脂聯素與缺血性腦卒中

張 蓉(綜述)，李亞麗(審校)

(天津市武清區人民醫院神經內科，天津 301700)

缺血性腦血管病發病率、病死率、致殘率高，是人類三大致死病因之一。頸動脈斑塊形成是大血管粥樣硬化表現，頸動脈斑塊是全身動脈粥樣硬化的反映，與心血管事件密切相關，是腦卒中的高危因素。血管內皮功能損傷是導致動脈粥樣硬化的主要因素[1]。脂聯素是近年來新發現的一種生物活性物質，具有保護血管內皮、抗炎、直接抗動脈粥樣硬化等特性，可以直接和間接地參與對動脈粥樣硬化過程的調控，與缺血性腦卒中疾病的發生、發展存在一定的關聯性。

1 脂聯素的生物學特性

脂肪組織不僅是能量儲備的終末分化器官，還具有旺盛的內分泌功能，脂聯素與瘦素、抵抗素、脂肪酶等統稱脂肪細胞因子，是脂肪組織分泌具有生物活性的一種蛋白質，Scherer等[2]首先從脂肪細胞系中分離出并命名為脂聯素，又被稱為AdipoO、GBF28等。采用酶聯免疫吸附試驗可檢驗人脂聯素水平。正常人血漿脂聯素濃度1.9～17.0 mg/L，約占血漿總蛋白含量的0.01%，脂聯素單體存在于脂肪細胞中，只有形成多聚體后才能被分泌到細胞外而發揮生物學作用[3]。人類脂聯素基因位于染色體3q27上，全長約17 kb，含3個外顯子和2個內含子[4]。脂聯素相對分子質量約為30×103，含有244個氨基酸，由20個氨基酸殘基信號肽、N端非同源序列、膠原樣纖維結構域和C端球狀結構域4個部分組成[5]。迄今為止共發現兩種脂聯素受體，脂聯素受體1和脂聯素受體2[6]。脂聯素受體在腦、心、腎、肝、肺、骨骼肌、脾、睪丸等多種組織表達，其中脂聯素受體1主要表達于骨骼肌細胞中.而脂聯素受體2主要表達于肝細胞中。動物實驗研究表明[7]，在大鼠腦組織中脂聯素受體1分布廣泛，而脂聯素受體2在皮質、下丘腦和海馬等局限分布。脂聯素及其受體在人垂體及大腦中均高度表達[8]。脂聯素與脂聯素受體1結合后可激活過氧化物酶體增殖屋激活受體α通路，參與脂肪酸氧化過程，與糖攝取無關；同時激活腺苷-磷酸活化蛋白激酶和p38絲裂原激活蛋白激酶通路，發揮生物學效應。Thundyil等[9]動物實驗表明，卒中后脂聯素受體1的活化可導致腦細胞死亡。T-鈣黏蛋白被稱為第3種脂聯素受體，是近年來發現的一種與脂聯素結合的膜蛋白，能與脂聯素六聚體和高相對分子質量多聚體的受體結合，不與脂聯素球狀結構域、脂聯素三聚體結合，通過與其他膜蛋白的聯合作用及與細胞膜上特定的結構域結合參與信號轉導。

2 脂聯素與缺血性腦卒中

Efstathiou等[10]臨床研究發現，缺血性腦卒中的患者血漿脂聯素低水平與5年后病死率增加呈正相關，梗死體積和神經功能缺損評分均與血清脂聯素水平呈負相關。血清脂聯素水平降低是卒中患者死亡的獨立危險因素。Yatomi等[11]通過對短暫性腦缺血小鼠模型的研究發現，脂聯素在缺血半球的腦組織中表達量增加，表達僅限于內皮細胞，缺血中心區的表達量高于缺血周圍區，而在非缺血半球則未發現脂聯素表達。Ouchi等[19]研究發現，體外試驗中脂聯素可以作為化學誘導物刺激人靜脈內皮細胞，轉化為具有毛細血管樣結構的內皮細胞，體內試驗時則可以刺激血管生長。血清脂聯素水平下降使毛細血管的自我保護功能下降，增加了腦梗死發生和復發的機會。Kato等[12]以脂聯素基因敲除小鼠和野生型小鼠為研究對象，使用氦氖激光器損傷頸動脈后，脂聯素基因敲除小鼠形成血栓的速度顯著快于野生型小鼠，而補充脂聯素后可延緩血栓形成。以上提示血漿脂聯素濃度持續升高可具有長期腦動脈保護效應，抗血栓形成作用。

針對脂聯素在腦血管病發揮重要作用觀點存在一些爭議,一些學者認為脂聯素與腦血管疾病無關。Stott等[13]在70～82歲的老年人群中進行的一項病例對照研究顯示，脂聯素水平低在缺血性卒中的發病中僅起中性作用，即使與白細胞介素18和腫瘤壞死因子α等細胞因子聯合也不具有臨床預測價值。一些研究表明,缺血性腦損傷時會出現脂聯素聚集和脂聯素受體1激活，從而導致神經元死亡并加重缺血性腦損傷，其原因可能與脂聯素受體1激活p38絲裂原激活蛋白激酶和胱天蛋白酶3等信號通路有關，而這些通路的激活與腦缺血時神經元死亡密切相關[9]。

2.1脂聯素對血管內皮保護作用 臨床研究顯示，正常人血漿脂聯素水平較卒中患者增高62%，并與年齡和個體胰島素敏感性直接相關[14]。腦缺血損傷導致內皮細胞死亡、血腦屏障破壞，脂聯素從血管間隙漏出并聚積到缺血再灌注受損區，與血管內膜膠原Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ結合，積聚于受損的血管內皮內，致局部受損區域血漿脂聯素濃度升高，維持血管壁的完整性。同時內皮細胞也表達脂聯素受體，脂聯素與受體結合抑制氧化型低密度脂蛋白誘導的內皮細胞增殖。在體外實驗中，球形脂聯素能抑制內皮細胞在氧化型低密度脂蛋白、高糖等刺激下大量產生活性氮，且這種抑制作用與脂聯素呈劑量依賴性關系[15]。脂聯素可能是通過抑制線粒體活性氮的生成和還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶的活性，使內皮細胞活性氮生成減少，起到減少氧化應激的作用對血管內皮損傷，從而對血管內皮發揮重要保護作用。

2.2脂聯素的抗炎作用 炎性反應在腦缺血損傷中起著重要作用。體外研究顯示[16]，脂聯素能逆轉腫瘤壞死因子及其他細胞因子對內皮細胞造成的有害作用。在脂聯素基因敲除小鼠中可觀察到微血管的炎性反應，而用球形脂聯素替代治療后，其微血管內皮細胞的炎性反應被逆轉。在短暫性腦缺血大鼠模型中，脂聯素通過減少基質金屬蛋白酶9、髓過氧化物酶、白細胞介素113、腫瘤壞死因子α、白細胞介素8在中樞組織的表達，起到保護微血管基膜的完整性、抑制中性粒細胞滲出、改善缺血后腦組織炎性反應的作用。脂聯素的聚積是以劑量依賴方式抑制腫瘤壞死因子α誘導的動脈內皮細胞黏附分子的表達，通過影響細胞內環磷酸腺苷-蛋白激酶A和核因子κB信號通路調節內皮細胞炎性反應。脂聯素刺激抗炎性細胞因子的釋放、抑制前炎性細胞因子的產生，減少腦血管內皮細胞炎性因子分泌，與超敏C反應蛋白和腫瘤壞死因子α表達水平呈負相關，進一步支持脂聯素具有抗炎作用。最近的一段研究檢測了同性別以及同年齡組82例急性腦缺血卒中患者和30例卒中間期患者的血漿脂聯素水平，結果顯示，缺血早期脂聯素水平顯著下降，并維持6個月，由此可推測脂聯素在缺血性腦血管病中的作用是通過抗炎反應實現的，而與急性缺血無明顯聯系[17]。

2.3脂聯素與血管新生 脂聯素能調節內皮型一氧化氮合酶活性以及多種細胞反應，提高內皮源性一氧化氮的生物學活性，在血管發生中起著重要作用。體外研究發現[18]，脂聯素通過腺苷酸活化蛋白激酶/內皮型一氧化氮合酶及腺苷酸活化蛋白激酶/環磷酸腺苷-蛋白激酶A介導的信號通路，促使人臍靜脈內皮細胞遷移、成管、分化形成毛細管網狀結構。腺苷酸活化蛋白激酶抑制劑和蛋白激酶B抑制劑均能消除脂聯素誘導的內皮型一氧化氮合酶磷酸化和人臍靜脈內皮細胞的遷移、分化作用。腺苷酸活化蛋白激酶抑制劑能抑制脂聯素誘導的Akt磷酸化，而蛋白激酶B抑制物和PI3K的抑制劑LY294002能阻斷脂聯素誘導的Akt、內皮型一氧化氮合酶磷酸化及遷移、分化作用，但對腺苷酸活化蛋白激酶的磷酸化水平沒有影響。這表明在脂聯素可通過激活腺苷酸活化蛋白激酶信號通路，有效刺激缺血狀態下的血管發生。Nishimura等[19]同樣以脂聯素基因敲除和野生型小鼠為研究對象，在大腦中動脈閉塞1 h再灌注23 h后，脂聯素基因敲除小鼠缺血性腦損傷體積更大和神經功能缺損更嚴重，一氧化氮合酶活性顯著降低，給予注射外源性脂聯素能使兩組小鼠梗死縮小，可見脂聯素在腦缺血再灌注中發揮重要的保護作用。

3 展 望

脂聯素在調節糖脂代謝、抗炎、抗動脈粥樣硬化以及保護血管內皮功能等方面發揮著廣泛的生物學效應，在缺血性腦血管疾病的發生、發展中亦起著重要的神經和血管保護作用。脂聯素可能成為臨床預測和診斷腦血管疾病的有效生物學標志物，缺血性腦卒中患者存在低脂聯素血癥，監測血漿脂聯素水平，可以篩選動脈粥樣硬化的高危人群，干預動脈粥樣硬化的進展，預防缺血性腦卒中的發生。脂聯素有望成為缺血性腦卒中的一種新治療方法和干預靶點。

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