脂联素与缺血性脑卒中

张 蓉(综述)，李亚丽(审校)

(天津市武清区人民医院神经内科，天津 301700)

缺血性脑血管病发病率、病死率、致残率高，是人类三大致死病因之一。颈动脉斑块形成是大血管粥样硬化表现，颈动脉斑块是全身动脉粥样硬化的反映，与心血管事件密切相关，是脑卒中的高危因素。血管内皮功能损伤是导致动脉粥样硬化的主要因素[1]。脂联素是近年来新发现的一种生物活性物质，具有保护血管内皮、抗炎、直接抗动脉粥样硬化等特性，可以直接和间接地参与对动脉粥样硬化过程的调控，与缺血性脑卒中疾病的发生、发展存在一定的关联性。

1 脂联素的生物学特性

脂肪组织不仅是能量储备的终末分化器官，还具有旺盛的内分泌功能，脂联素与瘦素、抵抗素、脂肪酶等统称脂肪细胞因子，是脂肪组织分泌具有生物活性的一种蛋白质，Scherer等[2]首先从脂肪细胞系中分离出并命名为脂联素，又被称为AdipoO、GBF28等。采用酶联免疫吸附试验可检验人脂联素水平。正常人血浆脂联素浓度1.9～17.0 mg/L，约占血浆总蛋白含量的0.01%，脂联素单体存在于脂肪细胞中，只有形成多聚体后才能被分泌到细胞外而发挥生物学作用[3]。人类脂联素基因位于染色体3q27上，全长约17 kb，含3个外显子和2个内含子[4]。脂联素相对分子质量约为30×103，含有244个氨基酸，由20个氨基酸残基信号肽、N端非同源序列、胶原样纤维结构域和C端球状结构域4个部分组成[5]。迄今为止共发现两种脂联素受体，脂联素受体1和脂联素受体2[6]。脂联素受体在脑、心、肾、肝、肺、骨骼肌、脾、睾丸等多种组织表达，其中脂联素受体1主要表达于骨骼肌细胞中.而脂联素受体2主要表达于肝细胞中。动物实验研究表明[7]，在大鼠脑组织中脂联素受体1分布广泛，而脂联素受体2在皮质、下丘脑和海马等局限分布。脂联素及其受体在人垂体及大脑中均高度表达[8]。脂联素与脂联素受体1结合后可激活过氧化物酶体增殖屋激活受体α通路，参与脂肪酸氧化过程，与糖摄取无关；同时激活腺苷-磷酸活化蛋白激酶和p38丝裂原激活蛋白激酶通路，发挥生物学效应。Thundyil等[9]动物实验表明，卒中后脂联素受体1的活化可导致脑细胞死亡。T-钙黏蛋白被称为第3种脂联素受体，是近年来发现的一种与脂联素结合的膜蛋白，能与脂联素六聚体和高相对分子质量多聚体的受体结合，不与脂联素球状结构域、脂联素三聚体结合，通过与其他膜蛋白的联合作用及与细胞膜上特定的结构域结合参与信号转导。

2 脂联素与缺血性脑卒中

Efstathiou等[10]临床研究发现，缺血性脑卒中的患者血浆脂联素低水平与5年后病死率增加呈正相关，梗死体积和神经功能缺损评分均与血清脂联素水平呈负相关。血清脂联素水平降低是卒中患者死亡的独立危险因素。Yatomi等[11]通过对短暂性脑缺血小鼠模型的研究发现，脂联素在缺血半球的脑组织中表达量增加，表达仅限于内皮细胞，缺血中心区的表达量高于缺血周围区，而在非缺血半球则未发现脂联素表达。Ouchi等[19]研究发现，体外试验中脂联素可以作为化学诱导物刺激人静脉内皮细胞，转化为具有毛细血管样结构的内皮细胞，体内试验时则可以刺激血管生长。血清脂联素水平下降使毛细血管的自我保护功能下降，增加了脑梗死发生和复发的机会。Kato等[12]以脂联素基因敲除小鼠和野生型小鼠为研究对象，使用氦氖激光器损伤颈动脉后，脂联素基因敲除小鼠形成血栓的速度显著快于野生型小鼠，而补充脂联素后可延缓血栓形成。以上提示血浆脂联素浓度持续升高可具有长期脑动脉保护效应，抗血栓形成作用。

针对脂联素在脑血管病发挥重要作用观点存在一些争议,一些学者认为脂联素与脑血管疾病无关。Stott等[13]在70～82岁的老年人群中进行的一项病例对照研究显示，脂联素水平低在缺血性卒中的发病中仅起中性作用，即使与白细胞介素18和肿瘤坏死因子α等细胞因子联合也不具有临床预测价值。一些研究表明,缺血性脑损伤时会出现脂联素聚集和脂联素受体1激活，从而导致神经元死亡并加重缺血性脑损伤，其原因可能与脂联素受体1激活p38丝裂原激活蛋白激酶和胱天蛋白酶3等信号通路有关，而这些通路的激活与脑缺血时神经元死亡密切相关[9]。

2.1脂联素对血管内皮保护作用 临床研究显示，正常人血浆脂联素水平较卒中患者增高62%，并与年龄和个体胰岛素敏感性直接相关[14]。脑缺血损伤导致内皮细胞死亡、血脑屏障破坏，脂联素从血管间隙漏出并聚积到缺血再灌注受损区，与血管内膜胶原Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ结合，积聚于受损的血管内皮内，致局部受损区域血浆脂联素浓度升高，维持血管壁的完整性。同时内皮细胞也表达脂联素受体，脂联素与受体结合抑制氧化型低密度脂蛋白诱导的内皮细胞增殖。在体外实验中，球形脂联素能抑制内皮细胞在氧化型低密度脂蛋白、高糖等刺激下大量产生活性氮，且这种抑制作用与脂联素呈剂量依赖性关系[15]。脂联素可能是通过抑制线粒体活性氮的生成和还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶的活性，使内皮细胞活性氮生成减少，起到减少氧化应激的作用对血管内皮损伤，从而对血管内皮发挥重要保护作用。

2.2脂联素的抗炎作用 炎性反应在脑缺血损伤中起着重要作用。体外研究显示[16]，脂联素能逆转肿瘤坏死因子及其他细胞因子对内皮细胞造成的有害作用。在脂联素基因敲除小鼠中可观察到微血管的炎性反应，而用球形脂联素替代治疗后，其微血管内皮细胞的炎性反应被逆转。在短暂性脑缺血大鼠模型中，脂联素通过减少基质金属蛋白酶9、髓过氧化物酶、白细胞介素113、肿瘤坏死因子α、白细胞介素8在中枢组织的表达，起到保护微血管基膜的完整性、抑制中性粒细胞渗出、改善缺血后脑组织炎性反应的作用。脂联素的聚积是以剂量依赖方式抑制肿瘤坏死因子α诱导的动脉内皮细胞黏附分子的表达，通过影响细胞内环磷酸腺苷-蛋白激酶A和核因子κB信号通路调节内皮细胞炎性反应。脂联素刺激抗炎性细胞因子的释放、抑制前炎性细胞因子的产生，减少脑血管内皮细胞炎性因子分泌，与超敏C反应蛋白和肿瘤坏死因子α表达水平呈负相关，进一步支持脂联素具有抗炎作用。最近的一段研究检测了同性别以及同年龄组82例急性脑缺血卒中患者和30例卒中间期患者的血浆脂联素水平，结果显示，缺血早期脂联素水平显著下降，并维持6个月，由此可推测脂联素在缺血性脑血管病中的作用是通过抗炎反应实现的，而与急性缺血无明显联系[17]。

2.3脂联素与血管新生 脂联素能调节内皮型一氧化氮合酶活性以及多种细胞反应，提高内皮源性一氧化氮的生物学活性，在血管发生中起着重要作用。体外研究发现[18]，脂联素通过腺苷酸活化蛋白激酶/内皮型一氧化氮合酶及腺苷酸活化蛋白激酶/环磷酸腺苷-蛋白激酶A介导的信号通路，促使人脐静脉内皮细胞迁移、成管、分化形成毛细管网状结构。腺苷酸活化蛋白激酶抑制剂和蛋白激酶B抑制剂均能消除脂联素诱导的内皮型一氧化氮合酶磷酸化和人脐静脉内皮细胞的迁移、分化作用。腺苷酸活化蛋白激酶抑制剂能抑制脂联素诱导的Akt磷酸化，而蛋白激酶B抑制物和PI3K的抑制剂LY294002能阻断脂联素诱导的Akt、内皮型一氧化氮合酶磷酸化及迁移、分化作用，但对腺苷酸活化蛋白激酶的磷酸化水平没有影响。这表明在脂联素可通过激活腺苷酸活化蛋白激酶信号通路，有效刺激缺血状态下的血管发生。Nishimura等[19]同样以脂联素基因敲除和野生型小鼠为研究对象，在大脑中动脉闭塞1 h再灌注23 h后，脂联素基因敲除小鼠缺血性脑损伤体积更大和神经功能缺损更严重，一氧化氮合酶活性显著降低，给予注射外源性脂联素能使两组小鼠梗死缩小，可见脂联素在脑缺血再灌注中发挥重要的保护作用。

3 展 望

脂联素在调节糖脂代谢、抗炎、抗动脉粥样硬化以及保护血管内皮功能等方面发挥着广泛的生物学效应，在缺血性脑血管疾病的发生、发展中亦起着重要的神经和血管保护作用。脂联素可能成为临床预测和诊断脑血管疾病的有效生物学标志物，缺血性脑卒中患者存在低脂联素血症，监测血浆脂联素水平，可以筛选动脉粥样硬化的高危人群，干预动脉粥样硬化的进展，预防缺血性脑卒中的发生。脂联素有望成为缺血性脑卒中的一种新治疗方法和干预靶点。

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