SIRT1蛋白調節缺血性腦卒中后免疫功能的研究進展①

孟 瑤 李文志 (哈爾濱醫科大學附屬第二醫院麻醉科,哈爾濱 150086)

腦卒中為當前我國中老年人群常見高危疾病，嚴重危害患者生命安全，給家庭和社會帶來沉重負擔。腦卒中分為缺血性腦卒中和出血性腦卒中，缺血性腦卒中更為常見。目前，溶栓和外科手術是治療缺血性腦卒中的常用方法，但溶栓時間窗狹窄，外科介入治療因麻醉和手術導致一系列圍術期并發癥。因此，尋找有效緩解缺血性腦卒中損傷的方法具有重要臨床意義。

1 缺血性腦卒中后免疫變化

缺血性腦卒中可引起局部炎癥性損傷，損傷后24 h內短暫激活免疫系統，后期隨免疫細胞耗竭及內源性調節機制活化，急性期的免疫激活轉變為免疫抑制[1，2]。

1.1免疫激活 缺血性腦卒中損傷后6～22 h內周圍免疫系統中的細胞因子、趨化因子如CXCL12及炎癥因子水平升高，機體外周免疫功能增強[3]。腦卒中損傷后，血腦屏障被破壞，腦內膠質細胞和周圍免疫細胞激活，募集至受損區域，發揮免疫調節作用[1]。

1.2免疫抑制 缺血性腦卒中損傷后96 h出現脾臟萎縮、淋巴細胞及炎癥因子數量減少的免疫抑制現象，抑制機體免疫反應，保護中樞神經系統免受自身免疫反應損傷，但抗菌防御系統崩潰以及神經系統缺陷可提高卒中后感染風險，影響患者預后[2，4]。研究表明，約30%卒中患者發生卒中后感染，最常見的為肺炎和尿路感染，其中75%卒中后感染于住院3 d后被診斷，表明免疫抑制在腦卒中患者中起關鍵作用，是影響腦卒中患者臨床預后的主要并發癥，也是腦卒中高死亡率的重要原因[5，6]。因此，減緩卒中后免疫抑制是改善缺血性腦卒中預后的重要方向。

缺血性腦卒中通過過度激活應激通路，包括下丘腦-垂體-腎上腺(hypothalamic pituitary adrenal,HPA)軸和交感神經系統(sympathetic nervous system,SNS)誘導免疫抑制[7]。研究表明，腦卒中后患者兒茶酚胺和皮質醇水平與卒中后感染發生率呈正相關[8]。Wong等[9]認為，激活免疫反應或阻斷應激通路可恢復免疫功能，防止感染，縮短腦卒中患者恢復期。隨抗生素耐藥性問題日益嚴重，通過免疫調節治療缺血性腦卒中后免疫抑制具有前景。

1.3免疫系統變化機制 缺血性腦卒中損傷后，中樞神經系統通過復雜的體液和神經通路引發免疫功能變化，包括SNS、副交感神經系統和HPA軸[10]。缺血性腦卒中引發炎癥損傷后，腎上腺素能神經末梢過度活化，誘導SNS活化，腎上腺髓質和神經末梢分泌兒茶酚胺，作用于免疫細胞β-腎上腺素能受體，降低炎癥因子如腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor,TNF)-α水平，提高抗炎因子如IL-10表達[11]。同時，迷走神經被刺激，促進去甲腎上腺素釋放，激活膽堿能抗炎途徑，調節大腦和全身炎癥反應[12]。下丘腦感知促炎癥細胞因子產生，分泌過量糖皮質激素，影響T細胞功能，減少干擾素(interferon，IFN)-γ產生并誘導細胞凋亡，同時影響單核細胞功能，促進IL-10分泌[13]。

2 SIRT1蛋白

沉默信息調節因子(silent information regulator，SIRT1)是依賴煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)的Ⅲ類組蛋白去乙酰化酶，在缺血性腦卒中損傷中起免疫調節作用。

2.1SIRT1的免疫調節作用 SIRT1蛋白通過去乙酰化關鍵轉錄因子直接調控免疫應答，同時通過代謝途徑間接調控免疫應答，在炎癥反應中發揮免疫調節作用，減緩免疫抑制。

2.1.1SIRT1的直接免疫調控途徑 SIRT1作用于去乙酰化免疫應答通路上的關鍵因子，通過免疫通路直接調控免疫應答。SIRT1可負調節NF-κB轉錄，促進NF-κB家族蛋白RelB表達，誘導IκBα基因表達，抑制NF-κB/p65活化以減少炎癥因子產生[14]。SIRT1可通過去乙酰化酶作用抑制激活蛋白-1(AP-1)轉錄活性，下調其靶基因環氧合酶-2(COX-2)表達，減少炎癥反應[15]。SIRT1抑制趨化因子受體CCR6表達，進而阻止巨噬細胞浸潤于炎癥組織[16]。

2.1.2SIRT1的間接免疫調控途徑 SIRT1蛋白可作為代謝傳感器，通過作用于免疫細胞的代謝途徑在先天性和適應性免疫應答中發揮作用[17]。

SIRT1通過缺氧誘導因子(hypoxia inducible factor，HIF)-1α誘導的糖酵解代謝抑制骨髓來源的抑制細胞(marrow derived suppressor cells,MDSCs)的功能和分化，SIRT1缺乏可增強M1型MDSC的糖酵解活性并降低M2型MDSC的糖酵解活性，進而影響先天性免疫細胞的激活，調節免疫應答[18]。

SIRT1通過依賴mTOR-HIF1α的糖酵解途徑在CD4+T細胞中調節Th9細胞分化，從而負調控IL-9產生，SIRT1蛋白與B細胞和T細胞的分化和功能密切相關，調節B細胞和T細胞介導的適應性免疫應答[19]。

2.1.3SIRT1與免疫抑制 SIRT1蛋白對免疫抑制具有調節作用。SIRT1可介導小鼠Foxp3賴氨酸的乙酰化位點發生去乙酰化，影響Foxp3蛋白功能和穩定性[20]。Foxp3由調節性T細胞(regulatory T cells，Treg)表達，機體發生免疫抑制時，Treg細胞可限制針對自身抗原的免疫應答。

2.2缺血性腦卒中SIRT1的作用機制 腦缺血再灌注損傷中，SIRT1具有神經保護作用，通過多種信號通路保護神經系統[21]。

SIRT1在缺血性腦卒中損傷中起抗炎、抗凋亡作用。Hernandez-Jimenez等[22]認為抑制SIRT1可加劇腦缺血性損傷，由p53和NF-κB乙酰化介導炎癥損傷和細胞凋亡。Yan等[23]在腦缺血再灌注損傷中發現高壓氧治療具有神經保護作用，與SIRT1抑制細胞凋亡相關，SIRT1使抑制細胞凋亡的B淋巴細胞瘤-2(B-cell lymphoma-2，BCL-2)表達提高，細胞凋亡因子caspase3表達降低。

SIRT1在缺血性腦卒中損傷中起抗氧化應激作用，在腦缺血再灌注損傷中產生大量自由基引發神經毒性，誘導氧化應激產生，加劇腦損傷[24]。白藜蘆醇是常見的SIRT1激動劑，Shin等[25]發現白藜蘆醇可促進SIRT1、PGC1α表達，誘導下游超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)2等抗氧化酶生成，起抗氧化應激損傷作用。Koronowski等[26]發現白藜蘆醇預處理激活SIRT1，下調線粒體解偶聯蛋白2(UCP2)表達，上調腦源性神經營養因子表達，提高大腦對缺血的耐受性，保護大腦免受損傷。

SIRT1在缺血性腦卒中損傷中起DNA修復作用。Jeong等[27]發現Ku70作為多功能DNA修復蛋白之一，通過與斷裂的DNA末端結合觸發DNA修復途徑，而局灶性腦缺血損傷后Ku70蛋白表達降低，修復過程被阻礙，SIRT1可調節Ku70乙酰化從而調節DNA修復。

SIRT1在缺血性腦卒中損傷中起維持腦血流、調節能量代謝及誘導自噬作用。Hattori等[28]發現SIRT1可使內皮細胞一氧化氮合成酶(eNOS)去乙酰化，激活eNOS-NO系統，介導腦血管保護，在大腦低灌注狀態下維持腦血流。Guo等[29]發現上調SIRT1表達，促進AMP依賴的蛋白激酶(AMP-activated protein kinase，AMPK)活化，AMPK作為主要的能量代謝調節因子可進一步調節機體能量消耗，促進神經元存活并減輕大腦缺血性損傷。Wang等[30]發現在腦缺血期間，由SIRT1介導的煙酰胺磷酸核糖轉移酶(NAMPT)可調節mTOR-S6K1信號傳導途徑從而誘導自噬，適度的自噬可促進神經元存活。

在缺血性腦卒中損傷中，SIRT1作為保護性介質，通過多條信號通路減輕腦卒中損傷，緩解患者預后。Chen等[31]發現SIRT1通過AMPK-PGC1通路使線粒體活性氧(reactive oxygen species，ROS)產生增加，導致血腦屏障通透性降低，血腦屏障紊亂，引發腦水腫，導致缺血性腦卒中后神經功能障礙和死亡，與既往研究結論相反。因此，SIRT1對缺血性腦卒中的作用仍需進一步研究，尤其是SIRT1對卒中后免疫抑制的作用。

3 小結與展望

缺血性腦卒中損傷后，免疫功能發生變化，卒中后免疫抑制增加患者感染風險，導致致死率升高。因此，緩解缺血性腦卒中后免疫抑制、恢復患者免疫功能具有臨床應用前景。本課題組近年對缺血性腦卒中損傷神經功能保護方面做了一系列相關研究，通過電針(electroacupuncture，EA)干預治療，證實EA可調節自主神經，并進一步說明副交感神經活化是EA發揮神經保護作用的重要途徑[32，33]。目前課題組的研究主要集中于EA對缺血性腦卒中后免疫抑制的作用，SIRT1作為免疫調節治療腦卒中的靶點，在缺血性腦卒中損傷中發揮神經保護作用，但仍需進一步驗證。