崔柳平， 馬 迪， 陳 盈綜述， 邢英琦審校

新生血管是導(dǎo)致動脈粥樣硬化斑塊破裂的重要原因，斑塊破裂后出血，血小板聚集到病變處形成血栓，加重腦血管狹窄；此外，大動脈粥樣硬化病變脫落的栓子可堵塞遠(yuǎn)端腦血管。腦組織對缺血性卒中的急性反應(yīng)是復(fù)雜的。首先，活性氧(reactive oxygen species，ROS)增加引起氧化應(yīng)激，氧化應(yīng)激在缺血性卒中及腦缺血再灌注損傷的發(fā)病機(jī)制中起著至關(guān)重要的作用，ROS通過上調(diào)炎癥介質(zhì)和激活基質(zhì)金屬蛋白酶引起血腦屏障破壞；血腦屏障的破壞促進(jìn)免疫細(xì)胞向腦組織遷移[1]。缺血性卒中發(fā)作后數(shù)分鐘至數(shù)小時，遷移到腦組織的免疫細(xì)胞和腦組織中的小膠質(zhì)細(xì)胞活化引發(fā)一系列炎癥反應(yīng)[2]；缺血后導(dǎo)致繼發(fā)性腦損傷和神經(jīng)元死亡，產(chǎn)生炎性介質(zhì)，進(jìn)一步擴(kuò)大炎癥反應(yīng)。最新觀點(diǎn)認(rèn)為，缺血性卒中后腦內(nèi)炎癥不會局限于缺血灶周圍，而會向全腦擴(kuò)散并長期存在，持久的全腦炎癥可能會導(dǎo)致慢性神經(jīng)退行性變并影響卒中后的全腦功能[3，4]。近年來越來越多的文獻(xiàn)報道，僅保存神經(jīng)元可能不足以治療卒中，最佳的卒中療法應(yīng)包括神經(jīng)血管單位中所有細(xì)胞類型之間的功能相互作用[5]，包括神經(jīng)元、血管系統(tǒng)和神經(jīng)膠質(zhì)成分，針對氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)以及膠質(zhì)細(xì)胞的修復(fù)進(jìn)行綜合治療。

已經(jīng)證實(shí)，發(fā)生缺血性卒中后血小板反應(yīng)蛋白1(thrombospondin-1，TSP-1)水平升高，是預(yù)測缺血性卒中不良預(yù)后的獨(dú)立預(yù)測因子[6]，而且TSP-1影響氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)以及星形膠質(zhì)細(xì)胞對神經(jīng)元的修復(fù)作用，TSP-1在缺血性卒中以及神經(jīng)損傷中起重要作用。

1 血小板反應(yīng)蛋白1的結(jié)構(gòu)及功能

TSP-1由三條多肽鏈組成，通過二硫鍵相連，是一種總分子量接近450 kDa同源三聚體糖蛋白；最初在血小板α顆粒中被發(fā)現(xiàn)，在激活時從血小板釋放；后發(fā)現(xiàn)它存在于許多細(xì)胞類型，如內(nèi)皮細(xì)胞、血管平滑肌細(xì)胞和免疫細(xì)胞(包括巨噬細(xì)胞和T細(xì)胞)等。TSP-1分泌到細(xì)胞外發(fā)揮作用，通過多種細(xì)胞表面受體(例如整合素、CD36、CD47、肝素硫酸蛋白聚糖、低密度脂蛋白相關(guān)蛋白和極低密度脂蛋白受體)與細(xì)胞相互作用而調(diào)節(jié)細(xì)胞功能，對血管生成、細(xì)胞增殖、趨化粘附、遷移存活、神經(jīng)元修復(fù)和免疫調(diào)節(jié)發(fā)揮多種作用[7，8]。

TSP-1在生理情況下表達(dá)量極低，在病理情況下被誘導(dǎo)表達(dá)；其對微環(huán)境變化敏感，可即時改變其表達(dá)水平。TSP-1的表達(dá)水平受眾多因素影響，如應(yīng)激條件(熱休克或缺氧)使其上調(diào)；TSP-1 在mRNA和蛋白水平受多肽生長因子上調(diào)，同時受p53腫瘤抑制基因產(chǎn)物表達(dá)水平的調(diào)節(jié)；TSP-1在蛋白水平被白介素-lβ 或腫瘤壞死因子α下調(diào)[9]。

2 血小板反應(yīng)蛋白1與動脈粥樣硬化性缺血性卒中

2.1 血小板反應(yīng)蛋白1與血管反應(yīng) 易損斑塊的特征是薄纖維帽和大脂質(zhì)壞死核心以及新生血管形成；而易損斑塊傾向于破裂，隨后發(fā)生出血、血栓形成等事件與新生血管的形成密切相關(guān)。腦血管局部形成動脈粥樣硬化斑塊或者其他部位的易損斑塊脫落的栓子堵塞腦血管都是缺血性卒中的重要原因。在病理狀態(tài)下，血管內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙，對血液成分的黏附能力改變，血管管徑改變，對組織器官產(chǎn)生不利影響。大動脈和微血管研究均證實(shí)TSP-1表達(dá)水平增高在血管病理中的負(fù)面作用[8]。

血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)是經(jīng)典的促血管生成因子，在新生血管生成中起關(guān)鍵作用；VEGF /eNOS/NO/sGC/cGMP信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑控制血小板和炎性細(xì)胞的聚集和粘附、血管舒張及收縮功能，此通路受阻與缺血性卒中、局部缺血再灌注損傷等疾病密不可分[10]。VEGF可刺激eNOS(內(nèi)皮源性一氧化氮合酶)的磷酸化，而TSP-1可以直接結(jié)合VEGF，從而抑制血管生成；TSP-1還可以與CD47結(jié)合抑制VEGF誘導(dǎo)血管內(nèi)皮生長因子2酪氨酸激酶活化的能力，從而抑制Src(酪氨酸激酶)和Akt(蘇氨酸激酶)的活化，降低eNOS活性使NO信號傳導(dǎo)受阻[11，12]。TSP-1與 CD47結(jié)合抑制了基礎(chǔ)的和NO刺激的sGC(可溶性鳥苷酸環(huán)化酶)活化；在內(nèi)皮細(xì)胞中，TSP-1通過抑制VEGF減少cGMP(環(huán)鳥苷一磷酸)的生成，同時TSP-1與CD47結(jié)合抑制cGMP依賴性蛋白激酶(cGK)的下游信號傳導(dǎo)。TSP-1抑制信號通路VEGF /eNOS/NO/sGC/cGMP的各個環(huán)節(jié)，使局灶性缺血后腦血流量減少、血小板和炎性細(xì)胞黏附增加，促進(jìn)組織損傷[10，12，13]。

雖然TSP-1可以抑制新生血管生成，但TSP-1以及其與CD47結(jié)合對VEGF /eNOS/NO/sGC/cGMP信號通路的抑制作用遠(yuǎn)大于其益處；在嚴(yán)重的組織缺血模型中，與僅使用一氧化氮前體藥物治療相比，用CD47拮抗劑抗體與一氧化氮前體藥物共同治療，使組織存活率提高了100%[10]。

2.2 血小板反應(yīng)蛋白1與氧化應(yīng)激 大量的實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明氧化應(yīng)激與線粒體功能障礙有關(guān)，缺血性卒中損傷的標(biāo)志之一是線粒體功能障礙[14]，線粒體產(chǎn)生ROS、調(diào)節(jié)NLRP3(模式識別受體家族中Nod樣受體域蛋白)炎癥激活促進(jìn)缺血性卒中的進(jìn)展，線粒體動力學(xué)(如裂變，融合和轉(zhuǎn)移)在缺血性卒中后的發(fā)展中具有關(guān)鍵作用；同時，ROS可導(dǎo)致線粒體呼吸受損和線粒體自噬增加，最終導(dǎo)致線粒體功能障礙，影響炎癥反應(yīng)和凋亡過程。ROS引發(fā)涉及許多細(xì)胞因子和信號通路的復(fù)雜病理過程，減少ROS產(chǎn)生對于缺血后細(xì)胞存活和神經(jīng)系統(tǒng)改善至關(guān)重要[15，16]。

當(dāng)TSP-1與細(xì)胞表面受體CD47 結(jié)合時，會導(dǎo)致線粒體二價鈣離子水平升高和線粒體膜電位水平降低，引起線粒體功能障礙；此外，兩者結(jié)合激活PKC(蛋白激酶C)以及Nox亞基P47phox的磷酸化以Nox-1(氮氧化物)依賴方式刺激血管平滑肌產(chǎn)生超氧陰離子[17，18]。人腦內(nèi)皮細(xì)胞是血腦屏障的主要組成部分，不僅在細(xì)胞基質(zhì)信號傳導(dǎo)中起重要作用，而且還分泌神經(jīng)元營養(yǎng)因子，在缺血性卒中中，血腦屏障和內(nèi)皮穩(wěn)態(tài)很重要。體外建立的腦內(nèi)皮細(xì)胞氧化應(yīng)激模型，TSP-1響應(yīng)氧化應(yīng)激而積極產(chǎn)生，CD47通過與TSP-1結(jié)合，上調(diào)細(xì)胞間黏附分子1和血管細(xì)胞黏附分子1，促進(jìn)周圍白細(xì)胞的粘附和遷移，激活凝血功能系統(tǒng)和血腦屏障破壞[19，20]。抑制TSP-1和CD 47的結(jié)合，可減輕氧化應(yīng)激，改善中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能。

有文獻(xiàn)報道，TSP-1在胰島B細(xì)胞中可通過激活核因子紅系2相關(guān)因子2(Nrf2)信號可起到氧化應(yīng)激防御作用[21]。Nrf2是一種基本的亮氨酸拉鏈蛋白，在氧化應(yīng)激下，Nrf2易位至核，調(diào)節(jié)內(nèi)源性抗氧化劑蛋白質(zhì)，從而防止氧化損傷。缺血性卒中小鼠模型中，激活Nrf2可啟動內(nèi)源性抗氧化劑程序，小鼠的神經(jīng)功能缺損得到改善，梗死面積減少以及與腦水腫相關(guān)的缺血后損傷減輕[22～24]，但是 TSP-1是否在腦組織中激活Nrf2發(fā)揮氧化應(yīng)激防御作用值得進(jìn)一步研究。

2.3 血小板反應(yīng)蛋白1與炎癥反應(yīng) 許多研究發(fā)現(xiàn)，小膠質(zhì)細(xì)胞和單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞會發(fā)揮吞噬清除功能，但也會增加斑塊不穩(wěn)定性，參與血栓形成。循環(huán)單核細(xì)胞通過內(nèi)皮細(xì)胞遷移到腦實(shí)質(zhì)中，小膠質(zhì)細(xì)胞是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的常駐免疫細(xì)胞，在組織損傷期轉(zhuǎn)化為活化的巨噬細(xì)胞；小膠質(zhì)細(xì)胞與循環(huán)中單核細(xì)胞衍生的巨噬細(xì)胞相似，激活后分化為經(jīng)典的促炎表型和替代的抗炎表型，除了吞噬因腦損傷引起的細(xì)胞碎片外，還產(chǎn)生多種神經(jīng)營養(yǎng)因子和免疫調(diào)節(jié)因子參與調(diào)節(jié)大腦的重塑和修復(fù)。在卒中的不同階段觀察到小膠質(zhì)細(xì)胞的雙重作用，小膠質(zhì)細(xì)胞和巨噬細(xì)胞吞噬清除死亡神經(jīng)元，促進(jìn)腦部炎癥的消退；受微環(huán)境中細(xì)胞因子的調(diào)節(jié)，隨著病變進(jìn)展，小膠質(zhì)細(xì)胞和巨噬細(xì)胞由最初的抗炎表型逐漸轉(zhuǎn)化促炎表型[1，25～27]。在缺血性卒中的慢性期，活化的小膠質(zhì)細(xì)胞廣泛分布是卒中后全腦炎癥的一個突出特征。星形膠質(zhì)細(xì)胞是大腦中最豐富的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞，在正常的生理?xiàng)l件下為神經(jīng)元提供營養(yǎng)支持，并調(diào)節(jié)突觸活動；在缺血性卒中發(fā)生后，星形膠質(zhì)細(xì)胞也被激活，活化的星形膠質(zhì)細(xì)胞釋放多種促炎因子，促進(jìn)炎癥反應(yīng)，加重腦組織損傷[26]。

NF-κB(核轉(zhuǎn)錄因子)是經(jīng)典的炎癥反應(yīng)轉(zhuǎn)錄因子，是缺血性卒中炎癥反應(yīng)的主要參與者，其可通過低氧、ROS和幾種炎癥介質(zhì)來激活；同時，它可以調(diào)節(jié)多種促炎因子產(chǎn)生，包括白介素6、白介素1β和腫瘤壞死因子α。動物實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證實(shí)，NF-κB途徑的選擇性抑制，可以減輕大鼠的腦缺血再灌注損傷，下調(diào)腦組織炎性細(xì)胞因子，減少缺血引起的神經(jīng)元凋亡，減輕血腦屏障破壞，改善神經(jīng)功能并減輕其腦水腫和梗死面積；NF-κB的選擇性抑制還可以抑制星形膠質(zhì)細(xì)胞活化，隨后下調(diào)星形膠質(zhì)細(xì)胞釋放的趨化因子減少腦組織繼發(fā)性炎癥損傷。此外，抑制TLR4 /NF-κB途徑的激活可以降低NLRP3炎性體成分的表達(dá)，阻斷促炎型小膠質(zhì)細(xì)胞的極化。在對巨噬細(xì)胞的研究中，TSP-1通過NF-κB信號通路促進(jìn)炎癥性細(xì)胞因子的表達(dá)，也通過激活TLR4(Toll樣受體4) /NF-κB途徑刺激巨噬細(xì)胞產(chǎn)生腫瘤壞死因子α。抑制 TSP-1可能會抑制免疫細(xì)胞的活化和促炎因子的產(chǎn)生[28～31]。

JAK2(Janus激酶2) / STAT3(信號傳導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄活化因子3)信號通路是缺血性卒中后被激活的另一引發(fā)炎癥反應(yīng)的途徑，抑制JAK 2/ STAT3通路可以降低基質(zhì)金屬蛋白酶的表達(dá)，減少神經(jīng)炎癥和細(xì)胞凋亡，并改善急性缺血性卒中的血腦屏障完整性[32，33]。TSP-1對JAK2/ STAT3通路作用的研究僅限制于結(jié)腸炎，TSP-1衍生肽能夠抑制結(jié)腸組織中STAT3的活化，有效控制結(jié)腸炎癥和血管生成[34，35]。TSP-1是否對在腦組織中激活的JAK2 / STAT3途徑具有抑制作用還有待進(jìn)一步研究。

炎癥和血栓形成是相互影響的兩個過程，急性缺血性卒中患者的血小板以高度活化的狀態(tài)存在，活化的血小板與單核細(xì)胞相互作用觸發(fā)炎癥反應(yīng)，活化的單核細(xì)胞能夠通過獨(dú)立于經(jīng)典的血小板粘附機(jī)制捕獲不受刺激的血小板，通過產(chǎn)生組織因子促進(jìn)凝血酶生成，激活血小板[36]。TSP-1作為血小板與活化單核細(xì)胞的黏著性連接分子，可促進(jìn)局部血栓形成。因此，減少TSP-1 表達(dá)，抑制單核細(xì)胞和血小板的活化，不僅可以減少血小板分泌TSP-1，還可以抑制血栓形成。

2.4 血小板反應(yīng)蛋白1與星形膠質(zhì)細(xì)胞 在缺血性卒中發(fā)生后，缺血性損傷會導(dǎo)致廣泛的樹突棘丟失，棘突的丟失可能會導(dǎo)致功能改變，樹突棘是否恢復(fù)取決于局部缺血的嚴(yán)重程度[37]，早日解除局部缺血和促進(jìn)新的突觸形成是卒中治療的目標(biāo)，樹突棘的恢復(fù)可改善卒中后的神經(jīng)系統(tǒng)功能。

TSP-1對eNOS/NO/sGC/cGMP信號途徑的抑制作用會限制卒中后的組織再灌注[38]；而在缺血性損傷的恢復(fù)階段，神經(jīng)元釋放尿激酶型纖溶酶原激活物(uPA)，星形膠質(zhì)細(xì)胞將uPA受體募集到其質(zhì)膜，uPA與星形細(xì)胞uPAR(uPA受體)的結(jié)合激活ERK1 / 2(細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶1/2)介導(dǎo)的STAT3途徑，STAT3直接與TSP-1啟動子結(jié)合從而使TSP-1蛋白水平的升高，參與突觸可塑功能[39，40]。星形膠質(zhì)細(xì)胞不僅參與了炎癥反應(yīng)，對突觸的修復(fù)更是起到了關(guān)鍵作用；而星形膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生的TSP-1一方面參與局部組織缺血過程，一方面有助于突觸修復(fù)。無論對缺血性卒中的發(fā)展有利還是有害，TSP-1都參與其中，因此需要進(jìn)一步研究TSP-1在缺血性損傷中的突觸形成潛力是否超過其負(fù)面調(diào)節(jié)作用。

3 TSP-1作為缺血性卒中治療靶點(diǎn)的潛力

TSP-1作為細(xì)胞基質(zhì)蛋白，能夠與細(xì)胞表面多種受體結(jié)合，參與多種信號通路發(fā)揮作用；其參與動脈粥樣硬化性缺血性卒中病理過程，可能是治療的新的研究方向。TSP-1缺乏可減少與肥胖相關(guān)的炎癥以及巨噬細(xì)胞的遷移、黏附和炎癥信號；巨噬細(xì)胞源性的TSP-1與CD47相互作用可刺激主動脈瘤中巨噬細(xì)胞募集和炎癥發(fā)生，調(diào)節(jié)單核細(xì)胞的遷移和黏附，促進(jìn)主動脈瘤的發(fā)展[41]；當(dāng)敲除CD47時，可觀察到脊髓損傷后炎癥減少[37]；與此相一致，在肝移植缺血再灌注的研究中，阻斷TSP-1/CD47 使其對NO/cGMP信號傳導(dǎo)的抑制作用消失，并且減少了再灌注組織中中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的浸潤，促炎細(xì)胞因子的分泌以及ROS的產(chǎn)生[42]，缺血性卒中同樣存在缺血再灌注過程，并且在預(yù)后較差的患者血清中TSP-1濃度較高，因此阻斷TSP-1與CD47的結(jié)合可能對缺血性卒中同樣有益。

4 展 望

缺血性卒中發(fā)生的兩大主要原因是(1)在局部的動脈粥樣硬化病變促進(jìn)血小板黏附、聚集和釋放，最終形成血栓；(2)大動脈的粥樣硬化斑塊碎片或者破裂、出血，形成的栓子脫落堵塞腦小血管。動脈粥樣硬化病變的病理過程以及缺血性卒中進(jìn)展過程，都包括氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)和血管反應(yīng)?，F(xiàn)臨床上使用的調(diào)脂、抗血小板和營養(yǎng)神經(jīng)等藥物在單個方面治療缺血性卒中；而TSP-1對血管生成及血管舒張、免疫細(xì)胞激活、活性氧的產(chǎn)生以及突觸的修復(fù)都有影響，開發(fā)TSP-1拮抗劑或者其受體CD47的拮抗劑用于治療缺血性卒中可能使患者受益更多。