NF-κB与脑出血后继发性损伤的研究进展

邵恩得 王恒

·综述与讲座·

NF-κB与脑出血后继发性损伤的研究进展

邵恩得 王恒

脑出血；NF-κB；颅脑损伤

自发性脑出血是一种高发病率、高病死率和高致残率的脑血管疾病，目前尚无特异及有效的治疗方法，不良的预后给家庭和社会都带来了沉重负担。脑出血后除血肿本身对脑组织的直接损伤外，由此引起的一系列继发性损伤也影响着患者的预后。本文就NF-κB在脑出血后的继发性脑损伤过程中所扮演的角色及其机制进行综述。

1 NF-κB/Rel家族与IκB家族

1986年，Sen 等首次从鼠B淋巴细胞核提取物中，发现一种能与免疫球蛋白κ轻链基因增强子κB序列特异结合的核蛋白因子，称之为NF-κB(nuclear factor-κB)。NF-κB家族有许多成员，实验证实它们与免疫反应、炎症反应、肿瘤发生、细胞的增生、转化、凋亡等密切相关，在机体生理和病理条件下，发挥着重要的作用[1]。按照结构与功能的不同可将其分为两组：一组由NF-κB1(P50/ P105)和NF-κB2(P52/ P100)组成，其由含有C-末端锚蛋白重复序列的前体蛋白p105和p100通过ATP依赖蛋白水解过程裂解而形成。该类蛋白含有Rel同源区(Rel homogeneous domain，RHD)，但缺乏转录活性区，无独立激活基因转录的功能。另一组由RelA(P65)，RelB，c-Rel(Rel)和果蝇体内发现的Dorsal，Dif，Relish所组成。它们没有前体，除N端的RHD外，其C-端有一个或多个转录活性区，具有直接作用转录设备而激活基因转录的功能。我们通常所说的NF-κB是由P50和P65所组成的异二聚体。

在正常情况下NF-κB二聚体与IκB结合形成三聚体存在与胞浆中，稳定存在。细胞因子(TNF-α，IL-1)、神经酰胺、氧化应激、细菌粘多糖、病毒产物等，各种外界刺激信号可经过膜受体传入胞浆，通过激活一种蛋白激酶，使IκB磷酸化，进而使NF-κB活化，并迅速进入细胞核与κB位点相结合发挥作用[2]。

2 NF-κ B与脑出血后的继发性损伤

NF-κB广泛存在于神经系统中各类型的功能性细胞中，包括脑血管内皮细胞、神经元细胞、星形胶质细胞、小胶质细胞和少突胶质细胞。脑出血后脑内的病理生理变化是一个错综复杂的过程，NF-κB参与了这种损伤的病理生理过程，并在这个过程中起到了中心环节作用。研究表明脑出血后周围组织继发性损伤与NF-κB的持续活化与表达明显相关，活化后的NF-κB出可通过以多种途径加重脑损伤[3]。

2.1 扩大炎性反应 炎性反应是具有血管系统的活体组织对损伤发生的反应，它是一个复杂的生物过程，包括一些细胞因子的合成与释放。脑出血后由于血肿的压迫造成局部脑组织缺血缺氧，血管通透性增加，脑水肿发生和炎性细胞浸润并释放大量炎性细胞因子，从而启动一系列的应激性炎性反应过程[4]。NF-κB可以高效诱导炎症细胞因子(TNF-α、IL-1、IL-6等)、趋化因子、黏附分子(ICAM-1、VCAM-1)、炎性酶(iNOS、COX-2)等的基因表达，使炎性反应级联放大[5]。研究证实脑出血周围区存在明显中性粒细胞浸润，随之巨噬细胞聚集，在中性粒细胞、巨噬细胞和残存的小胶质细胞中均有TNF-α的表达增强[6]。TNF-α启动子中含有κB的结合位点，活化的NF-κB进入细胞核，与数种目的基因特定DNA序列结合，从而启动该基因的转录，一些表达产物如ICAM-1、IL-1、TNF-α等炎性细胞因子。粘附分子可促进白细胞粘附于内皮细胞上，进而穿出血管壁并通过趋化作用到达损伤组织，通过炎性细胞的炎性反应作用加重了脑组织的进一步损伤[7]。TNF-α会导致内皮细胞破坏使血脑屏障受损间接导致髓鞘的损伤，并且它还可促进白细胞粘附于脑血管内皮细胞上。白细胞可以造成微血管阻塞，改变血管顺应性。活化的TNF-α、IL-1又可促进NF-κB的表达，TNF-α和IL-1这两个靶细胞因子共同与NF-κB形成了一个正反馈系统，所以一旦NF-κB激活引起炎性反应，通过表达炎性细胞因子，诱发复杂的级联反应，损伤中枢神经系统[8,9]。

2.2 促进细胞凋亡 脑出血后神经细胞的死亡可分为坏死和凋亡，坏死是以神经细胞肿胀和溶解为特征，而凋亡则是以细胞体皱缩形成凋亡小体为特征，然后被邻近正常细胞或巨噬细胞所吞噬[10]。研究认为细胞亡途径主要有三条，包括线粒体途径、死亡受体途径和内质网途径[11]。在中枢神经系统中，线粒体途径是神经元细胞凋亡的主要途径。

目前脑出血后神经细胞凋亡的具体机制尚不清楚，多数学者认为血肿周围继发性缺血、凝血酶的释放、血红蛋白分解、炎性细胞浸润、多种炎性因子的表达等均可能是启动细胞凋亡的触发因素[12]。张莲香等[13]通过实验观察到大鼠脑出血后NF-κB蛋白表达的变化趋势与细胞凋亡变化趋势相一致，提示NF-κB 的活化与脑出血后细胞凋亡有关，可能通过调节凋亡相关蛋白的表达参与了脑出血后所致的神经细胞凋亡[14]。吴丹等[15]NF-κB/p65免疫组化阳性细胞于脑出血后6 h开始增多,1 d继续上升,3 d达高峰,此后逐渐下降,持续到7d仍高于对照组,并且NF-κB与TUNEL 阳性细胞的表达变化趋势呈正相关，分析NF-κB信号途径可能通过caspase-3 介导脑岀血后神经元损伤和凋亡。

此外，NF-κB的活化还增强了TNFα的转录，TNFα是典型的促凋亡因子，其促凋亡通路为TNFα与细胞膜上TNFα受体1结合，然后再与相关死亡区蛋白结合，诱导受体死亡效应区串联，介导Fas相关死亡区蛋白激活Caspase 10，再激活Caspase 3，最终导致细胞凋亡。

2.3 加重脑水肿 脑水肿是脑出血的重要并发症，也是临床脑出血患者病情加重和死亡的主要原因之一。其发病机制是血脑屏障受损、脑缺氧、颅内静脉压增高等因素导致脑组织中水分的运输和平衡失调，水电解质在脑细胞膜内外的分布失衡，从而引起水分在脑细胞内或细胞外的病理性蓄积，导致脑体积增加和颅内压增高综合征。

血脑屏障主要由脑微血管内皮细胞、内皮细胞间紧密连接、基膜和星状胶质细胞足突构成。基膜主要由Ⅳ型胶原、层粘连蛋白和纤粘连蛋白等构成。MMP-9是基质蛋白酶家族中的重要成员，因其能降解Ⅳ型胶原和层粘连蛋白成分,破坏基底膜的完整性,而备受关注[16]。

在正常情况下， MMP-9在脑内仅有少量表达，脑出血后，NF-κB被激活，活化的NF-κB可进入核内启动MMP-9的mRNA转录，在血管内皮细胞、小胶质细胞、少突胶质细胞、神经细胞和浸润的中胜粒细胞都可以表达大量的MMP-9。由于Ⅳ型胶原、层粘连蛋白和纤粘连蛋白，均是MMP-9的作用底物。MMP-9可分解这些血管基质成分，破坏血脑屏障的完整性，导致血管源性脑水肿[17]。

综上所述，NF-κB通过以上途径加重了脑出血后的脑损伤，但是这些途径不是独立的过程，而是相互关联相互影响的。例如NF-κB活化使炎性反应扩大，使细胞外因子大量表达，其中一些细胞因子可以激活iNOS通路产生过量NO，从而引起神经细胞的凋亡。在炎症免疫损伤过程，有些因子如TNF-α除了在凋亡和炎症反应中扮演重要角色，它还可以使血脑屏障破坏，通透性增加，引起脑细胞特别是星形胶质细胞的肿胀和变形，继而释放各种神经毒性因子加重血脑屏障破坏和细胞膜损伤，产生和加重血管源性及细胞性脑水肿[18]。

总之，NF-κB在脑出血后继发性损伤过程中所扮演的角色仍需要我们去探索，以期为临床脑出血的治疗工作带来进一步帮助。

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10.3969/j.issn.1002-7386.2014.07.049

065000 河北省廊坊市人民医院神经外科

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1002-7386(2014)07-1068-03

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