PPARγ在缺血性腦血管疾病中保護作用的研究進展*

余 智 劉開祥 廖小明

過氧化物酶體增殖物激活受體 （peroxisome proliferator activated receptor,PPAR）γ是一種重要的核受體超家族中由配體激活的核轉錄因子之一，主要通過調節基因轉錄而發揮多種生物學效應。近年研究表明,PPARγ對于腦缺血再灌注損傷具有一定的神經保護作用[1]，已成為腦血管病研究的熱點。本文就PPARγ在缺血性腦血管疾病中保護作用的研究進展做一綜述。

1 PPARγ的分子生物學特性

PPARs是一類由配體激活的核轉錄因子,屬于Ⅱ型核受體超家族成員[2]，包括 PPARα、PPARβ 和 PPARγ3種異構形式[3]。人類PPARα為468個氨基酸殘基，PPARβ和PPARγ含有的氨基酸殘基分別為441個及479個，其中PPARγ基因由9個外顯子延伸至100 kb的DNA構成，定位于染色體3p25，與基因的遺傳相連鎖有關的是位于基因一側的多形標志物D3S1259及D3S1286。由于啟動子和剪接方式的差別，形成了 4 種 PPARγ mRNA 亞型:PPARγ1、PPARγ2、PPARγ3和PPARγ4，但只翻譯出2種不同的蛋白質。已證實PPARγ主要分布在脂肪組織，但在單核細胞/巨噬細胞、脾臟、肝臟、B細胞、T細胞及平滑肌細胞中也有少量的表達；正常成年大腦組織中PPARγ的表達水平相對較低，且主要位于海馬齒狀回（DG）的顆粒細胞中,而尾殼核和蒼白球、丘腦和梨狀皮質中的含量比較少[4]。PPARγ通過對基因轉錄的調節而影響脂代謝、糖代謝、炎癥反應及細胞發育等，故與肥胖、糖尿病、胰島素抵抗、缺血再灌注損傷、腫瘤及動脈粥樣硬化等疾病的病理生理過程密切相關，其中腦內PPARγ的表達在抑制中樞神經系統（CNS）疾病的炎癥反應方面發揮重要的生物學作用。

2 PPARγ的配體種類及特點

作為PPARγ的激活配體，過氧化物酶體增殖劑（peroxisome proliferator,PP）、脂肪酸及其代謝產物在結構上都含有羧基功能基團和一個疏水區。其中PPARγ與PP及脂肪酸結合后成為轉錄激活復合物,再與視黃酸受體α（retinoic X receptor α,RXRα）形成異構二聚體而發揮轉錄調控的作用。由于激動配體來源的差別，將其分為天然激動配體和合成激動配體。二者競爭性作用于PPARγ，提示它們的結合位點存在一定的相似性。天然激動配體主要包括花生四烯酸經環氧合酶及脂氧合酶作用后的代謝產物，如亞油酸、亞麻酸、前列腺素 D2衍生物、15d-脫氧前列腺素 J2（15d-PGJ2）等，其中15d-PGJ2對PPARγ具有高度的親和性和明顯的激動效應[5]，常被應用于對PPARγ的實驗研究。合成激動配體包括：（1）新型胰島素增敏劑噻唑烷二酮類（TZDs），如羅格列酮、曲格列酮、吡咯列酮等。（2）非甾體類抗炎藥（NSAID），如吲哚美辛、消炎痛、布洛芬等。（3）含有酪氨酸結構的藥物，如GI-262570、GW1929 等[6]。 （4）苯乙酸的衍生物，如 GW0207、L-796449。新型降血壓藥物替米沙坦除了是血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)受體拮抗劑外，也被證實對PPARγ具有激動效應[7]。目前研究發現，TZDs與PPARγ親和力最大、特異性最強，相互結合后能抑制炎癥反應、提高胰島素敏感性、促進糖代謝、刺激脂肪細胞分化及代謝、減輕胰島素抵抗等作用[8]，但苯乙酸的衍生物對其作用較弱。PPARγ的拮抗配體主要有GW9662、BADGE 和 T0070907[9]。

3 PPARγ及其激動配體在缺血性腦血管疾病中的研究

缺血性腦血管疾病是各種原因導致大腦有效循環血量減少引起相應腦組織缺血壞死及腦功能障礙的一類中樞神經系統疾病，其缺血再灌注損傷的病理生理過程十分復雜，主要涉及炎癥反應、能量代謝紊亂、神經細胞內鈣離子（Ca2+）超載、酸中毒及單胺類神經遞質的毒性作用、氧自由基的過度形成及“瀑布式”自由基連鎖反應等多個環節，且彼此互為因果、相互重疊，形成惡性循環最終導致細胞凋亡或壞死[10]。有研究表明，PPARγ被激活后可增加腦缺血動物模型體內對抗自由基所需要的酶類[11]。近年研究也發現，PPARγ是細胞炎癥及缺血反應過程中重要的調控因子，在缺血再灌注損傷方面起著重要的保護作用[12-13]。

3.1 PPARγ及其激動配體抑制炎癥反應的機制 PPARγ被配體激活后和靶基因啟動子上游的過氧化物酶體增殖物反應元件（peroxisome proliferator response element，PPRE）結合而進行基因的轉錄和表達,使組織內多種黏附分子的表達增加，進而減輕白細胞的炎性浸潤，降低炎性細胞的毒性效應。最近已有實驗證實PPARγ激動配體可以在一定程度上減輕缺血組織的炎性反應[14]。目前已知，腦缺血后即早基因（immediate early genes,IEG）的表達能力顯著增強，其主動表達在細胞凋亡的發生過程中起著重要的作用[15]。持續活化垂死神經元中的核因子（NF）-κB可誘導細胞凋亡，包括重新進入細胞循環失敗和生成死亡蛋白[16]。炎癥反應過程中釋放一系列細胞因子信號，降解IκB激酶（IKK），活化并磷酸化IκB的2個Ser殘基，釋放出與IκB相結合的NF-κB并轉移到細胞核，使目的基因的表達增加,從而產生大量的炎癥介質參與病理生理過程[12,17]。研究表明,活化后的PPARγ主要通過3種途徑參與抑制炎癥反應的進程：降低IκB的激酶的活性使結合于NF-κB的p50/p65烷基化二聚體的水平降低而直接抑制NF-κB DNA的合成，抑制NF-κB基因的表達及干預信號轉導轉錄激活蛋白（JAK-STAT）[18]。此外，PPARγ及其激動配體抑制炎癥反應的機制還可能與抑制組織細胞內活性氧族（ROS）有關[19]。

3.2 PPARγ及其激動配體在缺血性腦血管疾病中的神經保護作用 研究表明，PPARγ及其激動配體具有保護缺血再灌注損傷的作用，主要與PPARγ降低缺血再灌注誘導的白細胞介素 （IL）-1β、 細胞間黏附因子 （ICAM）-1、 環氧化酶（COX）-2等炎性介質的表達水平，減少自由基的產生，減少谷胱甘肽（GSH）的消耗，增加超氧化物歧化酶（SOD）-1的含量而發揮抑制炎癥反應和氧化應激的作用有關[20]。Ou等[21]的研究表明腦室內注射PPARγ激動配體與全身給藥所產生的保護作用相似，提示其保護作用是通過選擇性激活腦組織內PPARγ實現的。腦缺血后數小時PPARγ mRNA的表達增加，同時PPARγ在細胞核的免疫反應性增強，提示PPARγ活性的增強[22]。研究表明，PPARγ激動配體干預后22 d仍可以縮小梗死面積和恢復部分神經功能，表明缺血前進行PPARγ激動配體的干預，其保護作用可持續較長時間[23]，提示PPARγ是一種內源性保護因子。

最近，Loane等[24]發現,羅格列酮可使大鼠腦組織中抗炎細胞因子IL-4水平升高。郭金濤等[25]實驗研究也發現在大鼠局灶性腦缺血再灌注損傷模型（MCAO）中PPARγ激動配體預先處理后 IL-6、腫瘤壞死因子（TNF）-α、IL-1β 的表達明顯降低。同樣PPARγ激動配體給藥組的組織經TTC染色后腦片全紅，局灶梗死面積明顯減小，且大鼠神經功能缺損癥狀均有不同程度改善，肌力明顯好轉，對照組大鼠則出現明顯神經運動功能障礙。

Ou等[21]采用PPARγ識別探針在大腦中動脈缺血再灌注后缺血側發現PPARγ陽性細胞,經天然激動配體15d-PGJ2處理后能減少梗死面積、降低caspase-3活性、減少壞死級聯反應及細胞凋亡的發生。腦組織缺血使PPARγ結合于缺血側大腦靶基因,而PPARγ及其激動配體則提高這種結合的可能性,并在損傷腦半球中顯著增加。

為進一步證實PPARγ激動配體在相關方面的保護作用，Romera等[26]采用細胞培養模型顯示缺血預處理增加PPARγ的表達，用其激動配體來處理則提高細胞GLT1/EAAT2 mRNA和蛋白的表達，同時也增強谷氨酸鹽的上調和減少神經細胞的凋亡。由此推測PPARγ及其激動配體有利于缺血性腦血管疾病的臨床治療。

綜上所述，激活組織內PPARγ的表達與減輕腦缺血再灌注損傷密切相關。PPARγ激動配體可促進PPARγ活化表達,進而提高其對炎性反應相關目的基因的調控能力,筆者認為這可能是其發揮減輕腦缺血再灌注炎性反應,從而達到神經保護作用的重要機制之一。因此,積極探討PPARγ的激活方法,對于尋求治療缺血性腦血管病的新靶點具有重要的現實意義[2,12-13]。目前對PPARγ在缺血性腦血管疾病的保護作用方面的研究取得了積極進展，但其確切神經保護機制仍不完全清楚；且研究對象多為動物或離體細胞，缺乏大規模的臨床試驗研究。但隨著分子生物學等相關學科的發展,從新的藥理靶點深入探討PPARγ激動配體的神經保護作用機制,有望成為治療缺血性腦血管疾病的新途徑,對于防治腦血管病具有十分重要的意義。

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