NF-κB與腦出血后繼發性損傷的研究進展

邵恩得 王恒

·綜述與講座·

NF-κB與腦出血后繼發性損傷的研究進展

邵恩得 王恒

腦出血；NF-κB；顱腦損傷

自發性腦出血是一種高發病率、高病死率和高致殘率的腦血管疾病，目前尚無特異及有效的治療方法，不良的預后給家庭和社會都帶來了沉重負擔。腦出血后除血腫本身對腦組織的直接損傷外，由此引起的一系列繼發性損傷也影響著患者的預后。本文就NF-κB在腦出血后的繼發性腦損傷過程中所扮演的角色及其機制進行綜述。

1 NF-κB/Rel家族與IκB家族

1986年，Sen 等首次從鼠B淋巴細胞核提取物中，發現一種能與免疫球蛋白κ輕鏈基因增強子κB序列特異結合的核蛋白因子，稱之為NF-κB(nuclear factor-κB)。NF-κB家族有許多成員，實驗證實它們與免疫反應、炎癥反應、腫瘤發生、細胞的增生、轉化、凋亡等密切相關，在機體生理和病理條件下，發揮著重要的作用[1]。按照結構與功能的不同可將其分為兩組：一組由NF-κB1(P50/ P105)和NF-κB2(P52/ P100)組成，其由含有C-末端錨蛋白重復序列的前體蛋白p105和p100通過ATP依賴蛋白水解過程裂解而形成。該類蛋白含有Rel同源區(Rel homogeneous domain，RHD)，但缺乏轉錄活性區，無獨立激活基因轉錄的功能。另一組由RelA(P65)，RelB，c-Rel(Rel)和果蠅體內發現的Dorsal，Dif，Relish所組成。它們沒有前體，除N端的RHD外，其C-端有一個或多個轉錄活性區，具有直接作用轉錄設備而激活基因轉錄的功能。我們通常所說的NF-κB是由P50和P65所組成的異二聚體。

在正常情況下NF-κB二聚體與IκB結合形成三聚體存在與胞漿中，穩定存在。細胞因子(TNF-α，IL-1)、神經酰胺、氧化應激、細菌粘多糖、病毒產物等，各種外界刺激信號可經過膜受體傳入胞漿，通過激活一種蛋白激酶，使IκB磷酸化，進而使NF-κB活化，并迅速進入細胞核與κB位點相結合發揮作用[2]。

2 NF-κ B與腦出血后的繼發性損傷

NF-κB廣泛存在于神經系統中各類型的功能性細胞中，包括腦血管內皮細胞、神經元細胞、星形膠質細胞、小膠質細胞和少突膠質細胞。腦出血后腦內的病理生理變化是一個錯綜復雜的過程，NF-κB參與了這種損傷的病理生理過程，并在這個過程中起到了中心環節作用。研究表明腦出血后周圍組織繼發性損傷與NF-κB的持續活化與表達明顯相關，活化后的NF-κB出可通過以多種途徑加重腦損傷[3]。

2.1 擴大炎性反應 炎性反應是具有血管系統的活體組織對損傷發生的反應，它是一個復雜的生物過程，包括一些細胞因子的合成與釋放。腦出血后由于血腫的壓迫造成局部腦組織缺血缺氧，血管通透性增加，腦水腫發生和炎性細胞浸潤并釋放大量炎性細胞因子，從而啟動一系列的應激性炎性反應過程[4]。NF-κB可以高效誘導炎癥細胞因子(TNF-α、IL-1、IL-6等)、趨化因子、黏附分子(ICAM-1、VCAM-1)、炎性酶(iNOS、COX-2)等的基因表達，使炎性反應級聯放大[5]。研究證實腦出血周圍區存在明顯中性粒細胞浸潤，隨之巨噬細胞聚集，在中性粒細胞、巨噬細胞和殘存的小膠質細胞中均有TNF-α的表達增強[6]。TNF-α啟動子中含有κB的結合位點，活化的NF-κB進入細胞核，與數種目的基因特定DNA序列結合，從而啟動該基因的轉錄，一些表達產物如ICAM-1、IL-1、TNF-α等炎性細胞因子。粘附分子可促進白細胞粘附于內皮細胞上，進而穿出血管壁并通過趨化作用到達損傷組織，通過炎性細胞的炎性反應作用加重了腦組織的進一步損傷[7]。TNF-α會導致內皮細胞破壞使血腦屏障受損間接導致髓鞘的損傷，并且它還可促進白細胞粘附于腦血管內皮細胞上。白細胞可以造成微血管阻塞，改變血管順應性。活化的TNF-α、IL-1又可促進NF-κB的表達，TNF-α和IL-1這兩個靶細胞因子共同與NF-κB形成了一個正反饋系統，所以一旦NF-κB激活引起炎性反應，通過表達炎性細胞因子，誘發復雜的級聯反應，損傷中樞神經系統[8,9]。

2.2 促進細胞凋亡 腦出血后神經細胞的死亡可分為壞死和凋亡，壞死是以神經細胞腫脹和溶解為特征，而凋亡則是以細胞體皺縮形成凋亡小體為特征，然后被鄰近正常細胞或巨噬細胞所吞噬[10]。研究認為細胞亡途徑主要有三條，包括線粒體途徑、死亡受體途徑和內質網途徑[11]。在中樞神經系統中，線粒體途徑是神經元細胞凋亡的主要途徑。

目前腦出血后神經細胞凋亡的具體機制尚不清楚，多數學者認為血腫周圍繼發性缺血、凝血酶的釋放、血紅蛋白分解、炎性細胞浸潤、多種炎性因子的表達等均可能是啟動細胞凋亡的觸發因素[12]。張蓮香等[13]通過實驗觀察到大鼠腦出血后NF-κB蛋白表達的變化趨勢與細胞凋亡變化趨勢相一致，提示NF-κB 的活化與腦出血后細胞凋亡有關，可能通過調節凋亡相關蛋白的表達參與了腦出血后所致的神經細胞凋亡[14]。吳丹等[15]NF-κB/p65免疫組化陽性細胞于腦出血后6 h開始增多,1 d繼續上升,3 d達高峰,此后逐漸下降,持續到7d仍高于對照組,并且NF-κB與TUNEL 陽性細胞的表達變化趨勢呈正相關，分析NF-κB信號途徑可能通過caspase-3 介導腦岀血后神經元損傷和凋亡。

此外，NF-κB的活化還增強了TNFα的轉錄，TNFα是典型的促凋亡因子，其促凋亡通路為TNFα與細胞膜上TNFα受體1結合，然后再與相關死亡區蛋白結合，誘導受體死亡效應區串聯，介導Fas相關死亡區蛋白激活Caspase 10，再激活Caspase 3，最終導致細胞凋亡。

2.3 加重腦水腫 腦水腫是腦出血的重要并發癥，也是臨床腦出血患者病情加重和死亡的主要原因之一。其發病機制是血腦屏障受損、腦缺氧、顱內靜脈壓增高等因素導致腦組織中水分的運輸和平衡失調，水電解質在腦細胞膜內外的分布失衡，從而引起水分在腦細胞內或細胞外的病理性蓄積，導致腦體積增加和顱內壓增高綜合征。

血腦屏障主要由腦微血管內皮細胞、內皮細胞間緊密連接、基膜和星狀膠質細胞足突構成。基膜主要由Ⅳ型膠原、層粘連蛋白和纖粘連蛋白等構成。MMP-9是基質蛋白酶家族中的重要成員，因其能降解Ⅳ型膠原和層粘連蛋白成分,破壞基底膜的完整性,而備受關注[16]。

在正常情況下， MMP-9在腦內僅有少量表達，腦出血后，NF-κB被激活，活化的NF-κB可進入核內啟動MMP-9的mRNA轉錄，在血管內皮細胞、小膠質細胞、少突膠質細胞、神經細胞和浸潤的中勝粒細胞都可以表達大量的MMP-9。由于Ⅳ型膠原、層粘連蛋白和纖粘連蛋白，均是MMP-9的作用底物。MMP-9可分解這些血管基質成分，破壞血腦屏障的完整性，導致血管源性腦水腫[17]。

綜上所述，NF-κB通過以上途徑加重了腦出血后的腦損傷，但是這些途徑不是獨立的過程，而是相互關聯相互影響的。例如NF-κB活化使炎性反應擴大，使細胞外因子大量表達，其中一些細胞因子可以激活iNOS通路產生過量NO，從而引起神經細胞的凋亡。在炎癥免疫損傷過程，有些因子如TNF-α除了在凋亡和炎癥反應中扮演重要角色，它還可以使血腦屏障破壞，通透性增加，引起腦細胞特別是星形膠質細胞的腫脹和變形，繼而釋放各種神經毒性因子加重血腦屏障破壞和細胞膜損傷，產生和加重血管源性及細胞性腦水腫[18]。

總之，NF-κB在腦出血后繼發性損傷過程中所扮演的角色仍需要我們去探索，以期為臨床腦出血的治療工作帶來進一步幫助。

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065000 河北省廊坊市人民醫院神經外科

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1002-7386(2014)07-1068-03

2013-11-20)