丁苯酞对脑缺血再灌注损伤保护作用的研究进展

纪海茹，孔　维，赵淑敏△，桑晓一

(1.承德医学院,河北承德　067000;2.承德市中心医院)

丁苯酞对脑缺血再灌注损伤保护作用的研究进展

纪海茹1，孔维1，赵淑敏1△，桑晓一2

(1.承德医学院,河北承德067000;2.承德市中心医院)

丁苯酞;脑缺血再灌注损伤;脑保护作用

缺血性脑血管疾病(ischemic cerebral vascular disease,ICVD)发病率逐年增高，病死率更是高达60%-80%，及时恢复缺血区脑组织血液供应是挽救脑缺血患者生命的最佳办法，但是恢复血流灌注后又会给脑组织带来新的损伤，即脑缺血再灌注损伤(cerebral ischemia reperfusion injury,CIRI)，这是引起多种脑血管疾病重要的病理生理基础，如何减轻再灌注损伤已经成为医学界研究的热点之一。随着对CIRI研究的深入，对其防治策略的研究也有了长足的发展，许多动物实验表明，西药、传统中药及针灸都对CIRI的治疗取得了一定的成效，找到了多个治疗靶点，但大多靶点单一。寻找多个治疗靶点、多个环节的药物防治CIRI势在必行。通过查阅大量文献发现:丁苯酞作为我国脑血管疾病治疗领域中第一个拥有自主知识产权的国家一类新药，是国际上首个作用于缺血性脑卒中多个靶点、多个环节的创新药物，且不良反应较小，被推荐为急性缺血性卒中的早期用药。现就丁苯酞对脑缺血再灌注损伤的保护作用及其机制进行综述。

1 抑制脑组织神经元的凋亡

1.1减少caspase酶类激活，抑制神经细胞凋亡CIRI中脑缺血半暗带神经元细胞死亡主要以凋亡形式进行，多条通路参与其中，分别为内源性通路(即线粒体/细胞色素-C通路)、外源性通路(即死亡受体通路)和内质网通路。通过以上三条通路中的一条或多条转导凋亡信号，激活具有天冬胺酰蛋白酶活性的caspase家族，进而诱导细胞凋亡，其中caspase-3是caspase级联“瀑布”下游最关键的凋亡蛋白酶，在各种因素启动的凋亡程序中起最后的枢纽作用[1]。激活的caspase-8能够激活caspase-3，导致细胞凋亡[2]。活化后的caspase-9能激活下游的caspase-2、3、6、7、8、10，进而启动细胞凋亡。一些实验结果表明:NBP预处理可下调caspase-8的表达[3];NBP治疗组皮质神经的caspase-9 mRNA阳性细胞数明显少于模型组[4]。焦东亮[5]则发现NBP能明显抑制大鼠CIRI后梗死灶周边缺血半暗带区神经元内caspase-3的表达，证明NBP可通过抑制caspase酶类激活,抑制细胞凋亡。

1.2作用于线粒体/细胞色素-C通路缺血性脑损伤所引起的神经元凋亡主要是由线粒体途径介导的，线粒体释放的细胞色素-C可通过一系列反应启动细胞凋亡。王建华等[6]研究发现，丁苯酞能有效抑制Cy-t C从线粒体内的释放，阻断了细胞凋亡信号的传导，进而抑制细胞凋亡的发生。

促凋亡蛋白(Smac)经线粒体释放，可激活caspases程序，Smac的发现补充并完善了线粒体通路为细胞凋亡调控中心的这一理论[7]。董莎等[8]研究证实，丁苯酞治疗组、预防加治疗组各个时间点Smac的表达均低于缺血再灌注模型组，表明丁苯酞可通过下调Smac的表达来保护神经细胞。

1.3作用于死亡受体通路作为死亡受体途径重要成员的Fas蛋白，是一个重要的促凋亡基因。Fas(CD95)是一个有重要功能的细胞表面受体，与Fas配体(FasL)的结合能够启动caspase级联反应，导致细胞凋亡，该途径被称为死亡受体介导的凋亡途径。任桂茹等[9]观察到经NBP治疗后Fas蛋白表达明显减少，说明NBP可能通过下调Fas蛋白的表达起到保护神经细胞作用的。

1.4作用于凋亡相关因子细胞凋亡同时受细胞内基因和细胞外因子的共同调节，其中Bcl-2和Bax是一组很重要的凋亡调控基因，在神经细胞凋亡中发挥重要作用。李国前等[10]通过实验发现:丁苯酞治疗组的梗死灶周围脑组织Bcl-2表达上调，Bax表达下调，提示丁苯酞可通过抗神经细胞凋亡而发挥神经保护作用。

程序性细胞凋亡因子5(PDCD-5)是由北京大学医学部免疫学重点实验室首先在国际上报道的一个新基因，内源性PDCD-5在细胞凋亡过程中发挥着重要的正向调控效应。李延可等[11]通过实验推测PDCD-5可能是丁苯酞神经保护作用的靶点之一。

2 抑制炎症反应发生，保护受损的神经元

近年来，有大量研究支持炎症反应参与了CIRI的过程。CIRI后一系列的应激反应，使脑内蛋白质的早期合成普遍受到了抑制，却诱导了一些特殊基因的表达，合成一些新的蛋白质，热休克蛋白(HSP70)就是其中之一，其对坏死和凋亡都有抑制作用。实验证据表明，HSP70作为内源性配体可激活TLR4，激活的TLR4有可能是缺血再灌注损伤中最主要的炎症应答的触发器[12]。任建宏等[13]通过实验发现，NBP预处理能够抑制TLR4及内源性配体的表达，进而抑制炎症反应的发生，发挥脑保护作用。

3 降低自由基浓度，抑制迟发性神经元死亡

研究发现, 脑缺血再灌注后3小时的脑细胞中线粒体被破坏，不能充分利用有氧代谢产生ATP，血液再灌注所带入的氧只能在黄嘌呤氧化酶的作用下产生新的超氧阴离子，使原有的因氧耗竭而停滞的烷自由基向脂质过氧化物自由基转换，从而产生新的自由基，自由基生成大大超过了机体保护机制的承载能力，会导致DNA、蛋白质及脂类的损伤，造成脑缺血后迟发性神经元死亡[14]。李强[15]通过实验发现，丁苯酞注射液可通过抑制黄嘌呤氧化酶和次黄嘌呤氧化酶的活性来降低氧自由基的浓度。

4 抑制钙超载，减轻神经元损伤

脑缺血再灌注时，细胞内的Ca2+浓度升高所导致的神经细胞损伤的现象称为Ca2+超载。细胞内Ca2+浓度升高，活化激酶/磷酸酶，从而触发脂质和蛋白质水解及NO的生成，激活核酸内切酶降解DNA，还会引起自由基生成过多，增加线粒体膜的通透性，导致细胞变性、坏死或是凋亡。相关研究表明，丁苯酞能够降低内钙释放剂所引起的内质网钙库的释放，抑制谷氨酸引起的细胞内Ca2+升高，抑制因低糖、低氧等因素引起的神经细胞内Ca2+的升高，从而抑制细胞内钙离子超载，减轻内质网的应激，减少因Ca2+升高所造成的细胞损伤[16]。

5 减少兴奋性氨基酸释放，缓解神经毒性作用

兴奋性氨基酸作为中枢神经系统主要的兴奋性神经递质，包括谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸等。在生理情况下，该类氨基酸在神经元之间的信息传递过程中发挥着重要作用，在脑缺血再灌注过程中，该类氨基酸的神经毒性作用是损伤脑组织的启动者和执行者，不仅可诱导细胞凋亡，更能直接导致细胞死亡。

在CIRI中，兴奋性氨基酸可促使水和钠的内流导致细胞水肿变性，激活兴奋性氨基酸受体，启动电压依赖性的钙离子通道，钙离子大量内流，导致细胞内钙超载。兴奋性氨基酸还可促使氧自由基大量地产生，激活NOS产生过量的NO，损伤线粒体膜，使线粒体形成漏，开放线粒体转换孔致使离子平衡紊乱。

丁苯酞可减少低糖低氧损伤后神经细胞的谷氨酸和5-HT的释放，从而抑制突触后神经元过度兴奋、溃变、坏死等“兴奋毒性反应”。以上这些作用可能是其抗脑缺血的作用机理之一。

6 减轻血脑屏障破坏，抑制脑水肿

CIRI最明显的变化是血脑屏障(blood brain barrier BBB)通透性的改变。脑缺血再灌注时，BBB通透性增高，水和血浆成分漏出到周围脑组织，引起血管源性脑水肿。细胞外基质(extracellular matrix,ECM)是BBB基底膜的主要组成成分，主要包括IV型胶原、层黏蛋白及纤维连接蛋白等，它们以基膜或不定形式存在于细胞外围，构成细胞生活的微环境，过滤经过内皮细胞进入脑内血液中的分子物质collagen Ⅳ胶原作为微血管基底膜的关键组成部分，缺血后其自身量的变化是BBB破坏的重要指标[17]。

基质金属蛋白酶MMP-9可促进缺血脑组织毛细血管破坏，特别是微血管基底膜的损伤，使BBB开放，通透性增加，从而导致脑缺血后继发性脑水肿。有资料表明，脑缺血损伤后，MMP-9与血脑屏障损伤的关系最为密切。高兰等[18]发现，丁苯酞可能通过抑制MMP-9表达，减少基底膜collagen Ⅳ型胶原降解，减轻BBB破坏导致的CIRI，发挥其脑保护作用。

7 改善脑缺血区微循环和脑能量代谢

脑是能量代谢最活跃的器官,能量是维持细胞结构和功能所必需的,但是脑的能量储备却十分有限,脑血流中断后,能源物质特别是ATP、磷酸肌酸生成减少,损害脑细胞的功能，能量耗竭是局灶性脑缺血再灌注引起组织最早和最直接的损伤[19]。丁苯酞可明显减少脑组织缺血后乳酸的升高和ATP、磷酸肌酸的降低, 提示NBP可通过改善脑能量代谢发挥脑保护作用。

8 延长溶栓治疗时间窗，争取更多治疗机会

临床上治疗缺血性脑卒中的关键是及时恢复缺血区血流灌注，但因存在再灌注时间窗的问题，如再灌注超过该时间窗，脑损伤会比之前加重，即CIRI。研究证实，脑缺血再通超早期治疗的时间窗为3-4.5h(6h内)[20]，事实上只有约1%-2%的患者在该时间窗内进行了溶栓治疗[21]。

血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)可特异性地作用于内皮细胞，增加血管的通透性及新生血管的形成。张蓓蕾等[22]发现，应用NBP的大鼠脑缺血再灌注后VEGF蛋白表达显著上调，且用药时间越早，缺血再灌注后脑组织中VEGF的表达越强，对半暗带区脑细胞的保护作用越明显，从而为缺血性脑血管病的溶栓治疗提供了更多的可能性。

9 展望

NBP作为目前治疗缺血性脑血管疾病的首选药物，其对脑缺血再灌注损伤的治疗作用已被大量资料所证实，若预处理(将丁苯酞提前应用)缺血性脑血管疾病的高危人群，能够起到预防性的保护作用，将会为临床治疗缺血性脑血管疾病提供新的思路，开创新的途径。

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1004-6879(2014)03-0250-03

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