腦出血后小膠質細胞介導的血腫清除機制研究進展

孫曉舟 吳大龍 劉立明 趙德喜

(1長春中醫藥大學，吉林 長春 130117；2長春中醫藥大學附屬醫院)

腦出血(ICH)是第二大最常見的腦卒中亞型，也是致殘率和死亡率高的一種重要疾病〔1〕。ICH占全腦卒中的10%～20%，其7 d、30 d、1年內的病死率分別為35%、40%、59%，只有12%～39%的幸存者可以實現生活自理〔2〕。ICH發病早期主要由于腦實質血腫造成機械性損傷，損傷程度與出血量和血腫體積相關，且約1/3的患者在24 h內會出現血腫擴大及再出血。紅細胞(RBC)是血腫的主要成分，在數天內破裂釋放大量血紅蛋白(Hb)，其中亞鐵血紅蛋白被氧化為高鐵血紅蛋白過氧化物，進而形成血紅素,血紅素與血紅素加氧酶(HO)結合降解為膽綠素、一氧化碳和有毒性作用的鐵，這些血腫產物均加重了腦組織損傷與炎癥反應〔3〕。而小膠質細胞作為腦內主要的吞噬細胞，是血腫清除過程中的主要吞噬系統，對RBC及一些血腫產物具有較強的吞噬能力，參與炎癥反應。因此，加快內源性血腫清除是ICH的潛在治療靶點，本文就ICH后小膠質細胞介導的RBC內源性清除、血腫產物的清除、炎癥反應等方面，進行以下綜述。

1 小膠質細胞介導的吞噬作用

小膠質細胞占全腦神經細胞的5%～20%，是中樞神經系統的巨噬細胞。ICH后，小膠質細胞由靜止狀態變為活化狀態，其形態發生了變化，分為經典活化狀態M1型和選擇活化狀態M2型，同時也具備了吞噬能力〔4〕。ICH早期，血液外溢時，血液成分中的Hb、RBC、凝血酶、血紅素、鐵等使小膠質細胞激活，其中活化的核因子(NF)-κB可上調白細胞介素(IL)-1β、IL-6和腫瘤壞死因子(TNF)-α的表達,促進炎癥損傷〔5〕。在ICH后1 h即可觀察到活化的小膠質細胞，具有促炎作用的M1表型標志物上調，4 h后達到高峰，7 d后逐漸下降，損傷晚期主要以具有抗炎作用的M2表型多見〔6〕。因此，早期抑制小膠質細胞的活化，誘導小膠質細胞表型從M1向M2型轉變對改善腦損傷具有重要意義。盡管血腫導致早期小膠質細胞的活化和炎癥因子的釋放，但小膠質細胞/巨噬細胞作為血腫清除過程中的主要吞噬系統，其吞噬能力往往大于炎癥反應，對血腫產物、壞死組織有極強的吞噬作用，為組織修復和神經改善提供良好的環境。早已有研究證明在ICH后24～72 h血腫組織周圍有大量的小膠質細胞，可有效清除血腫，發病7 d后，吞噬能力逐漸增強，然后在1～2 w內緩慢消退。小膠質細胞在血腫清除過程中既要承受損傷產生的氧化應激，又要抵御自身產生的氧化副產物，所以它具有獨特的適應氧化環境的能力。通過刺激血腫周圍小膠質細胞/巨噬細胞吞噬功能促進內源性血腫清除是治療ICH的一種有效策略。粒細胞集落刺激因子(G-CSF)可抑制小膠質細胞的炎癥反應促進自噬，并通過抑制NF-κB信號通路減少神經損傷〔7〕。因此，研究小膠質細胞/巨噬細胞的吞噬能力是促進ICH后血腫清除、改善神經損傷的關鍵。

2 小膠質細胞介導的紅細胞內源性清除

2.1小膠質細胞中CD36介導的RBC內源性清除 CD36是B類清道夫受體(SR)家族的成員之一，能夠識別特定的氧化磷脂和脂蛋白，作為小膠質細胞上的膜蛋白，在ICH后吞噬作用介導的血腫清除過程中意義重大，并參與ICH后炎癥反應〔8〕。過氧化物酶體增殖物激活受體(PPAR)γ是調節目標基因表達的核內受體轉錄因子超家族成員，近幾十年來，PPARγ這一亞型及其受體激動劑被公認為具有抗炎、抗氧化作用，并參與ICH后小膠質細胞介導的吞噬過程〔9〕。ICH后，血腫周圍組織或小膠質細胞中的PPARγ被激活，PPARγ活化增強可使小膠質細胞/巨噬系細胞中CD36表達上調，促使實驗性ICH血腫清除率上升，所以激活PPARγ是血腫清除的靶向目標〔10〕。目前PPARγ活化劑如羅格列酮及15d-PGJ2，使膠質細胞/巨噬細胞中的CD36表達升高，進而增強小膠質細胞吞噬RBC的能力,并減少IL-1β、IL-6和TNF-α等炎癥因子的表達〔11〕。實驗研究表明〔12〕：辛伐他汀通過增強PPARγ活性來增加CD36表達，并加速M2表型小膠質細胞/巨噬細胞極化，使小膠質細胞吞噬RBC的能力增強，促進血腫吸收，改善神經系統損傷。盡管他汀類藥物是否能改善ICH的預后仍存爭議，但越來越多的臨床證據表明他汀類藥物在ICH之后使用是安全的，可能會加速血腫的分辨率和改善神經損傷〔13〕。

Toll樣受體(TLR)4是先天免疫系統的重要組成部分，參與調控CD36的表達，誘導炎癥反應，是ICH預后不良的關鍵因素，可能參與血腫擴大與腦組織損傷〔14〕。研究表明〔15〕，TLR4基因敲除的小鼠血腫周圍CD36表達上調，激活PPARγ可抑制TLR4信號通路，血腫吸收明顯增快，可見TLR4信號通路的負調節在血腫吸收方面起到關鍵作用。其細胞內接頭蛋白骨髓分化因子(MyD88)和TLR相關干擾素活化子(TRIF)信號通路參與TLR4介導的ICH后炎癥應答。Lin等〔16〕證明ICH后，TLR4-/-小鼠的MyD88和TRIF蛋白表達降低，同樣MyD88-/-或TRIF-/-小鼠中NF-κB活性下降，進而IL-1β、IL-6、TNF-α等炎癥因子表達下降，神經功能改善。由此可見TLR4通過MyD88/TRIF信號通路激活NF-κB,誘導炎癥反應發生?，F已研發許多TLR4拮抗劑，如姜黃素、TAK242、M62812等可阻斷TLR4信號通路，TAK242作為TLR4的特異性拮抗劑，可下調TLR4及下游分子MyD88、TRIF表達，從而抑制NF-κB的活性，使其下游促炎因子表達下降〔17〕。因此，干預TLR4信號通路是促進ICH后血腫吸收的潛在治療靶點。

NFE2P45相關因子(Nrf)2是細胞內氧化應激的穩態調節器，廣泛存在于小膠質細胞中，具有較強的抗氧化能力，在ICH后血腫清除以及吞噬方面發揮了重要作用,是CD36潛在的轉錄調控因子〔18〕。激活Nrf2：①可誘導抗氧化防御成分的生成，如超氧化物歧化酶、過氧化氫酶、谷胱甘肽巰基轉移酶、HO-1、結合珠蛋白(Hp)等；②上調吞噬介導的清道夫受體CD36；③增強小膠質細胞對RBC的吞噬能力〔19〕。因此，通過活化Nrf2提高細胞的抗氧化能力，可以保護大腦損傷后的腦神經與血管成分。萊菔硫烷(SF)是Nrf2的活化劑，能激活Nrf2使小膠質細胞吞噬RBC的能力顯著增強，并可上調CD36 mRNA的表達，促進血腫清除。但目前仍缺乏多中心、多樣本的臨床隨機對照實驗，未能充分證明其臨床療效，也未被廣泛應用。

2.2CD47介導的RBC內源性清除 CD47是RBC中廣泛表達的整合膜蛋白，也被稱為整合素相關蛋白。整合素激活是CD47信號傳導的第一個效應途徑，主要基于信號調節蛋白(SIRP)α、分泌配體血小板反應蛋白(TSP)1相互作用抑制小膠質細胞對紅細胞的吞噬。RBC中CD47的降低可促進小膠質細胞對RBC的吞噬，加快血腫清除〔20〕。CD47阻斷抗體B6H12抑制SIRPα和TSP1與細胞表面的CD47結合。Cao等〔21〕建立豬腦出血模型驗證了降低CD47表達可減少血凝塊，去鐵胺作為鐵螯合劑具有神經保護作用，可明顯降低CD47表達，加速血腫清除。

3 小膠質細胞介導的血腫產物清除

Hb作為ICH后主要的血腫成分，具有高度的細胞毒性，在HO-1作用下，分解為血紅素和鐵離子等，能夠引發對脂質、DNA和蛋白質的氧化損傷等反應，誘導神經損傷。

3.1小膠質細胞介導的Hb的清除 中和Hb可能是減少ICH后繼發性損傷的重要目標。ICH后，游離的Hb具有強氧化性，引起機體氧化應激反應。而觸珠蛋白觸珠蛋白是一種急性期α2酸反應糖蛋白，ICH后局部產生的腦觸珠蛋白可以加大結合游離Hb的能力，加速對Hb的清除，保護腦免受Hb介導的損傷〔22〕。小膠質細胞表面的清道夫受體CD163，作為Hb清除劑受體介導了從RBC釋放的Hb的內吞作用,可識別觸珠蛋白與游離Hb特異性結合形成穩定的Hb-觸珠蛋白-CD163復合物。ICH后CD163表達升高，介導的Hb清除率也顯著增加，加快血腫吸收，減少血腫占位效應〔23〕。因此，旨在中和可能是Hb治療ICH的一個重要的臨床目標。

3.2小膠質細胞介導的血紅素的清除 血紅素是TLR4的配體分子之一，在ICH早期起到抗氧化作用，可激活TLR4信號通路，與TLR4結合使TNF-α、IL-1β、IL-6等炎癥因子釋放增加，誘導腦組織炎性損傷〔16〕。血紅素可同時觸發MyD88和TRIF信號通路，激活TLR4信號通路，導致小膠質細胞中TLR4表達增加，進而誘導TLR4下游炎癥因子表達增加。HO-1是血紅素降解的限速酶，是小膠質細胞中的氧化應激蛋白，也被認為是吞噬紅細胞的調節劑，可增強小膠質細胞對RBC的吞噬能力。

3.3小膠質細胞介導的鐵離子的清除 鐵是Hb的另一重要血腫產物，它通過HO從血紅素中釋放出來。ICH后，鐵從溶血中產生鐵離子，通常會出現鐵離子過載現象，造成嚴重的腦損傷。高濃度的鐵離子釋放導致全身性的鐵蛋白上調，通過氧化應激介導腦組織損傷〔24〕。去鐵胺能夠結合低分子的游離鐵，而在ICH后低分子量的鐵離子是主要的存在形式。去鐵胺可抑制小膠質細胞的激活，M2型小膠質細胞的增多可以抑制基質金屬蛋白酶(MMPs)家族表達，尤其是MMP-3/-9，從而保護神經元功能〔25〕。

4 小膠質細胞介導的繼發性炎癥反應

炎癥反應在ICH后繼發性損害中起重要作用。ICH早期，活化的小膠質細胞、血腫本身及其降解產物都會發生炎癥反應，產生大量的炎癥介質及炎癥因子。參與ICH后炎癥反應的介質主要以MMPs、NF-κB為主。MMPs是一類蛋白水解酶，MMP-3和MMP-9是其主要的配體，可降解細胞外基質進而導致神經血管損傷〔26〕。NF-κB具有多向轉錄調節作用。ICH后，其轉錄功能的激活，致使小膠質細胞活化后促炎因子的釋放，參與炎癥反應，導致神經功能損傷〔27〕。ICH后，TNF-α、IL-1β、IL-6等促炎因子的生成會可通過NF-κB通路來激活MMP-3和MMP-9，使其表達增加，血腦屏障通透性增強，形成腦水腫，且發現多聚在血腫周圍被激活的小膠質細胞內〔28〕。研究表明〔29〕，ICH后，IL-6表達升高，會刺激纖維蛋白原生成，促進IL-1β和TNF的合成，2～3 d時IL-1β的表達達到高峰，導致血管收縮、凝血酶降低，加重血腫擴大。而IL-10具有抗炎與免疫抑制的作用，主要由淋巴細胞、血管平滑肌細胞等產生的一種細胞因子，可通過抑制IL-1、IL-6、TNF-α等表達，從而起到抗炎作用。

這些在腦損傷后細胞釋放的炎癥介質和其下游的炎癥因子，會促使血腫再次擴大，導致血腫周圍組織損傷，大量神經細胞死亡和血腦屏障的破壞，引起繼發性損傷。因此，有效地控制繼發性炎癥反應是ICH神經保護治療的關鍵所在，更加深入地探索炎癥反應在血腫清除中的作用，將可能為ICH的治療提供新的途徑。

綜上，血腫清除是治療ICH的始動環節。在血腫產生并清除的過程中，增強小膠質細胞的吞噬能力，抑制小膠質細胞的過度活化，調控在小膠質細胞中表達的蛋白或受體，促進血腫產物的清除及炎癥反應的阻斷，都是加快血腫吸收的關鍵所在。因此，從以上幾方面出發會為ICH后血腫清除和繼發性損傷提供新的治療思路。今后，我們也將在ICH后血腫清除機制方面進行更深入地研究與探索，進一步明確血腫清除機制，找到更好地治療手段。