P2x7受體在癲癇中的作用

程鵬，綜述，王東軍，審校

(廣東醫學院，廣東湛江524000)

P2x7受體在癲癇中的作用

程鵬，綜述，王東軍*，審校

(廣東醫學院，廣東湛江524000)

P2x7受體結構和功能獨特，在炎性反應與免疫反應中對機體具有重要作用。在癲癇的發生發展過程中，P2x7受體表達迅速上調并介導多種信號級聯反應(包括TNF-α和IL-1β的啟動和快速釋放)。本文將就P2x7受體通過調控TNF-α、IL-1β影響癲癇發生發展的機制進行綜述。

P2x7受體；腫瘤壞死因子α；白細胞介素1β；癲癇

P2x7受體(P2x7 receptor)主要在大腦內的激活的膠質細胞和神經細胞上表達。應用敏感的RT-PCR技術，發現中樞神經系統中多個部位表達P2x7 mRNA，例如大鼠海馬、皮質及人類腦組織[1]。此外，免疫組化研究從光鏡和電鏡水平顯示大鼠的海馬、小腦、丘腦、紋狀體及杏仁核的興奮性神經元末梢均表達P2x7受體。P2x7受體具有多種生理功能：包括調節神經遞質的釋放，刺激細胞因子、趨化因子的表達和釋放，參與炎性反應和免疫反應，誘導細胞損傷甚至凋亡。匹羅卡品誘導的癲癇模型中，大鼠腦內的膠質細胞和谷氨酸能神經末梢有大量P2x7受體表達，表明P2x7受體參與了癲癇的炎癥與神經細胞毒性損傷過程[2]。因此，P2x7受體與癲癇的關系逐漸受到學者們的重視。本文將就P2x7受體在癲癇發生發展中的作用機制予以綜述。

1 細胞因子與癲癇

癲癇是一種常見的神經系統疾病，免疫-神經-內分泌網絡信息交流系統與癲癇的發生發展密切相關。細胞因子在癲癇的發生發展中發揮重要生物學效應，TNF-α和IL-1β是其中兩個重要的促炎細胞因子，在癲癇發作的早期即被誘導，促進了癲癇的發生發展。

1.1 TNF-α與癲癇TNF-α是一種具有廣泛生物學功能的細胞因子，參與腦內炎性反應和免疫反應，TNF-α的含量與癲癇的發作呈明顯正相關。正常情況下，腦組織中TNF-α的含量很低，但癲癇狀態下，神經細胞和膠質細胞釋放大量的TNF-α。TNF-α可激活神經元使其突觸前膜釋放Glu等興奮性遞質，Glu引起局部神經元過度興奮，誘導癲癇發作。此外，TNF-α也可協同干擾素-γ(IFN-γ)對腦組織產生免疫性損傷，TNF-α抗體可抑制這種作用。但也有相反的觀點，Marchetti等[3]報道TNFp75R誘發的NF-κB持續性激活可以避免神經細胞興奮性毒性損傷，對維持神經細胞的生存至關重要。TNF-α依靠其特殊的受體亞型(TNFp55R和TNFp75R)、局部組織濃度和靶細胞類型對大腦功能產生多種影響。一般來說，腫瘤壞死因子信號轉導通路(涉及NF-κB與TNFp55R相結合)促進神經細胞的死亡；TNFp75R信號轉導通路(涉及p38絲裂原活化蛋白激酶的激活)減輕神經細胞的損傷[4]。因此，TNF-α具有雙重作用：TNF-α既能促進神經細胞死亡，也能減輕神經細胞損傷。

1.2 IL-1β與癲癇IL-1有IL-1α和IL-1β兩種亞型，在腦組織中主要是IL-1β起作用。IL-1β作為一種神經調節遞質，能促進Glu對NMDA受體的激活，導致細胞內Ca2+濃度升高，提高神經細胞的興奮性。在海人酸致大鼠癲癇模型中，腦組織中IL-1β mRNA的表達顯著升高，而IL-1受體拮抗劑能夠明顯抑制癲癇發作。Wang等[5]曾報道：IL-1β通過激活某些激酶而抑制海馬神經細胞的GABA受體，導致中樞神經系統興奮性顯著提高，推測IL-1β是導致癲癇發生的一個重要炎前細胞因子。王玉等[6]也報道過：內源性IL-1β可以提高癲癇大鼠腦皮質及海馬神經細胞的興奮性，并調節神經細胞中Ca2+濃度。此外，IL-1β還可以增加致癇劑對神經細胞的興奮性毒性損傷，其作用機制是：IL-1β通過抑制GABA-R，促進腦內主要的興奮性神經遞質Glu的釋放，誘發癲癇發作；IL-1β也可以激活NMDA受體導致神經細胞內Ca2+濃度升高，從而誘導Glu大量釋放，引起腦內局部神經元過度興奮，是誘導癲癇發作的一個重要機制。

2 P2x7受體結構和功能特點

P2x7受體由595個氨基酸構成，其C端區為239氨基酸，遠長于其他P2x家族成員C端區(27～129氨基酸)，可能是其獨特生理功能的分子基礎。P2x7受體為膜受體，能與ATP選擇性結合，一般以三聚體形式分布在細胞膜上，不和其他P2x受體形成聚合體。

P2x7受體唯一的天然激動劑是ATP[7]，至今，還未發現理想的特異性P2x7受體激動劑或拮抗劑。P2x7受體藥理學特性獨特：(1)ATP與P2x7受體親和力較低；(2)BzATP對P2x7受體的激活能力是ATP的10～100倍，是最強的P2x7受體激動劑；(3)OxATP、Brilliant Blue G(BBG)、KN-62是3個有效的P2x7受體拮抗劑。OxATP與P2x7受體的ATP結合位點共價結合后形成schiff堿，不可逆性抑制P2x7受體激活的全部效應；nmol/L濃度的BBG選擇性拮抗P2x7受體，μmol/L濃度的BBG才能阻斷其他P2x受體；KN-62是已知最強的P2x7受體拮抗劑，但僅選擇性拮抗人類P2x7受體，對大鼠P2x7受體無效。

3 P2x7受體在癲癇中的作用機制

P2x7受體在癲癇發生發展中具有十分重要的作用，但其作用機制十分復雜，至今還未完全清楚，可能是通過介導多種信號級聯反應對癲癇產生影響。

3.1 P2x7受體與小膠質細胞小膠質細胞(microglial)上存在3種嘌呤受體亞型：P2x7R、P2y2R和P2y12R[8]，P2x7受體的含量十分豐富，提示ATP可能通過P2x7受體作用于小膠質細胞。生理條件下，細胞外液ATP含量很少，而細胞內液ATP含量很高，大約是細胞外液的1 000倍。P2x7受體一般處于靜止狀態，而癲癇狀態下，ATP大量釋放，集聚在局部，與小膠質細胞上P2x7受體結合后，使P2x7受體激活并迅速上調[9]。

3.2 P2x7受體與TNF-α小膠質細胞釋放的ATP激活P2x7受體后誘發TNF-α的釋放。Hide等曾報道：BzATP能有效誘導小膠質細胞釋放TNF-α[10]。其具體機制為：ATP(或BzATP)與P2x7受體結合后，促使細胞外信號調節激酶(ERK)活化，除P2x7受體外，其他幾種P2x受體也可以激活ERK。在大鼠腦內膠質細胞中，釋放的ATP與P2x2受體和P2y1受體結合后，通過P2Y-Ca2+非依賴型蛋白激酶C-磷脂酶D信號傳導通路激活ERK[11]。P2X7受體N端在ERK的激活中發揮關鍵的作用，而P2X7受體C端與Ca2+的通透性有關。ERK的活化在TNF-α的啟動和釋放過程中起到關鍵的作用[12]。綜上所述，P2x7受體通過激活ERK誘導TNF-α的啟動和釋放，最終影響癲癇的發生發展過程。

3.3 P2x7受體與IL-1β癲癇狀態下，損傷的細胞釋放大量ATP，P2x7受體與ATP結合后活化，引起離子通道開放，Ca2+大量內流，觸發K+外流，導致胞內K+濃度降低，繼而誘導caspase-l活化并將IL-1β前體蛋白酶切為成熟體；同時胞內K+濃度降低也引起Ca2+非依賴性的磷脂酶A2活性升高，誘導IL-1β從分泌溶酶體釋放至胞漿中[13]。此外，胞內Ca2+濃度升高也能誘導Ca2+依賴性磷脂酶A2和鈣調素依賴性蛋白激酶Ⅱ活化，誘發IL-1β成熟體蛋白以胞吐方式從分泌溶酶體釋放至胞漿中。激活的P2x7受體通道孔徑逐漸增大，允許蛋白分子較小的IL-1β成熟體自由通過，釋放至細胞外；而IL-1β前體蛋白分子較大，很難通過P2x7受體通道而滯留在胞內[14]。

3.4 P2x7受體其他機制P2x7受體是一種細胞毒性受體和凋亡受體，ATP激活P2x7受體可引起核染色質的濃縮，DNA的降解，最終誘導細胞凋亡。P2x7受體活化激活細胞內Caspase而誘導的細胞凋亡，此為ATP誘發的細胞不可逆性死亡過程，K+外流可能在其中發揮了關鍵作用。P2x7受體活化引起iNOS mRNA表達上調，誘導NO生成；激活P2x7受體可誘發cAMP應答原件結合蛋白(CREB)磷酸化負性調控小膠質細胞的炎性反應，以Ca2+依賴方式使T細胞核因子(NFAT)活化，誘導NF-κB核轉錄。NF-κB是控制細胞因子表達和細胞凋亡的轉錄因子。絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)級聯信號傳遞通路是生物界最基本的信號傳遞途徑，在多種胞外刺激信號傳遞中發揮關鍵作用，P2x7受體通過激活MAPK介導胞外刺激信號傳遞，誘導細胞增殖、分化和凋亡。此外，P2x7受體活化既能誘導Glu的釋放，調節胞內Ca2+濃度，誘發促炎細胞因子釋放和細胞膜穿孔的形成；P2x7受體活化也可以釋放活性氧引起神經細胞的損傷[15]。

4 展望

P2x7受體介導多種信號級聯反應并發揮關鍵的生物學效應。P2x7受體與癲癇之間的關系日益受到關注，特異性P2x7受體拮抗劑為癲癇治療藥物的研制開辟了一個全新的應用前景。但至今，P2x7受體的功能及相關作用機制仍有許多問題尚待進一步研究。

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Protective role of P2x7 receptor in epilepsy.

CHENG Peng,WANG Dong-jun.Guangdong Medical College,Zhanjiang 524000,Guangdong,CHINA

P2x7 receptor is structurally and functionally unique and has important effect in immune response and inflammatory response.In the development of epilepsy,P2x7 receptor is rapidly up-regulated and engages in diverse signal cascades,including initiation and rapid release of TNF-α and IL-1β.This article summarizes the effect of P2x7 receptor through TNF-α and IL-1β induction on the occurrence and development of epilepsy.

P2x7 receptor;TNF-α;IL-1β;Epilepsy

R742.1

A

1003—6350（2012）04—127—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2012.04.056

2011-09-16)

程鵬(1982—)，男，河南省焦作市人，主治醫師，碩士。

*通訊作者：王東軍（1966—），男，廣東醫學院，教授，主任醫師，醫學博士，E-mail：wdjywwys@163.com