小膠質細胞及星形膠質細胞在腦缺血再灌注損傷炎癥反應中的作用及中醫藥干預研究進展

摘要缺血性腦卒中是一類嚴重危害人類健康的重大疾病。缺血后溶栓為臨床治療的重要手段，但再灌注帶來的大量炎癥應激反應導致缺血腦組織產生二次損傷，抑制腦缺血后再灌注炎癥反應也是其治療的主要干預靶點。膠質細胞參與炎癥穩態失衡是腦缺血再灌注神經損傷的基本病理特點，星形膠質細胞和小膠質細胞crosstalk在神經炎性損傷中起重要作用，但機制不明。本研究就小膠質細胞及星形膠質細胞在腦缺血再灌注損傷炎性反應中的研究進展及中醫藥干預進行闡述，以期為臨床腦缺血再灌注損傷的防治提供新思路。

關鍵詞腦缺血再灌注損傷；神經炎性損傷；小膠質細胞；星形膠質細胞；中醫藥防治；綜述

doi：10.12102/j.issn.1672-1349.2024.24.013

缺血性腦卒中是常見的重大心腦血管疾病之一，為我國致殘、致死的首要因素。數據表明，全世界每年新增腦卒中病人約1 690萬人［1］。我國缺血性腦卒中患病率為1 762.77/10萬［2］。中國卒中的總體終身危險率為39.9%，居世界首位，因腦血管致死比例超20%［3］。因此，腦卒中防治已成為當前迫切需要解決的重大醫學和社會問題。目前，急性缺血性腦卒中最有效的治療仍是有效時間窗內的再灌注，其中包括靜脈溶栓、血管內取栓、頸動脈內膜切除術、頸動脈支架置入術等，其中超早期內（＜4.5 h）給予重組組織型纖溶酶原激活劑的靜脈溶栓被國內外腦血管病診治指南一致推薦［4-5］。但溶栓后的再灌注導致一系列復雜的病理生理變化，其中炎癥級聯反應、氧化應激、細胞凋亡、線粒體損傷等多種因素參與再灌注損傷，形成“瀑布效應”，從多個環節損傷腦組織，導致缺血腦組織產生二次損傷［6］。機體內存在促炎-抗炎平衡系統，腦缺血再灌注損傷（cerebral ischemia reperfusion Injury，CIRI）的炎癥失衡是導致神經細胞損傷的重要原因［7］。現對小膠質細胞（microglia，MG） 及星形膠質細胞（astroglia，AG） 在CIRI炎癥反應中的作用及中醫藥干預進展進行總結。 膠質細胞占中樞神經系統細胞總數的90%，其中與免疫相關的主要細胞是MG和AG［8］。腦內炎癥過程是由MG和AG釋放的細胞因子所介導，并參與免疫反應［9］。機體內存在促炎-抗炎平衡系統，CIRI后腦內微環境改變，激活MG和AG，迅速產生炎癥反應，導致炎癥穩態失衡［10］。

1MG在CIRI中的作用

MG占腦內神經系統細胞的10%，是腦內具有吞噬細胞碎片功能的免疫細胞［11］，其對外界各種刺激敏感，很容易被激活［12］。MG在靜息狀態下有很多分支形成的偽足［13］。病理狀態下，活化的MG呈吞噬的狀態，形態不規則［14］。CIRI發生后的幾分鐘，MG被迅速激活，轉化為吞噬細胞，并釋放多種細胞因子參與炎癥反應，從而加重神經元的損傷［15］。激活的MG是引起炎癥反應的關鍵，其具有神經保護和神經損傷雙重作用［16］，一方面通過吞噬壞死細胞，重塑軸突及突觸影響神經元連接；另一方面，過度活化的MG產生自由基、一氧化氮（NO），并分泌活性氧、細胞因子、基質金屬蛋白酶-9（MMP-9）等發揮神經毒性作用，誘導炎性反應［17］。MG的表型分為M1和M2［18］，其中M1型為經典活化型，分泌白細胞介素（IL）-1、腫瘤壞死因子-α（TNF-α）等促炎因子，引起炎性損傷，導致神經元變性、壞死。M2型主要發揮抗炎和保護作用；M1及M2型小膠質細胞可相互轉化［19］。Moon等［20］研究發現，大鼠CIRI后3 h，MG開始活化，并于2 d后達到高峰。Price等［21］研究發現，在腦卒中病人缺血72 h內，可見MG活化，并且，直至腦缺血發生后30 d，仍可檢測到MG活化，慢性持續性釋放炎癥介質可對神經細胞等產生損傷，而引發繼發性腦損傷。米諾環素可抑制MG的增殖和活化的效應，促進神經元存活，現在常用以闡明MG在神經系統的功能［22］。因此，抑制MG的過度活化，減少促炎性細胞因子的產生，可能有利于腦缺血的治療［23］。

2AG在CIRI中的作用

AG構成了中樞神經系統的基本骨架，為腦內最多的膠質細胞，可以合成和分泌眾多的神經營養因子、趨化因子等，參與中樞神經系統信息的傳導與處理，維護細胞外環境［24-25］。AG主要通過連接蛋白43（Cx43）構成細胞之間的縫隙鏈接，形成神經調節網絡，進行神經傳遞調節；星型膠質細胞（GFAP）作為AG的特異性蛋白，可反映炎性細胞的活化程度［26］。AG可分泌大量神經營養因子發揮保護神經元的作用，但隨著疾病進展，AG調節保護能力減弱，釋放炎性因子等加劇氧化應激和炎癥反應［27］。神經損傷后，AG被激活出現“反應性膠質增生”，活化的AG通常分為A1和A2表型［28］。A1型AG表現出神經毒性，釋放促炎細胞因子，抑制少突發生和少突膠質細胞前體細胞（OPCs）的分化。相反，A2型AG具有神經保護功能，釋放抗炎細胞因子和營養因子，如腦源性神經營養因子（BDNF）或血管內皮生長因子（VEGF），對少突膠質細胞的作用與M2型MG相似［29］。A1型AG多出現于神經退行性疾病病人腦組織中，如阿爾茨海默病、多發性硬化癥、帕金森病等［30］。在CIRI狀態下，A2型AG呈肥大、增生樣改變［31］，可分泌炎癥介質、補體成分和趨化因子等延續缺血性免疫應答，反應性AG增生參與膠質疤痕的形成，可限制損傷的擴散，發揮抗炎作用，維持中樞神經系統穩態，有助于中樞系統功能及結構的修復［32］。

3MG與AG的交互作用

目前研究已證實相鄰神經元與膠質細胞之間的雙向互動和交流是維持正常大腦功能的重要環節［33］。正常情況下，膠質細胞對神經元的神經遞質傳遞、氧化應激、突觸可塑性等起著重要協同作用［34］。在腦內小膠質細胞胞體細長，可直接和星形膠質細胞接觸［35-36］。在健康的腦組織內，小膠質細胞與星形膠質細胞相互交流，時時監測腦組織的健康［37-38］。

相關研究證實，小膠質細胞和星形膠質細胞的交互作用主要表現為：第一，MG的活化早于AG［39］。在腦缺血發生后，MG和AG的活化發生在不同的階段。有研究表明，在局灶性腦缺血模型大鼠腦內，AG的激活也發生在MG的激活后，活化的MG促進AG的激活［40］。活化的MG分泌的促炎細胞因子，在AG活化中起著重要的作用，它參與炎癥反應的發生發展。第二，AG增生能使遠離病灶的MG活化［41］。AG通過其分泌的細胞因子調節MG的表型及功能，發揮遷移和吞噬作用，腦缺血病理狀態下，缺血周邊區的AG呈反應性增生，促使遠離病灶的MG向缺血中央區遷移。第三，AG可以抑制MG激活。在腦缺血損傷、老年大腦組織中，AG分泌的相關蛋白及分子可抑制膠質細胞激活［42-44］。

4中醫藥對CIRI MG及AG的干預作用

4.1中藥復方

張立娟等［45］發現，通竅活血湯可通過調節AG中Glu-Gln相關蛋白，改善CIRI大鼠神經功能。程偉能等［46-47］采用栝樓桂枝湯對CIRI大鼠MG極化及活化進行干預，以CD86作為M1型MG標志物，精氨酸酶1（Arg1）作為M2型MG標志物，離子鈣結合銜接分子-1（Iba1）作為MG活化的標志物，發現栝樓桂枝湯組可減少CIRI大鼠缺血側大腦皮層M1型MG數量和IL-6蛋白表達，增加M2型細胞數和 IL-4的蛋白表達，減少Iba-1 mRNA和TNF-α蛋白表達量，提示栝樓桂枝湯可促進活化的MG向M2型轉化，抑制MG活化，減輕神經炎癥反應，促進缺血性腦卒中后的康復。郭建超等［48］采用補陽還五湯干預CIRI大鼠，研究發現，補陽還五湯組CIRI 1 d后，IL-1β減少，IL-10增加；聯合使用核轉錄因子-κB（NF-κB）激動劑后補陽還五湯對海馬CA1區Cx43的下調作用被抑制，腦缺血7 d時補陽還五湯增強成纖維細胞生長因子（bFGF）和Cx43的表達；聯合使用bFGF中和抗體后海馬CA1區Cx43的表達較補陽還五湯組降低，推測補陽還五湯在腦缺血后1 d可能是通過抑制炎癥下調Cx43發揮保護作用，而在腦缺血后7 d可能通過上調bFGF增強Cx43促進修復。

4.2中藥單體

唐冰雪等［49］發現CIRI大鼠經淫羊藿苷治療后，MG Iba1、Toll樣受體4（TLR4）活化量減少，NF-κB p65的蛋白水平下降，炎癥水平下降，推測淫羊藿苷可能是通過調控MG的活化，發揮腦卒中后的腦保護作用。王富江等［50-51］采用丹酚酸聯合三七總皂苷對CIRI大鼠進行干預，結果發現其有效促進M2型MG的極化，抑制M1型極化，其機制可能與抑制GFAP和Iba-1表達、高遷移率家族蛋白通路和IL-8信號通路有關。李江曼等［52］研究發現，大黃酚可保護CIRI小鼠的神經功能，促進損傷神經細胞修復，可明顯抑制AG中GFAP、Cx43蛋白的過度表達。任德啟等［53］研究發現，人參皂苷可通過調控Bcl-2、Cyclin D1、Bax蛋白表達發揮對AG的保護作用。王麗娟等［54］采用牛磺酸干預CIRI大鼠，發現牛磺酸可以降低缺血側灰質區、胼胝體區及尾殼核區含組織相容性復合體（MHC）Ⅰ、MHCⅡ抗原陽性MG數目，從而抑制MG激活，發揮腦保護作用。鄧文偉等［55］采用山茱萸多糖干預CIRI大鼠，發現GFAP表達減弱，S-100蛋白表達減少，髓鞘堿性蛋白（MBP）表達增強，表明其可抑制AG反應性增生，抑制MG激活，抑制少突膠質細胞損傷。

5思考

目前中藥復方及中藥單體對于CIRI中MG及AG的作用研究較為局限，而相鄰神經元與膠質細胞之間的雙向互動和交流是維持正常大腦功能的重要環節。腦內炎癥過程是由于CIRI后腦內微環境改變，激活MG及AG，產生大規模、高強度、持續性的炎癥反應，導致炎癥穩態失衡。MG和AG交互作用介導的神經細胞炎癥反應可能成為調控CIRI的新途徑，中醫藥治療以辨證論治為原則，可多靶點、多層次、多途徑作用于多個病理環節。缺血性腦卒中屬于中醫“中風”范疇，具有“虛、瘀”的中醫病機特點，氣虛血瘀是其發病的關鍵，瘀血的狀態貫穿于中風病整個病變過程。補陽還五湯為治療氣虛血瘀型腦缺血的經典名方，其治療氣虛血瘀型腦缺血臨床療效獨特［56-57］。本項目組前期針對補陽還五湯抗腦缺血作用進行了較為系統的研究［58-60］，發現其可通過抑制氧化應激、炎癥反應等途徑抗CIRI，而這些作用環節與膠質細胞相關調控因素密切相關，因此，探討CIRI后MG與AG之間的crosstalk目前研究較少，為補陽還五湯干預CIRI作用機制提供了新思路。

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（收稿日期：2023-09-13）

（本文編輯王麗）