核因子E2 相關因子2 在腦出血中的研究進展

李 奕，袁 月，丁子惠，李 萍

（長春中醫藥大學基礎醫學院，長春 130117）

腦出血（intracerebral hemorrhage，ICH）是全球范圍內致死和致殘的主要原因之一[1]。已證實多種病理生理學變化參與了繼發性腦損傷（SBI）過程，包括氧化應激，炎癥反應，細胞凋亡，自噬，線粒體功能障礙和血腦屏障破壞等[2]。近年來，中醫藥防治腦出血已取得了一定進展，尤其是以活血化瘀法為主治療出血性中風急性期得到了廣泛應用，臨床研究取得了顯著成果，其科學性已被現代實驗研究的成果初步證實。結合中醫藥內外治法進行多靶點治療為減輕ICH 后腦損傷提供了新的途徑，但ICH 的病理生理機制仍未完全闡明[3]。現就Nrf2 在腦出血中的作用機制進行闡述。

1 腦出血概況

腦出血屬中醫“出血性中風”范疇，國醫大師任繼學教授認為腦髓失養是出血性中風的發病基礎，稟賦薄弱、食飲不節、情志所傷、年老失養等病因均可造成腦髓虛損，虛損進一步發展又遇不良誘因，遂發為腦病。趙建軍教授結合任繼學教授的“腦髓理論”與王永炎教授的“毒損腦絡”，指出腦病發病的樞機為“髓虛毒損”。患者髓海素虛，氣血逆亂，上犯腦絡，血溢絡外，又受風、火、瘀、痰、虛等“毒”邪所損，傷于腦絡，致使虛損加重；而腦出血引起的細胞毒性、氧化應激、炎癥反應等繼發性損傷亦屬于“毒”的范疇，進一步加重了髓虛程度[3]。髓虛是出血性中風的病理基礎，毒損是誘其發病的重要因素，“破血化瘀、填精補髓”是腦出血的治療總則。調控Nrf2 信號通路調控即為“解毒補髓”[4]。

2 腦出血后Nrf2 的激活

腦出血后，腦實質內血液的快速積聚導致正常解剖結構破壞與局部壓力增加，從而引發原發性和繼發性腦損傷[5]。原發性腦損傷主要歸因于血腫的質量效應，而導致繼發性腦損傷則包括腦內鐵超載，ROS 過量，氧化應激，細胞凋亡，炎癥反應[6]。而紅細胞釋放的血紅蛋白及其代謝產物，可被血紅素氧合酶HO 降解為鐵、一氧化碳和膽紅素，也是導致ICH 后腦損傷的重要因素[7]。這些機制相互作用，致使血腦屏障BBB 破壞，神經元喪失，膠質病變，進而出現永久性神經功能障礙[8]。

Nrf2 作為外源性激活受體XAR 的主要調節因子，調控細胞抵御外源性物質和應激的靶基因表達，通過靶基因調節區內的抗氧化反應元件ARE 來協調抗氧化過程[7]。ICH 后，Nrf2 入核，通過與ARE 結合來調節諸多抗氧化酶的表達。腦出血后的氧化損傷包括自由基生成增加與內源性抗氧化酶系統損傷[7]。研究表明，Keap1/Nrf2 通路是抗氧化防御系統的核心調控中樞，在改善繼發性損傷中發揮重要作用[8]。姜黃素和萊菔硫烷等天然抗氧化劑可有效增加ICH 后腦組織中CAT、SOD、GST 抗氧化酶的基因表達，而Nrf2 的基因沉默則加重了腦水腫和神經元變性，致使出血量加大、白細胞浸潤、ROS 產生和DNA 損傷增加[9]，提示腦出血后通過Keap1/Nrf2 通路激活以對抗繼發氧化損傷。

3 Nrf2 的作用功能與治療應用

腦出血因其高致殘率與致死率，已成為全球醫療保健系統和社會的沉重負擔。目前可通過減輕腦損傷，抑制神經元凋亡，抑制氧化應激，下調炎癥反應和保護血腦屏障進行腦出血防治[10]。中醫藥多靶點治療為減輕ICH 后腦損傷提供了新的思路，但在臨床應用中仍缺乏對作用機理的深入研究，亟需進一步挖掘驗證，以提出安全有效的腦出血治療途徑。

3.1 Nrf2 抗氧化作用與治療應用

氧化應激（oxidative stress，OS）被認為是導致腦出血后繼發性腦損傷的一個重要因素，參與了腦出血期間生理病理反應的各個重要階段[11]。在生理條件下，機體依靠自由基清除系統來維持自由基的產生和清除的相對平衡；一旦活性氧（reactive oxygen species，ROS）等自由基過度生成，超出細胞抗氧化能力，就會導致細胞損傷或死亡[12]。

中樞神經系統耗氧較多，且內源性抗氧化防御能力較其他器官偏低，因此更易發生氧化應激[13]。Hua 等報道，向腦內注射裂解紅細胞后，抗氧化防御系統關鍵酶SOD 和Cu/ZnSOD 水平顯著降低[14]。提示激活大腦內源性抗氧化能力可以為腦出血提供有效的治療方法。

鐵離子和血紅素等血細胞分解產物可產生大量自由基，直接導致腦損傷[15]。而ICH 后的炎癥也可產生大量自由基，從而導致腦損傷。中性粒細胞的激活導致呼吸鏈的爆發，釋放出大量的活性氧和一氧化氮，大量消耗超氧化物歧化酶以消除自由基，最終導致脂質過度氧化[16]。脂質的過度氧化會改變細胞膜的物理性質，并可引起蛋白質和核酸的共價修飾，導致腦損傷[17]。過氧化物酶體增殖物活化受體γ（PPARγ）在腦出血后，可激活Nrf2 調控吞噬細胞清除內源性血腫[16]。依達拉奉作為氧自由基的清除劑和抗氧化劑，通過清除自由基和抑制小鼠脂質過氧化，緩解神經元的氧化損傷[18]。在已發表的一項試驗中，依達拉奉顯著改善了微創手術血腫清除后ICH 患者的NIHSS 評分[19]。

趙樹明等[20]發現，破血化瘀、填精補髓方劑治療組與模型組比較，Nrf2、Keap1 表達顯著增加，提示破血化瘀、填精補髓法可能通過Keap1/Nrf2/HO-1通路治療腦出血。潘亮等[21]結合針灸與銀杏達莫注射治療腦出血，Nrf2、HO-1 基因表達水平高于單一注射組別，提示針刺與銀杏達莫注射液通過Nrf2/HO-1 途徑協同治療腦出血。異甘草素（ILG）是一種具有查爾酮結構的黃酮類化合物，可以通過激活Nrf2 介導的抗氧化系統，緩解早期腦損傷和神經功能缺損[22]。后續研究發現，Nrf2 基因敲除型小鼠模型在接受治療后表現出更嚴重的神經功能缺損，表明Nrf2 在ICH 后的氧化應激中起重要作用[21]。此外，有研究表明，煙酰胺單核苷酸通過促進Nrf2 信號通路激活，抑制OS，顯著降低腦出血區的腦水腫、腦細胞死亡、OS、神經炎癥、小膠質細胞激活和中性粒細胞浸潤[7]。綜上所述，通過激活Nrf2 進行抗氧化治療是一個有前景的腦出血防治方向。

3.2 Nrf2 抗炎作用與治療應用

腦出血后，Nrf2 與Keap1 解離，Keap1 誘導核因子IκB 抑制蛋白磷酸化激活核因子κB 信號通路參與炎癥調節，進行炎癥信號傳導[22]。實驗研究表明，NF-κB 在ICH 后15 分鐘在出血腦部中被激活，在1 ～3 天內達到最大值，并持續數周。而腦內的小膠質細胞，在ICH 后釋放促炎細胞因子和趨化因子，有助于誘導炎癥細胞抵達ICH 損傷部位[2]。

熊靜等[23]通過膠原酶注射制備ICH 模型，WB檢測NF-κB、Nrf2 蛋白表達升高，提示冬凌草甲素（Ori）可能通過抑制NF-κB 途徑減輕繼發性損傷。戴曉紅[24]研究表明，針刺組Nrf2、NQO1、HO-1表達顯著增加，炎性細胞浸潤減少，腦組織損傷減輕，提示百會透曲鬢頭針治療可能通過Nrf2/ARE通路實現。曾軍[25]構建神經細胞損傷模型，研究發現Nrf2 基因沉默后，NLRP3、NF-κBp、IL-1β、Caspase-1 表達升高，ILG 治療可有效抑制NLRP3、NF-κB 表達，提示ILG 可能通過Nrf2 途徑抑制NFκB/NLRP3 減輕腦出血后炎癥損傷。楊樹升[26]在膠原酶誘導ICH 模型中發現，大承氣湯和大黃素可能通過Nrf2-Src-MAPKs 途徑上調IL-10、Arg1 抗炎因子，下調Arg1、IL-10 促炎因子。

3.3 Nrf2 調節自噬作用與治療應用

自噬作為一種溶酶體降解途徑，涉及ICH 病理過程等多種疾病和損傷[23]，對于維持細胞穩態必不可少。然而，通過自噬維持的細胞穩態取決于自噬通量的完整性，不完全的自噬通量可損傷破裂細胞中的溶酶體和自噬體[19]。研究表明，氧化應激有助于調節自噬，自噬也可能通過ROS/Nrf2/p62 等途徑吞噬或降解氧化應激產物從而減少氧化損傷[19]。天然黃酮類化合物木犀草素主要來源于金銀花、菊花、荊芥、白毛夏枯草等中藥，目前已被證明在缺血性卒中、神經退行性疾病等多種疾病中具有抗氧化，抗炎，自噬調節，抑制凋亡和抗腫瘤等作用[27]。Xin 等[27]研究發現木犀草素強化了ICH 后Nrf2 途徑的激活，并促進Nrf2 核易位，表明木犀草素可能代表ICH 后SBI 的一種新型治療方法。但木犀草素促進自噬并影響p62/ Keap1/Nrf2 途徑的具體機制尚不明晰。

3.4 Nrf2 抑制凋亡作用與治療應用

血腫周圍區能量代謝與血流的減少可誘發細胞凋亡。與此同時，細胞凋亡也與血腫周圍組織的炎癥反應相關。Yang 等[28]研究發現，腦出血后星形膠質細胞和小膠質細胞中的RBP Prdx1 顯著增加，通過調節炎癥和細胞凋亡相關的mRNA 表達，抑制了ICH 后的炎癥反應與細胞凋亡，提示Prdx1 可作為改善ICH 后炎癥和細胞凋亡的治療靶點。

Hosoda 等[29]比較了白皮杉醇和白藜蘆醇的細胞保護機制，研究結果表明白皮杉醇與白藜蘆醇相比具有NRF2/HO1 介導的抗氧化和抗凋亡作用。Zhang 等[30]利用Fluoro-Jade B 和TUNEL 染色發現，血脈通膠囊可通過下調TNFR1，MAPK，NF-κB 和CASP3 表達，抑制缺血區域神經元凋亡。Fu 等[31]研究表明ICH 后NDP-MSH 的神經保護作用是通過PI3K/Akt/Nrf2 信號傳導途徑介導。

4 研究展望

大量研究表明，Nrf2 的適度激活有利于減輕腦缺血后各項損傷，在ICH 后使用Nrf2 激活劑可能削弱血腫周圍損傷級聯反應[12]。Nrf2 激活劑富馬酸二甲酯和血紅素，已被批準用于臨床疾病[32]，中醫藥治療腦出血也已得到了廣泛運用。