Eph/Ephrin 家族蛋白在神經系統疾病中作用的研究進展

陳潔，范瑞明

遵義醫科大學附屬醫院，貴州遵義563000

產生促紅細胞生成素的肝細胞（Eph）受體是受體酪氨酸激酶（RTKs）的一個亞家族［1］，可與其鄰近細胞表面相關的肝配蛋白（Ephrin）配體結合，其形成的雙向信號已成為細胞間接觸依賴性通信的主要形式。Eph/Ephrin復合物的形成可啟動雙向信號傳導，作用于 Eph 和 Ephrin 表達細胞，由 Eph 受體和Ephrin配體激活而直接啟動的信號通路分別稱為正向信號通路和反向信號通路［2］。研究發現，Eph/Ephrin家族蛋白參與了機體炎癥、腫瘤、損傷等多種病理及生理過程［3-5］。本研究對 Eph/Ephrin 家族蛋白在神經系統疾病中的作用作一綜述，為尋找新的神經系統疾病治療靶點提供依據。

1 Eph/Ephrin家族蛋白在脊髓損傷中的作用

EphA4受體被視為神經再生的抑制劑。最近的一項研究表明，脊髓損傷后EphA4 受體在受損的皮質脊髓軸突和反應性星形膠質細胞中積聚［6］。該研究表明，對EphA4 基因敲除小鼠和大鼠脊髓鞘內注射EphA4 拮抗肽后，EphA4 正向信號通路在損傷后軸突回縮中發揮作用，并且阻礙軸突的萌動、再生和行為恢復［6］。分析原因，這可能是由于軸突中的EphA4 與反應性星形膠質細胞表達Ephrin-B2 和髓鞘表達Ephrin-B3 互相作用的結果。膠質瘢痕形成是軸突再生的重要阻礙，可能與反應性星形膠質細胞中的EphA4 有關，抑制EphA4 的作用可用于脊髓損傷的治療。近年來關于Eph/Ephrin 家族蛋白在神經發育和修復中相關作用的研究取得了一定的進展，一個單獨的Eph 受體或Ephrin 配體可以通過不同信號機制影響多個過程，提示Eph/Ephrin 系統具有很高的復雜性和多功能性。

2 Eph/Ephrin 家族蛋白在外傷性腦損傷（TBI）中的作用

TBI 是一種破壞性疾病，當外部機械力對大腦造成傷害時，會導致功能障礙，最初的功能障礙可能是由于組織撕裂、出血和其他物理損傷所致［7］。大多數TBI 的內在原因是血管和血腦屏障（BBB）破壞，會引起血腫和腦水腫，也會導致繼發性損傷的病理學改變以及整體的神經功能障礙［8］。腦內皮細胞（ECS）和外周細胞丟失也會導致BBB 的血管滲漏和破裂，并同時伴隨著較大或親水循環蛋白外滲以及缺氧［9］。EphrinB2 參與了血管壁組成和外周細胞的相互作用［10］，而EphB4 參與了內皮祖細胞（EPCs）的血管生成反應［11］。最近一項研究發現，Eph 受體在創傷性中樞神經系統（CNS）損傷后有促進神經細胞凋亡的作用，并被歸類為更大的“依賴性受體”家族的新成員［12-13］。當配體存在時，這些受體可以通過誘導配體介導的正向信號來促進正常的組織發育和組織穩態［14］。該研究證明，EphB3 信號是急性創傷性中樞神經系統損傷后BBB 完整性的重要負調節因子，阻斷EphB3 信號可促進BBB 的恢復，也證明了 Ephrin 與 EphB3 相互作用，以調節 TBI 后 BBB 的穩定性［14］。這些研究為開發TBI 的靶向藥物提供了理論基礎，并有利于制定以Eph/Ephrin 為基礎的治療策略。

3 Eph/Ephrin家族蛋白在神經變性疾病中的作用

帕金森病是一種以運動和認知癥狀為特征的神經退行性疾病，Eph/Ephrin 系統可能參與了帕金森病的病變過程［15］。在大鼠帕金森模型中，EphrinA1配體的可溶性形式EphrinA1 FC 可促進大鼠大腦中多巴胺能神經元的再生，包括EphB1 在內的幾個Eph 受體中的單核苷酸多態性也與帕金森病具有相關性［16］。肌萎縮側索硬化癥（ALS）是一種進行性加重的運動神經元變性疾病，而EphA4 可以被視為一種修飾基因，進一步推進ALS 的病情進展［17］。研究表明，減少EphA4 表達或藥物抑制EphA4-Ephrin 相互作用可減輕ALS 動物模型的臨床癥狀，提示其對ALS患者可能具有一定的治療作用［16］。

4 Eph/Ephrin 家族蛋白在血管性癡呆（VD）中的作用

VD是最常見的癡呆類型之一，由于患者腦血流減少而逐漸影響認知能力［18］。缺血性腦卒中是VD的一個重要危險因素，可導致VD 患者病死率和發病率升高［19］。缺血性腦卒中可引起BBB 損傷和腦血管源性水腫，從而引發認知障礙，這一病理過程包括氧化應激、炎癥、細胞凋亡和興奮毒性［20］。因此，抑制BBB 損傷可能有助于預防缺血性卒中和卒中后癡呆。研究顯示，炎癥過程參與了缺血性卒中的病理過程，可導致BBB 損傷［21］。而EphrinA1/EphA4信號通路對單核細胞和內皮細胞之間的黏附具有重要作用，說明其可能在炎癥刺激過程中發揮關鍵作用［22］。在小鼠缺血再灌注模型中，激活EphrinA1/EphA4信號通路可誘導小鼠腦組織神經細胞凋亡和腦損傷，而EphA4-Fc預處理可顯著降低缺血再灌注小鼠的腦組織神經細胞凋亡，表明缺血誘導的神經細胞死亡可能是由于EphrinA1 激活EphA4 受體所致，提示EphrinA1/EphA4信號通路參與了小鼠缺血再灌注后的腦損傷。因此，在缺血性卒中早期抑制EphrinA1/EphA4 信號通路可減輕腦損傷和神經元丟失，并抑制BBB 損傷，從而延緩VD 的發生和發展。

5 Eph/Ephrin 家族蛋白在中樞神經系統脫髓鞘疾病中的作用

髓鞘由少突膠質細胞形成，是中樞神經系統脫髓鞘疾病［如多發性硬化（MS）］的靶點，而MS 患者多存在髓鞘化不完全［23］。再髓鞘化的成功發生依賴于髓鞘碎片的吞噬清除，但在髓鞘碎片中，作為少突膠質細胞（OPC）分化和抑制中樞神經系統（CNS）再髓鞘化的有效選擇性抑制劑尚未可知。最近一項研究采用蛋白質分析與初級嚙齒動物OPC 檢測相結合的方法，確定跨膜信號蛋白EphrinB3 是抑制CNS再髓鞘化的重要介質［24］。對再髓鞘化大鼠注射EphrinB3 可抑制其再髓鞘化，而使用抗體掩蓋Eph?rinB3 表位則可促進其再髓鞘化；該研究證明，再髓鞘化抑制劑可抑制MS 患者OPC 分化，而抗體介導的 EphrinB3 表位掩蔽可促進 OPC 分化［24］。因此，EphrinB3可能是促進CNS脫髓鞘疾病患者再髓鞘化的相關靶點。

6 Eph/Ephrin 家族蛋白在膠質母細胞瘤（GBM）中的作用

在EphA/EphrinA 家族蛋白中，很多研究重點探討的是EphA2和EphrinA1在GBM中的作用，這為我們未來治療GBM提供了新思路。研究表明，GBM細胞中的EphrinA1 可激活EphA2 可觸發信號事件，如抗增殖和抗侵襲信號通路，從而發揮與腫瘤抑制因子相同的作用［25］。此外，EphA4 表達與腫瘤分級升高有關。FUKAI等［26］表明，在GBM 細胞中EphA4可與成纖維細胞生長因子受體1（FGFR1）形成異質受體復合物，EphA4-FGFR1 復合物可增強FGFR 介導的下游信號，如 AKT/MAPK、Rac1 和 Cdc42 信號通路，從而促進GBM 細胞增殖和侵襲。由此看來，Eph/Ephrin 家族蛋白參與了GBM 的發生與發展，靶向調控Eph/Ephrin 系統可能會為GBM 患者的治療提供新線索。

7 Eph/Ephrin家族蛋白在腦血管病中的作用

Eph/Ephrin家族蛋白在腦血管病的發生中同樣具有重要作用。研究表明，腦卒中后反應性星形膠質細胞的EphrinA5 表達上調，并可能通過EphA4 而抑制芽生式軸突連接和運動功能恢復［27］。另一項研究也表明，EphA2 可以直接加重缺血性腦損傷后的BBB 破壞和神經元凋亡［28］。因此，抑制 EphA4 和其他類似的Eph受體可能對神經系統損傷后的功能恢復和神經元再生具有重要意義。蛛網膜下腔出血（SAH）患者死亡的主要原因是早期腦損傷，有研究顯示EphA4 可通過Ephexin-1/Rock2 通路加重BBB破壞及神經元凋亡，使得SAH 患者早期腦損傷加重［29］。目前，Eph/Ephrin 參與腦血管病發展的相關機制受到越來越多學者的廣泛關注，Eph/Ephrin 家族蛋白中是否還有其他成員參與，仍需后續研究來驗證；同時也啟發我們，可通過有效手段調控Eph/Ephrin信號通路，從而進行神經保護性治療。

綜上所述，Eph/Ephrin 家族蛋白在神經系統疾病的發生發展中具有重要作用，其參與了脊髓再生修復、BBB穩定性、神經元再生、中樞神經再髓鞘化、抑制GBM 細胞增殖和侵襲等，從而對神經系統的病理生理過程產生重要影響。因此，深入了解Eph/Ephrin信號通路是如何通過受體—配體間的相互作用調控細胞生理活動，探討其在機體病理生理過程中的作用，將是今后研究的重點內容。