AD發(fā)病機制中ROCK對免疫炎性反應(yīng)的作用

吳 昊，辛延樂，谷青芳，姜維佳，肖保國,4，尉杰忠?，馬存根,

（1.山西醫(yī)科大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院神經(jīng)內(nèi)科，山西太原030001；

2.山西大同大學(xué)腦科學(xué)研究所，山西大同037009；3.山西中醫(yī)學(xué)院“2011”協(xié)同創(chuàng)新中心/神經(jīng)生物學(xué)研究中心，山西太原030024；4.復(fù)旦大學(xué)華山醫(yī)院神經(jīng)病學(xué)研究所，上海200025）

AD發(fā)病機制中ROCK對免疫炎性反應(yīng)的作用

吳 昊1,2，辛延樂1,2，谷青芳2，姜維佳3，肖保國2,4，尉杰忠2?，馬存根1,2,3

（1.山西醫(yī)科大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院神經(jīng)內(nèi)科，山西太原030001；

2.山西大同大學(xué)腦科學(xué)研究所，山西大同037009；3.山西中醫(yī)學(xué)院“2011”協(xié)同創(chuàng)新中心/神經(jīng)生物學(xué)研究中心，山西太原030024；4.復(fù)旦大學(xué)華山醫(yī)院神經(jīng)病學(xué)研究所，上海200025）

阿爾茨海默病（AD）的主要病理特征是Aβ的廣泛聚集、tau蛋白的過度磷酸化及神經(jīng)元細(xì)胞的大量損傷，其病因及發(fā)病機制復(fù)雜，目前尚無有效治療方案。近年來的分子生物化學(xué)及免疫組織化學(xué)的研究表明，AD患者腦內(nèi)存在著局部炎癥反應(yīng)，以小膠質(zhì)細(xì)胞過度激活及產(chǎn)生大量自由基和炎性因子為特征，并認(rèn)為這種神經(jīng)免疫炎癥與AD的發(fā)病密切相關(guān)。同時，通過采用相應(yīng)的抗炎抑炎治療,對AD取得了一定治療效果，臨床癥狀得以減輕。本文就AD發(fā)病機制中相關(guān)免疫炎癥反應(yīng)做一綜述。

阿爾茨海默病；免疫炎性反應(yīng)；ROCK通路

阿爾茨海默病（Alzheimer’s Disease,AD）是一種最常見的癡呆類型，約占全部老年期癡呆疾病的半數(shù)以上,在發(fā)達國家中已成為老年人死亡的第4大病因，且病程長，診療護理費用高，給家庭和社會帶來巨大負(fù)擔(dān)。在臨床表現(xiàn)為進行性的認(rèn)知障礙、視空間技能損害、執(zhí)行功能障礙以及人格和行為異常改變等。AD的發(fā)病機制目前有多種學(xué)說,以Aβ（beta-amyloid peptide）學(xué)說、tau蛋白過度磷酸化學(xué)說和基因突變學(xué)說等研究最多、影響最廣。另外，研究表明AD中的炎癥反應(yīng)對疾病有重要影響，是Aβ產(chǎn)生和沉積的主要病理生理機制，而且也是tau蛋白過度磷酸化、神經(jīng)元損傷的首要原因。然而，任何事物都具有兩面性，在我們研究炎癥的病理生理機制的同時，易忽略其保護功能。本文將從參與AD炎性反應(yīng)的細(xì)胞與分子、ROCK信號通路的相關(guān)作用等方面進行綜述。

1 參與AD的炎性反應(yīng)細(xì)胞

1.1小膠質(zhì)細(xì)胞（microglia,MG）

MG是神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的一種，是中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS）中的第1道也是最主要的一道免疫防線。正常生理狀態(tài)下，MG通過不斷清除CNS中損傷的神經(jīng)元、神經(jīng)細(xì)胞及各類致炎物質(zhì)，保持著肌體內(nèi)環(huán)境的相對平衡。正常狀態(tài)的MG可低表達補體受體及細(xì)胞因子等，并產(chǎn)生膠質(zhì)細(xì)胞源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（glialcellline-derivedneurotrophicfactor，GDNF），對正常神經(jīng)細(xì)胞有營養(yǎng)作用，對損傷神經(jīng)修復(fù)機能進行調(diào)節(jié)，促進神經(jīng)細(xì)胞的生長、分化；而在病理性刺激時，MG會迅速進入過度激活化態(tài)，通過自身增殖以及趨化相關(guān)的單核細(xì)胞來增加數(shù)量，過度激活后MG合成和釋放大量的促炎細(xì)胞因子及大量過氧化物，最終導(dǎo)致細(xì)胞的死亡[1]。作為CNS中的非常重要的神經(jīng)免疫細(xì)胞，當(dāng)MG少量激活時，可以通過清除Aβ及其抗體復(fù)合物降低對神經(jīng)元和神經(jīng)細(xì)胞的毒性作用。多項研究成果證實由膠質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)的氧化應(yīng)激機制和神經(jīng)免疫炎性反應(yīng)參與了AD致病的過程。AD患者CNS中過度激活的MG數(shù)量大量增加，特別是Aβ過量沉積為老年斑的局部區(qū)域。MG在AD時處于過度活化狀態(tài)，過度激活后MG產(chǎn)生大量炎性介質(zhì)，如活性氧、前列腺素、C-活化蛋白、補體因子、血栓素、白細(xì)胞三烯、趨化因子、凝血因子、細(xì)胞因子、一氧化氮等，加重CNS的局部炎癥反應(yīng)，造成對神經(jīng)元的毒性作用，加速AD病情的發(fā)展。此外，應(yīng)用PK11195 PET掃描也發(fā)現(xiàn)AD患者CNS中MG呈現(xiàn)異常激活狀態(tài)。尸檢AD患者也發(fā)現(xiàn)其腦內(nèi)伴有明顯MG免疫炎癥反應(yīng)。

另外，近期研究表明，在經(jīng)Rho激酶抑制劑Y27632治療后，MG細(xì)胞活化和炎性分泌得到明顯抑制，Rho/ROCK通路與MG的炎性反應(yīng)存在著正向調(diào)節(jié)關(guān)系，由此可知若Rho/ROCK通路得以抑制，則MG的活化和炎性分泌作用就能得到控制，該通路是影響MG炎性分泌、活化及相關(guān)作用的重要途徑之一[2]。由此我們可以預(yù)見在治療AD時，通過對MG進行干預(yù)調(diào)節(jié)，Rho/ROCK信號通路能抑制腦部的炎癥反應(yīng)。

1.2星形膠質(zhì)細(xì)胞（astrocyte,As）

As作為CNS中主要的間質(zhì)細(xì)胞，通過與CNS中其他細(xì)胞的相互聯(lián)系，發(fā)揮著營養(yǎng)和保護神經(jīng)元、維持腦部結(jié)構(gòu)和功能等重要作用。谷氨酸、γ-氨基丁酸、細(xì)胞間液中K+等在As代謝調(diào)節(jié)作用下影響CNS的生理活動。在AD時As的生理功能在受到嚴(yán)重影響。Aβ可降低谷氨酸再攝取，造成K+蓄積并去極化和明顯的神經(jīng)細(xì)胞毒性反應(yīng),使谷氨酰胺釋放減少，造成突觸遞質(zhì)傳遞的能量供應(yīng)嚴(yán)重不足[3]。除此之外，As異常激活后，成為AD神經(jīng)免疫炎癥反應(yīng)的條件，通過釋放各類致炎因子、氮氧化物及活性氧自由基等產(chǎn)生對神經(jīng)元及神經(jīng)細(xì)胞的毒性[4]，對CNS部分的免疫炎癥反應(yīng)起到了增強放大效果。綜上可知，As異常改變都深刻影響著AD的神經(jīng)退行性病變，引起突觸損傷、功能失調(diào)、丟失及認(rèn)知功能障礙等病理和臨床表現(xiàn)。

2 參與AD的炎性分子

MG的過度激活是神經(jīng)免疫炎癥的一個重要特征，而過度激活后，MG釋放大量神經(jīng)毒性因子對神經(jīng)元和神經(jīng)細(xì)胞起到破壞作用，是促炎因子和氧化應(yīng)激的重要來源，主要包括腫瘤壞死因子-α、活性氧、Toll樣受體、一氧化氮、白細(xì)胞介素等。以下就介紹其中幾個重要的炎性因子。

在AD中，IL-1β的過度表達加速了SP的形成，進而造成Aβ的廣泛聚集。同時，老年斑早期存在IL-1β的過度表達，可通過多種炎性信號通路影響APP的產(chǎn)生與分解[5]，從而加速Aβ的廣泛聚集。

IL-6主要由單核巨噬細(xì)胞、Th2細(xì)胞、成纖維細(xì)胞產(chǎn)生。前期研究已經(jīng)證明神經(jīng)元的IL-6可以上調(diào)表達β-APP和β-分泌酶[6]，致Aβ大量生成與聚集，可認(rèn)為是AD的誘導(dǎo)因素。

腫瘤壞死因子-α由淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、MG、As等產(chǎn)生，具有與其他炎性因子相似的特性，影響豐神經(jīng)系統(tǒng)免疫細(xì)胞的功能，對炎癥反應(yīng)也有明顯作用。MG上Aβ大量積聚可由TNF-α的過度表達引起。而且，數(shù)據(jù)顯示TNF-α與Aβ的形成與沉積有密切關(guān)系[7]。

另外，前期研究發(fā)現(xiàn)Toll樣受體(Toll-like receptors，TLRs)是單個的跨膜非催化性蛋白質(zhì)，可分為胞膜外區(qū)、胞漿區(qū)和跨膜區(qū)3部分。該受體能直接識別外源的病原體、內(nèi)源性物質(zhì)及降解物[8]。激活后可引起CNS中神經(jīng)元及神經(jīng)細(xì)胞的變性和炎癥反應(yīng)，是AD發(fā)病的一種重要機制[9]。對AD鼠的大腦病理研究發(fā)現(xiàn)，TLRs/NF-κB通路參與了由Aβ介導(dǎo)反應(yīng)的免疫炎癥反應(yīng)[10]。Chami等[11]在研究中發(fā)現(xiàn)，HEK293細(xì)胞中NF-κB活化了BACE1和部分γ-分泌酶亞基的轉(zhuǎn)錄，提高了酶的活性和蛋白表達，促進了Aβ的生成。

3 ROCK信號通路對炎癥的作用

目前，臨床上所使用的治療手段和藥物多只能夠緩解疾病的程度，并不能從根本上改變疾病的進程。所以探究其內(nèi)機制，尋找有效靶點，進而對疾病從內(nèi)在機制上探求出一條可能途徑不失為一種好方法。Rho/ROCK作為一條信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，廣泛存在于機體各組織中，伴隨多種炎癥反應(yīng)而被激活，參與細(xì)胞內(nèi)微絲骨架構(gòu)型的調(diào)控，并介導(dǎo)多種刺激。大量證據(jù)均表明，在AD的病變進展過程中，ROCK的異常激活發(fā)揮著重要的作用[12]，并且ROCK抑制劑（Rho kinase inhibitor，RKI）在其中發(fā)揮了積極的治療作用[13]，推測ROCK很有可能在AD疾病的發(fā)生和發(fā)展過程中起到重要作用。抑制ROCK可減少Aβ1-42的產(chǎn)生[14]。另外，多數(shù)認(rèn)為突觸的損傷、減少也是造成AD行為學(xué)改變的一種重要的病理機制，正常人的神經(jīng)元突觸比AD患者明顯更完整、更廣泛，并與臨床表現(xiàn)關(guān)系密切，但其機理目前尚不清楚[15]。在AD研究中，CNS中的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞在因Aβ聚集造成神經(jīng)毒性作用下釋放如TNF-α、IL-6、IL-1等炎性因子，這些細(xì)胞因子可激活Rho的作用底物，進一步通過Rho/ROCK通路加重神經(jīng)元的損傷。

經(jīng)大量實驗結(jié)果證明RKI具備治療神經(jīng)退行性疾病的細(xì)胞和分子致病基礎(chǔ)。Feske等[16]研究提出，F(xiàn)asudil的作用有減少炎性細(xì)胞和因子的聚集和釋放，從而減輕炎癥反應(yīng)，保護受損神經(jīng)元，還可抑制MG和As等免疫細(xì)胞的活化，減少炎癥細(xì)胞及因子向CNS的聚集。此外大鼠經(jīng)過Fasudil的治療，行為學(xué)上空間認(rèn)知能力明顯好轉(zhuǎn)，病理研究結(jié)果證明其中樞神經(jīng)受損較輕，同時致炎相關(guān)因子的含量也降低。可能是Fasudil的抗炎作用使由大量聚集的Aβ誘導(dǎo)的海馬部位神經(jīng)元炎性變性反應(yīng)減輕[17]。

同時，Rho激酶（ROCK）的大量異常激活存在于多種神經(jīng)退行性病變中，我們可認(rèn)為ROCK可從多方面影響相關(guān)疾病的進展。例如，RKI可明顯改善EAE臨床癥狀和中樞神經(jīng)系統(tǒng)的炎性反應(yīng)，顯示了對EAE良好的抗炎抑炎治療效果[18]。由此我們可以猜測ROCK對AD的炎癥反應(yīng)也可能會有治療效果。

4 結(jié)語

總而言之，AD病理過程中ROCK異常激活及RKI干預(yù)結(jié)果給我們帶來廣泛的想像空間，可能參與免疫炎性反應(yīng)和神經(jīng)元變性，可能成為防治AD免疫炎癥的重要靶標(biāo)。雖然目前抗神經(jīng)免疫炎癥治療AD尚未得到肯定結(jié)論，但RKI也已成為防治AD的潛在藥物，通過對Rho/ROCK通路及RKI的研究將為診治AD提供一條新的思路。

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The ROCK on the Immune Inflammatory Reaction in Alzheimer's Disease Pathogenesis

WU Hao1,2，XIN Yan-le1,2，GU Qing-fang2，JIANG Wei-jia3，XIAO Bao-guo2,4，YU Jie-zhong2，MA Cun-gen1,2,3
(1.Department of Neurology，F(xiàn)irst Clinical Medical College，Shanxi Medical University，Taiyuan Shanxi，030001;2.Institute of Brain Science，Shanxi Datong University，Datong Shanxi,037009；3."2011"Collaborative Innovation Center/Research Center of Neurobiology,Shanxi University of Traditional Chinese Medicine,Taiyuan Shanxi,030024；4.Institute of Neurology，Huashan Hospital，F(xiàn)udan University，Shanghai，200025)

The main pathological features of Alzheimer disease(AD)is the extensive aggregation of Abeta,excessive phosphorylation of tau protein and a large number of neuronal cell damage.Its etiology and pathogenesis is complex,there is no effective treatment program.In recent years the biochemistry and molecular and immunohistochemical study had showed that in the brain of AD patients exist local inflammation,microglia over activated,and produce a large number of free radicals and inflammatory factor characteristics,and that the neural immune-inflammatory and AD is closely related to the incidence.At the same time,by using the corresponding anti-inflammatory treatment,AD achieved a certain therapeutic effect,clinical symptoms can be reduced.In this paper,a review of the related immune inflammation in the pathogenesis of AD is reviewed.

Alzheimer disease;immuno-inflammatory response;ROCK

R742

A

〔責(zé)任編輯 楊德兵〕

1674-0874(2017)01-0052-04

2016-09-17

國家自然科學(xué)基金[81272163]、[81471412];山西省國際科技合作項目[2013081058];山西省回國留學(xué)人員重點科研資助項目[2014-重點7];山西中醫(yī)學(xué)院“2011”培育計劃項目[2011PY-1];山西省大同市科技局基礎(chǔ)研究計劃項目[2014105-1]

吳昊（1988-），男，山西大同人，在讀碩士,研究方向：神經(jīng)免疫學(xué)；?尉杰忠,男,副教授,通信作者。