蛋白酶活化受體1促進腦卒中后血管新生作用的研究進展

金宗祿，何曉英

(西南醫科大學附屬醫院，四川瀘州646000)

蛋白酶活化受體1促進腦卒中后血管新生作用的研究進展

金宗祿，何曉英

(西南醫科大學附屬醫院，四川瀘州646000)

腦卒中是以腦循環障礙所致的局限性或全面性腦功能缺損為主要癥狀的急性腦血管病。血管新生能促進腦卒中后神經元存活，對改善患者神經功能缺損及卒中后生存質量意義重大。蛋白酶活化受體1(PAR1)是一種存在于多個系統的特殊的G蛋白偶聯受體，通過調節細胞內信號通路參與血管再生、炎癥、腫瘤生長及轉移等病理過程。PAR1激活后可通過增加促血管生成因子水平，如缺氧誘導因子1α、血管內皮生長因子、基質金屬蛋白酶等，誘導腦卒中后血管新生，促進腦卒中后神經功能恢復。本研究對蛋白酶活化受體1促進腦卒中后血管新生作用的研究進展進行綜述。

腦卒中；蛋白酶活化受體1；血管新生

腦卒中是一組急性起病，以腦循環障礙所致的局限性或全面性腦功能缺損為主要癥狀，具有發病率高、致殘率高、病死率高等特點，主要包括蛛網膜下腔出血、腦出血、腦梗死。血管新生能促進腦卒中后神經元存活，改善患者神經功能缺損及卒中后生存質量，但腦卒中后血管新生的影響因素及調控機制復雜。蛋白酶活化受體1(PAR1)是一種存在于多個系統的特殊G蛋白偶聯受體，廣泛存在于神經系統、消化系統、血液循環及呼吸系統，通過調節細胞內信號變化，在血管再生、神經重塑、炎癥、腫瘤生長及轉移中發揮重要作用[1,2]。本研究就PAR1促進腦卒中后血管新生作用的研究進展作一綜述。

1 PAR1的概況

蛋白酶活化受體家族(PARs)是一種7次跨膜的G蛋白偶聯受體。目前為止，已發現并研究的PARs有四種，即PAR1、PAR2、PAR3、PAR4。其中，PAR1是發現最早、也是研究最深入的一類PARs分子，因其最初是作為凝血的受體被發現，故PAR1又被稱為凝血酶受體。人PAR1基因位于染色體5q13，包括兩個外顯子，蛋白分子量約47 kDa，包括胞外氮端、胞外環、跨膜結構域、胞內環、胞內碳端5個部分，其胞外氮末端氨基酸序列是其配體識別與結合的部位[1]。

在腦組織中，PAR1主要位于海馬、丘腦、下丘腦、紋狀體等部位，表達于神經元、小膠質細胞、星形細胞、少突膠質細胞。在正常腦組織中可檢測到PAR1 mRNA表達，但PAR1蛋白表達量較少，腦卒中、腦損傷時其蛋白表達量明顯增多[3～6]。凝血酶和維生素K依賴的相關凝血因子(FIXα除外)、基質金屬蛋白酶(MMPs)及活化蛋白C(APC)均可作為配體激活PAR1，其中凝血酶途徑是其經典的激活途徑[7～10]。PAR1被激活后可發揮腦損傷或腦保護作用，發揮何種作用與其激活程度及介導的信號通路等有關[11]。Xie等[12]研究發現，PAR1激活后可以增加血腦屏障通透性，導致卒中后缺血再灌注損傷，加重腦細胞水腫；人參皂苷Rg1通過下調PAR1表達降低血腦屏障通透性，從而減輕卒中后缺血再灌注損傷。Li等[13]發現，PAR1表達與蛛網膜下腔出血動物腦血管痙攣的嚴重程度呈正相關，PAR1被凝血酶激活后通過調節血管平滑肌收縮參與蛛網膜下腔出血后血管痙攣。在神經系統退行性疾病中，PAR1活化后可以通過調節神經細胞內鈣離子濃度促進谷氨酰胺釋放，并同時作用于神經細胞外的門冬氨酸受體(NMDA)，加速NMDA介導的神經細胞死亡[14]。Almonte等[15]研究發現，PAR1基因缺失可造成小鼠學習和記憶障礙。PAR1可以增強小鼠失神經支配的齒狀回顆粒細胞的神經突觸重塑性，且這種作用可以被NMDA受體拮抗劑所阻斷[16]，推測PAR1的腦保護作用可能是通過P44/42 MAPK通路實現的。

2 PAR1促進腦卒中后血管新生的作用機制

2.1 PAR1與促血管生成因子 近年研究發現，PAR1參與卒中后微血管新生、神經修復等過程。血管新生是指在原有血管的基礎上，通過芽生和(或)非芽生方式形成新的毛細血管。血管新生的主要過程包括：血管通透性增加；產生蛋白水解酶，降解細胞外基質，促進內皮細胞增殖；內皮細胞從基底膜上分離，遷移到血管周圍間隙，通過黏附—增殖—重構，組成三維管腔；分化為新的毛細血管；間質細胞在中介分子誘導下進入血管壁，使血管穩定成熟。在正常生理狀態下，機體內的血管一旦生成就保持高度的穩定性，并且受許多具有正向或負向調節作用的關鍵分子(即促血管生長因子和抑血管生長因子)調控。血管新生的啟動僅隨刺激信號的出現而短暫開啟，隨即關閉，維持血管新生與減退的動態平衡[19]。腦卒中后影響微血管新生的因素包括：局部供血供氧情況；凝血酶及其濃度變化；促血管生成因子水平，如缺氧誘導因子1α(HIF-1α)、血管內皮生長因子(VEGF)、MMPs、促血管生成素1(Ang-1)、Ang-2等。PAR1通常與促血管生成因子相互作用，發揮促進血管新生的作用。

2.2 PAR1與VEGF VEGF是目前公認的對血管新生起關鍵作用的因子。正常情況下VEGF僅少量表達，以維持生理狀態下的血管密度和通透性。而一些病理過程如炎癥、腫瘤、創傷愈合、缺血、缺氧等可促進VEGF表達。腦卒中患者卒中病灶周圍神經元、膠質細胞中VEGF表達增加，通過與內皮細胞表面受體特異性結合，促進血管內皮細胞增殖和遷徙、增加血管通透性、增強降解細胞外基質的因子表達，從而促進微血管新生。有研究表明，PAR1激活后可通過IP3K和MAPK信號通路誘導VEGF轉錄、穩定VEGF mRNA表達，從而促進血管新生[18]。PAR1抑制劑可顯著降低血小板釋放VEGF及其促血管新生的潛能[19]。

2.3 PAR1與MMPs MMPs是一類酶活性依賴鋅離子蛋白酶超家族，在20多種已發現的MMPs中，MMP-2、MMP-9與血管新生關系最為密切。在正常腦組織中MMPs僅少量表達，在腦卒中后其表達增多。MMPs在血管新生過程中扮演重要角色，主要表現為：①降解細胞外基質，為新生血管出芽和內皮細胞遷移、侵入提供條件；②有利于儲存在細胞外基質中調控血管新生的細胞因子的釋放；③分離細胞黏附。Zhao等[20]對大腦中動脈閉塞模型研究發現，內源性MMPs可通過調節VEGF的生物活性，促進卒中后神經血管再生；給予MMPs抑制劑后，雖然腦水腫減輕，但VEGF活性降低，不利于卒中后微血管新生。MMP-1、MMP-13可以作為配體激活PAR1，而PAR1高表達可以增強MMP-2和MMP-9活性。PAR1特異性抑制劑SCH79797可明顯抑制MMPs介導的血管新生[21]。Fan等[22]在口腔鱗癌的研究中發現，MMP-1/PAR1高表達與腫瘤血管新生相關。

2.4 PAR1與HIF-1α HIF-1屬于堿性螺旋—環—螺旋轉錄因子(bHLH-PAS)家族，是由Semenza Wang于1993年在缺氧誘導的細胞核提取物中發現。HIF-1由結構亞基HIF-1β和調節亞基HIF-1α組成，調節亞基HIF-1α的蛋白穩定性和轉錄活性主要受細胞內氧濃度變化的調節。缺氧誘導的HIF-1α上調被公認為血管新生的啟動點和核心調控者。有研究發現，HIF-1α基因敲除小鼠在卒中早期(24 h內)腦水腫程度和細胞死亡比例均較對照組減輕，但在卒中后72 h時，HIF-1α基因敲除小鼠較對照組腦細胞凋亡增加、腦血管生成減少，提示其對血管新生的促進作用可能開始于卒中急性期以后。腦卒中后病灶周圍組織缺血缺氧，誘導HIF-1α 表達并作用于其靶基因VEGF，刺激VEGF轉錄、穩定VEGF mRNA，使其蛋白表達增加，從而促進血管新生。

綜上所述，激活PAR1可促進促血管生成因子表達，進而促進血管新生，但其具體作用機制有待進一步探討。

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何曉英(E-mail: 102050228@qq.com)

10.3969/j.issn.1002-266X.2016.44.039

R743.3

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1002-266X(2016)44-0108-03

2016-03-30)