白三烯B4/白三烯B4 受體通路在腦缺血損傷發生機制中的研究進展

李慧敏 向凈勻 吳 杰 王 琰 周 爽 史永恒 王 川 王 斌

陜西中醫藥大學藥學院中藥藥理教研室，陜西咸陽 712046

腦缺血是指腦循環血流量減少造成缺血缺氧的中樞神經系統疾病，腦缺血損傷后產生級聯反應，包括很多生理和病理環節，其中過度的炎癥反應是導致腦缺血損傷后組織壞死和繼發性損傷的主要原因[1-3]。炎癥細胞因子、趨化因子和黏附因子表達增加，白細胞聚集釋放大量的炎癥因子和氧自由基，血腦屏障破壞，繼發性致腦水腫、腦出血和神經功能損傷[4]。有學者對腦缺血炎癥損傷過程中5-脂氧合酶（5-LOX）通路的作用機制進行研究，但只對半胱氨酰白三烯（CysLTs）及其受體通路進行研究[5-8]，忽視了白三烯B4（LTB4）及其受體通路在腦缺血損傷中的作用。LTB4（[5S，12R]-二羥基-[6Z，8E，10E，14Z]-二十酸）是由5-LOX代謝花生四烯酸（AA）產生的最終產物之一[9]，對中性粒細胞和其他白細胞具有強效的趨化作用。越來越多的證據表明[10-12]，LTB4 的產生在中樞神經系統疾病中性粒細胞浸潤和炎癥發病機制中起著關鍵的作用。目前，國內外關于LTB4 在腦缺血損傷中的作用研究較少，通過對已有文獻整理并總結LTB4 及其受體在腦缺血損傷發生機制中的作用，以期為后續研究提供理論依據。

1 LTB4 的代謝和生理特性

白三烯（LTs）是一種短暫存在但強效的促炎癥脂質介質，通過5-LOX 在膜磷脂中合成。5-LOX 在5-LOX激活蛋白（FLAP）的作用下代謝AA，生成兩組白三烯CysLTs 和LTB4[13]。谷胱甘肽（GSH）是合成CysLTs 的重要原料，在腦缺血后被迅速消耗[14]，抑制CysLTs 產生，使LTB4 在腦內大量積聚。因此，與其他白三烯相比，LTB4 可能在腦缺血病理變化中起主導作用。

LTB4 主要在巨噬細胞、中性粒細胞和肥大細胞中表達，與細胞表面G 蛋白偶聯受體BLT1 和BLT2 結合，產生多種細胞內信號。LTB4 具有很高的生理活性，激活粒細胞，生成超氧陰離子，對白細胞具有強效的活化作用，刺激白細胞趨化、聚集、釋放氧自由基和溶酶體酶，使血管通透性增加，血管壁收縮[15-16]。這些生理特性被認為加重了缺血引起的細胞損傷。

2 LTB4 的受體分類及表達

目前已知LTB4 的受體有BLT1 和BLT2。BLT1為高親和力受體，主要在白細胞尤其是中性粒細胞、巨噬細胞和嗜酸粒細胞中表達，其主要功能是參與中性粒細胞的化學趨化過程；BLT1 主要介導LTB4 的趨化，LTB4 通過BLT1 釋放炎癥因子和細胞因子。BLT2為低親和力受體，表達廣泛，在脾臟中表達最高，其次是肝臟、卵巢和外周白細胞；BLT2 介導LTB4 誘導的脫顆粒和超氧陰離子的生成[17]。相比之下，BLT2 存在更具爭議性。據報道[18]，BLT2 的激活可使活性氧升高，進一步激活核轉錄因子（NF-κB）。另一方面，BLT2不參與中性粒細胞的集聚，反而可能在過敏性氣道炎癥中起保護作用[19]。

3 LTB4 在腦缺血損傷發生機制中的表達

3.1 腦缺血患者LTB4 的表達

馬紅崗等[20-22]通過對不同原因造成缺血性腦卒中患者的血漿進行檢測，檢測結果均顯示血漿LTB4 水平與缺血性腦卒中密切相關（P <0.05），建議將血漿LTB4 水平作為缺血性腦卒中早期預測指標。另一研究[23]通過檢測經靜脈注射重組組織型纖維蛋白酶原激活劑（rtRA）治療的大腦中動脈梗死患者血清中LTB4 的水平，發現血清中LTB4 水平峰值大小與初始腦卒中嚴重程度無關，血清LTB4 水平早期出現且持續升高與治療后期恢復程度密切相關，因此建議將血漿中LTB4 水平作為急性腦卒中患者臨床預后不良的生物標志。方美鳳等[24]對64 例急性腦梗死患者的腦梗死體積和外周血中LTB4、白介素-6（IL-6）水平進行檢測，結果顯示，LTB4、IL-6 水平與腦梗死體積呈正相關，即LTB4、IL-6 表達水平越高，梗死體積愈大，腦梗死的炎癥反應越強，病情愈嚴重，提示血清LTB4、IL-6 水平對判斷腦梗死患者腦卒中嚴重程度和預后具有一定的意義。

3.2 腦缺血動物模型LTB4 的表達

在腦卒中模型里[25-26]，中性粒細胞的耗竭已被證明可改善神經功能損傷和再灌注損傷，Barone 等[27]研究表明，在腦缺血再灌注模型梗死組織中有大量中性粒細胞的集聚，且梗死組織中LTB4 與其受體結合量的增加與中性粒細胞浸潤的標志物髓過氧物酶（MPO）表達一致，這表明LTB4 受體位于梗死組織中積累的中性粒細胞上。在腦缺血模型[24]前頸動脈注射LTB4可增加梗死組織的體積，皮瓣抑制劑BAY-X1005 和BLT 拮抗劑LY255283 可減少梗死體積；在梗死組織中，中性粒細胞的數量明顯增加，5-LOX 和LTA4H 免疫陽性在MPO 免疫陽性中性粒細胞中表達。在由分泌性磷脂酶A2（sPLA2）誘導神經元損傷的腦缺血體外模型中[28]，發現LTB4 對神經元無毒性作用，但是相應LTB4 受體拮抗劑LY293111 具有直接保護神經元的作用。這些結果有力地證明LTB4 在腦缺血中的產生是有害的，可使組織梗死程度惡化，但LTB4 無神經元毒性。中性粒細胞分泌LTB4 與BLT 受體結合，促進中性粒細胞聚集，釋放細胞因子和趨化因子，造成神經功能損傷和組織損傷。

4 LTA4H 基因多態性與腦缺血損傷疾病發生

通過檢測中國地區內缺血性腦卒中患者LTA4H中的基因單核多態性（SNP）[29-31]發現，LTA4H 基因rs6538697 與缺血性疾病顯著相關（P ＜0.05），rs2660845與缺血性腦卒中可能不相關，實驗結果未表現出明顯的差異性（P ＞0.05）。LTA4H 是合成LTB4 的關鍵酶，LTB4 生物合成途徑的遺傳變異會增加缺血性腦卒中的發病風險，提示LTB4 在缺血性腦卒中的潛在發病機制中起重要作用，并提示LTB4 生物合成途徑的基因變異可能是影響缺血性腦卒中發病的因素之一。

5 LTB4/LTB4 受體通路在腦缺血損傷中的發生機制

根據目前已有的臨床數據顯示，LTB4 與腦缺血損傷疾病密切相關，其血漿水平可作為預測腦缺血損傷嚴重程度和臨床不良預后的檢測因子之一。

目前對LTB4 在腦血管疾病中的作用主要集中在其對中性粒細胞的趨化作用上，但對LTB4 在腦缺血損傷中的作用機制不明確。有研究表明[32-33]，在局灶性腦缺血后神經元、星形膠質細胞和巨噬細胞中5-LOX 的表達增加，在中性粒細胞和星形膠質細胞中可檢測到LTB4[34-35]。因此腦缺血損傷后LTB4 水平升高可能是由于神經元和星形膠質細胞中5-LOX 的活性增加，在腦缺血損傷后使用5-LOX 抑制劑可抑制LTB4 的產生，減輕腦損傷[36]。

抑制腦缺血中LTB4 水平的升高，可降低中性粒細胞的浸潤，改善神經功能障礙，減少梗死組織體積，目前大部分腦血管疾病研究都集中在LTB4-BLT1 的作用上。葉振南[37]在神經元、小膠質細胞和內皮細胞中均檢測到BLT1。Barone 等[27]的研究顯示，在中性粒細胞中有LTB4 的受體表達。因此，推測在腦缺血發生后LTB4 的作用如下（圖1）：在缺血缺氧的條件下，中性粒細胞釋放LTB4 與內皮細胞及其表面LTB4 受體結合，釋放炎癥因子和細胞因子使血管通透性增加；同時炎癥因子刺激神經元、星形膠質細胞和小膠質細胞產生LTB4 并引起中性粒細胞聚集，中性粒細胞通過“呼吸大爆發”產生氧自由基造成神經功能損傷，并分泌炎癥因子等，造成腦缺血繼發性損傷，如腦水腫、血腦屏障破壞等。值得注意的是，LTB4 不具有神經毒性，所以其不直接參與腦缺血后神經功能損傷。

圖1 LTB4-BLT 軸在腦缺血損傷中的作用

在目前研究中LTB4 受體均指BLT1，與BLT2 相比，LTB4 優先于BLT1 結合，兩者親和力相差20 倍[17]，所以BLT1 輸入更加重要。一項腦出血模型研究表明[38]，在腦出血后BLT1 和BLT2 表達水平迅速上升，但BLT1上調的幅度更大；此外與野生小鼠相比，BLT1敲除小鼠中性粒細胞浸潤明顯較少，血腫體積無明顯變化。遺憾的是，并未對BLT2 敲除小鼠進行研究，但在病理性高濃度的LTB4 下（如腦缺血），BLT2 介導的反應可能會更加明顯。

LTB4 在腦缺血損傷后的組織壞死及繼發性損傷如腦水腫、神經功能損傷和血腦屏障破壞等炎癥病理過程中起關鍵的調節作用。抑制LTB4 的作用在治療腦缺血損傷中有重要的意義，相比5-LOX 抑制劑，BLTR 拮抗劑專一性強且更為有利，因為5-LOX 的下游代謝產物如脂氧素A4 和消退素E1 也可抑制中性粒細胞的趨化反應[39-40]。

綜上，深入研究靶向LTB4-BLTR 軸在腦缺血損傷后炎癥反應中的作用及機制，可尋找新的有效治療腦缺血損傷的藥物。