恢復(fù)。由此可見(jiàn)，NKCC1表達(dá)的增加可引起細(xì)胞內(nèi)Cl-穩(wěn)態(tài)失衡，不利于腦功能的恢復(fù)，而加入影響其表達(dá)的抑制劑可起到改善腦功能的效果。

2 KCC2結(jié)構(gòu)功能及其與缺血性腦卒中的關(guān)系

2.1 KCC2結(jié)構(gòu)與功能KCC2是一種約140 ku的糖蛋白，是SLC12A家族中的一員，由24個(gè)外顯子的SLC12A5基因編碼，該基因分配給人類染色體帶20q12→q13.1，以及小鼠染色體帶波段5G2→G3[22]。有研究[23]顯示，KCC2基因編碼有兩個(gè)亞型，并分別命名為KCC2a和KCC2b，兩者在氨基酸末端(N端)的結(jié)構(gòu)不同。這兩種KCC2異構(gòu)體在新生兒大腦中有類似的表達(dá)模式，但KCC2b在成年大腦中成為主要的異構(gòu)體[24-25]，主要參與γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid, GABA)能神經(jīng)元由去極化狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑯O化狀態(tài)這一過(guò)程，維持氯離子穩(wěn)態(tài)，調(diào)節(jié)GABA能神經(jīng)元的發(fā)育。此外，KCC2蛋白具有12個(gè)跨膜段的膜拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，兩側(cè)是親水的N端和C端結(jié)構(gòu)域，在跨膜段5和6之間有一個(gè)大的糖基化胞外環(huán)[22]。KCC2有一個(gè)15個(gè)殘基的C端等滲結(jié)構(gòu)域，被稱為ISO結(jié)構(gòu)域，該結(jié)構(gòu)域是等滲條件下的鉀氯共轉(zhuǎn)運(yùn)的必要條件[26]。但尚未有證據(jù)證明KCC2表達(dá)的分子機(jī)制受何種因素調(diào)控，這些因素包括同家族的其他成員調(diào)節(jié)、自身調(diào)節(jié)、受到神經(jīng)遞質(zhì)的調(diào)節(jié)等，仍需進(jìn)一步探討。

2.2 KCC2與缺血性腦卒中的關(guān)系KCC2是成熟神經(jīng)元中Cl-外流的主要轉(zhuǎn)運(yùn)體，其功能和表達(dá)受神經(jīng)元活動(dòng)的調(diào)節(jié)[27]。在某些情況下，神經(jīng)元的激活可能會(huì)上調(diào)KCC2以加強(qiáng)突觸抑制的平衡。然而，在缺血性腦卒中后痙攣發(fā)生時(shí)，KCC2的表達(dá)便會(huì)受到抑制，從而改變運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元興奮和抑制的平衡，進(jìn)而導(dǎo)致興奮性毒性或異常活動(dòng)[28]。GABA是中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)重要的抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，在KCC2表達(dá)上調(diào)、NKCC1表達(dá)下調(diào)時(shí)，細(xì)胞內(nèi)Cl-濃度降低，使GABA能神經(jīng)元發(fā)揮抑制作用，可以有效防止痙攣的發(fā)生。而缺血性腦卒中后， KCC2表達(dá)下調(diào)、NKCC1表達(dá)上調(diào)，細(xì)胞內(nèi)Cl-濃度增加，Cl-穩(wěn)態(tài)失衡，GABA抑制作用減弱，從而引發(fā)痙攣，WNK-SPAK/OSR1在此過(guò)程中發(fā)揮重要的調(diào)控作用。Toda et al[29]發(fā)現(xiàn)，在局灶性腦損傷后，KCC2表達(dá)下調(diào)，引起細(xì)胞內(nèi)Cl-濃度增加，導(dǎo)致Cl-穩(wěn)態(tài)失衡，GABA抑制作用減弱，且KCC2也影響缺血性腦卒中后運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元質(zhì)膜上的Ser940去磷酸化，這兩種效應(yīng)使運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的興奮性增強(qiáng)，從而導(dǎo)致卒中后痙攣的發(fā)生。此外，翻譯后修飾機(jī)制也參與調(diào)節(jié)KCC2的功能[30-32]。Wu et al[33]發(fā)現(xiàn)，KCC2的調(diào)節(jié)功能可以通過(guò)改變共識(shí)位點(diǎn)的磷酸化狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)。具有激酶活性的WNK3通過(guò)增強(qiáng)KCC2的磷酸化而抑制其活性，從而增加細(xì)胞內(nèi)Cl-濃度，促進(jìn)對(duì)GABA能運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的興奮性反應(yīng)。相反，無(wú)激酶活性的WNK3介導(dǎo)的KCC2的激活降低了細(xì)胞內(nèi)Cl-濃度，促進(jìn)了抑制性GABA信號(hào)的傳遞，使GABA能神經(jīng)元發(fā)揮抑制作用，從而防止痙攣的發(fā)生。此外，通過(guò)藥物干預(yù)增加KCC2活性，可恢復(fù)由于痙攣發(fā)生時(shí)減弱的GABA能運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的突觸后抑制作用，起到緩解痙攣的效果[34]。Ma et al[35]通過(guò)觀察新生大鼠缺血缺氧的腦部發(fā)現(xiàn)，缺血性腦卒中早期應(yīng)用地西泮治療，可減輕神經(jīng)細(xì)胞損傷，并有效改善長(zhǎng)期的學(xué)習(xí)和記憶能力。這表明地西泮可以防止KCC2的下調(diào)，保持細(xì)胞內(nèi)低氯狀態(tài)，從而使GABA能運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元發(fā)揮抑制作用，進(jìn)而改善神經(jīng)功能。這也從側(cè)面說(shuō)明了KCC2的表達(dá)增強(qiáng)對(duì)神經(jīng)功能的恢復(fù)以及痙攣的緩解起重要作用。具體機(jī)制見(jiàn)圖1。

3 KCC3結(jié)構(gòu)功能及其與缺血性腦卒中的關(guān)系

3.1 KCC3結(jié)構(gòu)與功能KCC3是SLC12A家族的成員，由SLC12A6基因編碼[36]。SLC12A6基因在5cM(5q13-15)區(qū)間內(nèi)映射到人類染色體15q1.4[37]。SLC12A協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的細(xì)胞內(nèi)末端包含重要的磷酸化位點(diǎn)，參與轉(zhuǎn)運(yùn)激活或失活。KCC3有兩個(gè)主要的磷酸化位點(diǎn)，分別為T(mén)1048和T991，它們位于羧基末端[38]。研究[39]顯示，KCC3與其他KCC家族高度同源，在氨基酸序列上有約73%的一致性，與Na+-耦合的NKCC1有中等程度的同源，與其他轉(zhuǎn)運(yùn)體有約29%的一致性。當(dāng)在比對(duì)研究中排除N端時(shí)，兩者的相同性分別增加到76%和32%。研究表明，KCC3在多種中樞神經(jīng)系統(tǒng)(central nervous system， CNS)和周圍神經(jīng)系統(tǒng)(peripheral nervous system， PNS)細(xì)胞類型中表達(dá)[40]。在成年期，KCC3在CNS中廣泛表達(dá)[41]，以杏仁核和下丘腦中KCC3表達(dá)最高。在海馬體中，KCC3位于中間神經(jīng)元內(nèi)[42]。對(duì)于成人PNS，KCC3在坐骨神經(jīng)和背根神經(jīng)節(jié)(dorsal root ganglion, DRG)中的表達(dá)量極低[43]。與NKCC1功能相反，KCC3通過(guò)繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)的形式介導(dǎo)Na+、K+、Cl-外流，二者相互拮抗，共同參與神經(jīng)細(xì)胞抑制性突觸傳遞以及細(xì)胞體積的調(diào)節(jié)。然而，KCC3轉(zhuǎn)運(yùn)所需的離子轉(zhuǎn)運(yùn)位點(diǎn)的數(shù)量仍未可知，需繼續(xù)研究證實(shí)。

3.2 KCC3與缺血性腦卒中的關(guān)系在神經(jīng)元功能調(diào)節(jié)中，KCC3的激活與NKCC1的抑制具有類似的生理作用。神經(jīng)元中KCC3的表達(dá)需要依賴NKCC1的發(fā)揮，以完成對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的細(xì)胞平衡進(jìn)行生理性調(diào)節(jié)[38, 44]。中樞神經(jīng)系統(tǒng)中神經(jīng)元抑制主要由GABA介導(dǎo)，而甘氨酸在較小程度上介導(dǎo)。GABA與Cl-可滲透的GABAA受體(GABAAR)結(jié)合后，受體離子通道打開(kāi)，引起Cl-的流動(dòng)[45]。Lucas et al[46]在一項(xiàng)小鼠模型中發(fā)現(xiàn)，同時(shí)抑制NKCC1表達(dá)和刺激KCC3表達(dá)，可促進(jìn)成年小鼠感覺(jué)神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)的Cl-濃度下降，維持神經(jīng)細(xì)胞Cl-穩(wěn)態(tài)，這表明它們參與GABA能/甘氨酸轉(zhuǎn)換效能，引發(fā)GABA介導(dǎo)的超極化反應(yīng)，從而介導(dǎo)抑制性GABA能神經(jīng)傳遞效應(yīng)，避免神經(jīng)細(xì)胞過(guò)度興奮，進(jìn)而緩解痙攣的發(fā)生。此外，KCC3可能在調(diào)節(jié)細(xì)胞體積方面具有重要作用[39]，其機(jī)制是在細(xì)胞腫脹的低滲條件下，細(xì)胞會(huì)激活調(diào)節(jié)性體積減少反應(yīng)(regulatory volume decrease, RVD)，此時(shí)，WNK-SPAK/OSR1激酶保持不活躍狀態(tài)，引起NKCC1和KCC3去磷酸化，從而刺激KCC3表達(dá)和抑制KCC1表達(dá)，進(jìn)而引起水和Na+、Cl-流出細(xì)胞，細(xì)胞體積減少。Byun et al[47]發(fā)現(xiàn)，刺激KCC3可參與神經(jīng)系統(tǒng)的細(xì)胞體積調(diào)節(jié)，證明KCC3具有保護(hù)神經(jīng)的作用，隨后其研究進(jìn)一步確定，通過(guò)敲除KCC3來(lái)抑制小鼠神經(jīng)細(xì)胞中KCC3的表達(dá)，可引起細(xì)胞腫脹，最終導(dǎo)致神經(jīng)變性。除上述在1.2項(xiàng)中所提到的布美他尼能夠刺激KCC3表達(dá)外，Adragna et al[48]在細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，KCC3a蛋白的羧基末端用丙氨酸取代Thr 991和Thr 1048殘基后，阻止了取代位點(diǎn)的抑制性磷酸化，從而引發(fā)KCC3a mRNA的表達(dá)增加，進(jìn)而促進(jìn)神經(jīng)功能的恢復(fù)。以上研究表明，KCC3具有調(diào)節(jié)細(xì)胞體積和Cl-濃度的雙重作用，為探討其在缺血性腦卒中期間的發(fā)病機(jī)制提供了可靠證據(jù)。

圖1 WNK-SPAK/OSR1-CCCs信號(hào)通路在緩解痙攣中的作用

4 WNK-SPAK/OSR1-CCCs結(jié)構(gòu)功能及其與缺血性腦卒中的關(guān)系

4.1 WNK-SPAK/OSR1-CCCs結(jié)構(gòu)與功能WNK-SPAK/OSR1-CCCs信號(hào)通路與絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶(with-no-lysine kinases, WNK)和下游Ste20相關(guān)的富含脯氨酸-丙氨酸激酶(ste20-related proline-alanine-rich kinase, SPAK)或SPAK同源物氧化應(yīng)激反應(yīng)激酶1(oxidative stress-responsive kinase 1,OSR1)以及陽(yáng)離子-氯離子共轉(zhuǎn)運(yùn)體(cation-chloride cotransporters，CCCs)有關(guān)。WNK家族感知細(xì)胞內(nèi)Cl-濃度、細(xì)胞外滲透壓和細(xì)胞體積的變化，并將這些信息轉(zhuǎn)導(dǎo)至CCCs，以維持細(xì)胞Cl-穩(wěn)態(tài)[49]。研究[50]顯示，缺血性腦卒中后，WNK通過(guò)SPAK和OSR1激酶途徑，調(diào)節(jié)NKCC1、KCC2和KCC3的表達(dá)。WNK是一種Na+、K+耦合的Cl-導(dǎo)入器和K+耦合的Cl-導(dǎo)出器[51]。其異構(gòu)體在細(xì)胞內(nèi)低滲透壓或Cl-水平低時(shí)磷酸化(激活)，并隨后使其下游的激酶SPAK和(或)OSR1磷酸化[52]，激活的SPAK和(或)OSR1通過(guò)蛋白質(zhì)磷酸化刺激NKCC1表達(dá)，并通過(guò)相互調(diào)節(jié)機(jī)制抑制KCC2、KCC3磷酸化[53]。在體積調(diào)節(jié)過(guò)程中，低滲環(huán)境引起細(xì)胞吸水膨脹，在正常條件下可觸發(fā)調(diào)節(jié)性容積減少反應(yīng)(regulatory volume decrease, RVD)，WNK-SPAK/OSR1激酶保持不活躍狀態(tài)，NKCC1和KCC3去磷酸化，導(dǎo)致KCC3激活和NKCC1抑制，K+、Cl-與水外流，細(xì)胞體積減少。相反，高滲環(huán)境引起細(xì)胞失水皺縮，觸發(fā)調(diào)節(jié)性容積增加反應(yīng)(regulatory volume increase, RVI)，使WNK-SPAK/OSR1激酶活化，引起CCCs磷酸化，導(dǎo)致NKCC1激活和KCC3抑制，Na+、K+、Cl-通過(guò)NKCC1與水一起內(nèi)流，從而恢復(fù)細(xì)胞體積。WNK-SPAK/OSR1激酶對(duì)CCCs的調(diào)節(jié)和兩者的相互協(xié)調(diào)作用，由WNK和CCCs中的RFXV/I基序與SPAK和OSR1中保守的羧基末端對(duì)接結(jié)構(gòu)域之間的相互作用所觸發(fā)[4]。上述CCCs的反向調(diào)節(jié)由同一激酶-磷酸酶信號(hào)通路所驅(qū)動(dòng)，可協(xié)調(diào)細(xì)胞內(nèi)Cl-的外流和內(nèi)流，從而維持細(xì)胞內(nèi)Cl-的平衡[5]，避免不必要的ATP消耗。

4.2 WNK-SPAK/OSR1-CCCs與缺血性腦卒中的關(guān)系WNK和SPAK/OSR1激酶在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中大量表達(dá)。缺血性腦卒中后，NKCC1、KCC2和KCC3作為WNK-SPAK/OSR1激酶的下游靶點(diǎn)，都通過(guò)WNK-SPAK/OSR1激酶磷酸化，從而導(dǎo)致NKCC1的激活與KCC2和KCC3的抑制[50, 54]。研究[55]表明，人類有四個(gè)WNK激酶(WNK1、WNK2、WNK3和WNK4)，其中，WNK3在大腦中高度表達(dá)。Begum et al[56]通過(guò)建立小鼠MCAO模型，觀察其腦內(nèi)角質(zhì)層神經(jīng)細(xì)胞和初級(jí)少突膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)現(xiàn)，WNK3和SPAK激酶受到刺激，并進(jìn)一步確定腦缺血促進(jìn)了WNK3-SPAK/OSR1催化T環(huán)和NKCC1刺激位點(diǎn)(Thr203/Thr207/Thr212)的過(guò)度磷酸化，因此NKCC1在腦細(xì)胞中的表達(dá)增加。這表明WNK3-SPAK/OSR1-NKCC1信號(hào)通路在缺血性腦卒中期間發(fā)揮重要作用，阻斷這一通路可減少NKCC1在大腦中的表達(dá)，預(yù)防缺血性腦卒中后的神經(jīng)細(xì)胞死亡。此外，在對(duì)低Cl-濃度滲透壓的反應(yīng)中，WNK的異構(gòu)體通過(guò)磷酸化被激活，激活的WNK異構(gòu)體使相關(guān)的下游激酶SPAK或OSR1磷酸化，SPAK和(或)OSR1即被激活，激活的SPAK和(或)OSR1通過(guò)蛋白磷酸化刺激NKCC1，抑制KCC2和KCC3表達(dá)。Zhang et al[57]在一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)性缺血性腦卒中研究發(fā)現(xiàn)，與WT小鼠相比，WNK3基因敲除和SPAK基因敲除小鼠在缺血性卒中后的梗死體積和腦水腫有效減少。考慮原因可能是WNK3和SPAK激酶通過(guò)增強(qiáng)NKCC1表達(dá)對(duì)缺血性腦卒中的恢復(fù)產(chǎn)生不利影響，而敲除它們便可增強(qiáng)KCC3表達(dá)，使水分伴隨Na+和Cl-流出神經(jīng)細(xì)胞，細(xì)胞體積減少，避免了神經(jīng)細(xì)胞損傷和腦水腫，促進(jìn)缺血性腦卒中后神經(jīng)功能的恢復(fù)。同理，Josiah et al[58]采用支架雜交策略開(kāi)發(fā)了一種非ATP競(jìng)爭(zhēng)性SPAK抑制劑ZT-1a，發(fā)現(xiàn)ZT-1a可通過(guò)減少腦內(nèi)SPAK依賴性磷酸化來(lái)抑制NKCC1和刺激KCC3，進(jìn)而特異性抑制這一信號(hào)通路[59]，改善缺血后CCCs的磷酸化，減輕腦水腫，進(jìn)而改善神經(jīng)功能。以上研究表明，WNK-SPAK-NKCC1基因敲除及其抑制劑對(duì)腦水腫和缺血性腦卒中的治療具有潛力，可顯著改善腦功能。見(jiàn)圖2。

圖2 WNK-SPAK/OSR1-CCCs信號(hào)通路與在細(xì)胞體積調(diào)節(jié)中的作用

5 總結(jié)與展望

陽(yáng)離子-氯離子共轉(zhuǎn)運(yùn)體在減少細(xì)胞水腫、降低神經(jīng)元內(nèi)Cl-濃度和緩解痙攣方面發(fā)揮重要作用。CCCs的表達(dá)受其上游調(diào)節(jié)器WNK-SPAK/OSR1激酶的調(diào)節(jié)，與缺血性腦卒中的發(fā)生和發(fā)展有關(guān)。無(wú)論是在缺血性腦卒中發(fā)作期間還是在缺血性腦卒中后，NKCC1和KCC3的激活受WNK-SPAK/OSR1激酶的調(diào)控，導(dǎo)致NKCC1表達(dá)的增加和KCC3表達(dá)的抑制，這一過(guò)程在維持細(xì)胞體積方面發(fā)揮重要作用。而KCC2在維持神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)Cl-平衡方面起著重要作用，缺血性腦卒中后KCC2表達(dá)的降低導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)Cl-從低濃度到高濃度轉(zhuǎn)變，神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)Cl-穩(wěn)態(tài)失衡，從而使GABA能運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元從抑制狀態(tài)轉(zhuǎn)為興奮狀態(tài)，進(jìn)而導(dǎo)致痙攣的發(fā)生。因此，通過(guò)抑制WNK-SPAK/OSR1激酶磷酸化，進(jìn)而抑制神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)NKCC1的表達(dá)，提高KCC2和KCC3的表達(dá)是預(yù)防缺血性腦卒中后細(xì)胞水腫和痙攣的一個(gè)有效途徑。本文探討的CCCs抑制劑和激活劑對(duì)缺血性腦卒中的治療具有潛在的療效，故以陽(yáng)離子-氯離子共轉(zhuǎn)運(yùn)體為治療靶點(diǎn)可能為腦卒中的臨床治療提供治療方向[60-61]。