Pentraxin-3的表达在脑卒中的研究进展

邹国英 伏尹 徐国锋 任碧琼

湖南省卫生计生委基金项目(B2014-103)；湖南省第二人民医院重点专科基金(2015)

410007 长沙，湖南省脑科医院检验科(邹国英 徐国锋 任碧琼)；湖南中医药大学临床医学院检验教研室(伏尹)

Pentraxin-3的表达在脑卒中的研究进展

邹国英 伏尹 徐国锋 任碧琼

出血性脑卒中(Hemorrhagic stroke，HS)起病急骤、病情凶险，具有较高病死率和不良预后率特征，目前还没有令人满意的药物治疗方法。PTX3(Pentraxin-3)是正五聚蛋白超家族中的一员，内皮细胞、平滑肌细胞、脂肪细胞、成纤维细胞、单核巨噬细胞及树突细胞等均可分泌PTX3，能反映血管的炎症状态，并与神经和血管再生有关,对脑卒中起功能性修复作用，可能成为治疗HS的新靶点。

脑卒中(stroke)是神经内科常见的一类疾病，有较高的病死率及致残率。我国是脑卒中死亡率高发地区，每年死亡近100万人，在幸存者中约3/4的人留下偏瘫等后遗症状，部分患者丧失劳动能力和生活能力。缺血性脑卒中(ischemic stroke，IS)大约占70%左右，一般起病较慢，症状较轻，目前研究此类的较多。出血性脑卒中(Hemorrhagic stroke，HS)起病急骤、病情凶险，具有较高病死率和不良预后率特征，为目前中老年人致死性疾病之一；病理过程大多为血液溢出进入脑实质形成血肿、水肿和细胞死亡，目前还没有令人满意的药物治疗方法[1]，主要是支持治疗，包括气道保护、维护稳定的血流动力学和控制颅内压。因此，利用生物标志物进行早期的诊断及预后的评估在疾病的诊治过程中尤为重要，而且在药物的研发过程中结合生物标志物的检测不仅能利用其评估药物的临床疗效，又有助于发现新的药物靶点。Pentraxin-3(PTX3)就可能成为脑卒中的新靶点。

1 PTX3的合成

PTX3是90年代早期首次在内皮细胞和成纤维细胞作为细胞因子诱导基因被人们所认识，为正五聚蛋白(pentraxin)超家族成员。根据一级结构的亚单位不同，pentraxin家族蛋白可分为两类：短链pentraxin和长链pentraxin。前者包括C-反应蛋白(C-reactive protein，CRP)和血清淀粉样蛋白P(serum amyloid P component，SAP)，PTX3属于后者。PTX3作为主要来源于心脏和血管的损伤组织急性期反应产物，与来源于肝脏的CRP相比更可能作为组织损伤的更敏感、更特异性的生物学预测指标。人类PTX3基因位于第3号染色体q25，含有3个外显子，被2个内含子分隔，第3个外显子编码PTX3结构域。PTX3含有381个氨基酸，其中含有1个17个氨基酸的信号肽。研究发现PTX3是一种急性反应蛋白，基本序列高度保守，C端含有203个氨基酸正五聚蛋白样结构域和N端178氨基酸链，C端结构域可见与经典短链pentraxin蛋白CRP相近[2]。PTX3启动子包含增强子结合区域，在蛋白质生物合成过程中通过微调最终影响PTX3的目标结构。效果最明显的是活化蛋白1(activator protein-1，AP-1)、核因子-κB (nuclear factor-kappa B，NF-κB)和选择性启动因子1(selective promoter factor 1，SP1)[3]。

以下物质能刺激PTX3的合成和释放：(1)促炎细胞因子(IL-1β，TNF-α)；(2)TLR受体激动剂，即脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)；(3)特异性的微生物(lipoarabinomannans，OmpA)；(4)一些完整的微生物，常常是几种刺激一起促使PTX3的产生。PTX3还可以成熟的糖基化的的单体形式存储在中性粒细胞特定的乳铁蛋白颗粒中，当细胞被刺激激活后PTX3释放到细胞外，形成五聚体[4]，增加中性粒细胞杀菌能力，同时又反馈地抑制过多的中性粒细胞进入宿主的组织，避免传播不必要的炎症反应。正常生理条件下循环血中中性粒细胞细胞凋亡半衰期短，而当炎症刺激时造成PTX3的释放，同时延迟中性粒细胞的凋亡。这是保持中性粒细胞数目的自然反馈机制(而非选择性机制)，否则患者将导致中性粒细胞耗竭而抗炎功能下降。内皮细胞、平滑肌细胞、脂肪细胞、成纤维细胞、单核巨噬细胞及树突细胞等均可分泌PTX3[5]，血管内皮细胞和平滑肌细胞在氧化低密度脂蛋白的炎症信号刺激下产生大量的PTX3。在动脉粥样硬化斑块的中性粒细胞浸润中PTX3表达上调[6]，PTX3能与许多不同的病原体如真菌、病毒和细菌相互作用。PTX3能与特定的革兰阴性和革兰阳性细菌作用，如肺炎克雷伯菌外膜蛋白A与氧化低密度脂蛋白受体-1、内皮细胞-1清道夫受体相互作用，通过Toll样受体2激活吞噬细胞，与PTX3结合，从而导致微生物诱导的固有免疫反应放大[7]。

2 PTX3的作用机制

根据不同的信号通路可以影响PTX3的产生。急性心肌缺血内皮细胞中TNF-α和IL-1β容易通过NF-κB途径诱导PTX3的表达[8]。在急性肺上皮细胞炎症中PTX3 mRNA不需要通过NF-κB诱导，而是通过c-Jun N-端激酶(JNK)途径[9]。此外，内皮细胞阻止不必要的炎症的一个反调节通路是高密度脂蛋白3(HDL3)通过溶性鞘脂G蛋白偶联受体激活蛋白激酶通路PI3K/ Akt途径[10]。溶性鞘脂受体S1P是一种由HDL3携带的蛋白质粒子，负责选择性的PTX3合成。因此，在人类内皮细胞中PTX3根据活化剂的不同而出现2种完全相反的结果，即(1)炎症效应引起的TNF-α和/或IL-1β或(2)通过S1P / HDL3引起的抗炎效果。后者进一步增加一氧化氮引起血管舒张、内皮细胞抗凋亡及随后的动脉粥样硬化调节而增加TGF-β的表达[10]。糖皮质激素也以细胞依赖方式调节PTX3的表达。在成纤维细胞和内皮细胞中糖皮质激素促进PTX3的产生，而在造血细胞中(如树突状细胞和巨噬细胞)则抑制PTX3的生成。因此，静脉注射糖皮质激素可增加血液中PTX3水平[11]。

3 目前PTX3的临床应用

PTX3在正常人血浆中水平较低(<2 ng/mL)，在炎症状态下急剧增加，常用作炎症疾病的标志物检测。急性胰腺炎早期患者血清PTX3变化与IL-6一致，但峰值出现得比CRP早，能有效地评估急性胰腺炎早期的严重程度及预后[12]。同时PTX3可以作为血管病变的诊断及评估病情的一种新的潜在工具提供了理论基础，目前国内外对于PTX3研究最多的是原发或继发性心血管系统疾病。如急性心肌梗死(acute myocardial infarction，AMI)患者胸痛出现6 h后血浆PTX3达到峰值(比CRP更早)，用于评估心肌坏死和心衰更优于CRP、CK、 TnT、NT-proBNP[13-14]。常见PTX3三个单核苷酸多态性基因多态性 (rs2305619、rs3816527 rs1840680) 不影响AMI的风险，调整年龄和性别分析表明，3个PTX3基因多态性影响血清PTX3水平，PTX3可以作为AMI预后评估的标志物[15]。此外，PTX3也能预示心血管事件的发生。Kotooka等[16]表明，冠状动脉支架急性期(24 h内)PTX3增加强烈预测后期的腔损失，从而暗示PTX3在动脉狭窄过程中的作用。多种族多民族动脉粥样硬化研究中2 880例受试者血浆PTX3平均水平为2.1 ng/mL，高PTX3蛋白质水平与右心室体积及其舒张末期容积相关，且预示心血管疾病的风险和右心室形态学变化的危险性[17]。在左心室射血分数正常的心衰患者高PTX3水平(>3.0 ng/mL)较低PTX3水平(≤3.0 ng/mL)发生心血管事件频率更高[18]。也有实验数据表明，PTX3能反映肺损伤的严重程度，而有效的治疗能逆转损伤[19]，证实PTX3可作为一潜在的生物标志物。

血清PTX3水平还与脓毒症的发展有关，血清PTX3水平不仅与SAPS2得分明显相关，而且高水平PTX3水平的患者90 d病死率比低水平患者高25%，说明血清PTX3水平与病情严重程度和病死率相关[20]。

PTX3与脑损伤的关系研究较少，有实验结果表明癫痫后在大脑中因海人酸诱导生成PTX3可能是针对神经退化而产生一种保护性反应[21]。严重创伤性脑损伤后血清PTX3水平与高病死率独立相关,可能是一个有用的脑损伤标志及其预后评估因子[22]。

4 PTX3在脑卒中的表达

在动物实验中缺血性脑卒中24 h后小鼠PTX3蛋白表达上调，同侧大脑半球升高到26倍，对侧半球升高到4倍，而48 h后小鼠同侧PTX3蛋白表达迅速下调，降低到5倍水平，对侧却保持在升高水平。实验表明这些PTX3并不是来源于白细胞和巨噬细胞/神经胶质细胞，而是由中枢的IL-1驱使其表达上调。虽然外周注射IL-1能使血浆PTX3水平升高约1倍，但并不能影响大脑皮质及纹状体PTX的表达。同时这也表明在颅脑无损伤的情况下外周的PTX3并不能通过血脑屏障[23]。可见生理状态下PTX3在脑中并不表达，脑梗死发生后会引起炎症介质释放的级联式反应，引起炎症介质的大量释放，如NF-a、IL-6、IL-3、IL-8、IL-26和IL-10等常见的细胞因子的释放，并不是脑损伤引起PTX3表达上调，而是炎症信号因子驱使其表达。

在临床观察中发现PTX3能调节神经和血管再生，对脑卒中起功能性修复作用[24]，可能成为治疗脑卒中的新靶点。Zanier等[25]研究表明在蛛网膜下腔出血患者中PTX3水平增高并非来自血液，也不是系统性炎症，而是疾病本身，且脑脊液PTX3水平与血管痉挛相关。在缺血性脑卒中患者中PTX3水平与患者预后有关，水平越高病死率越高，死亡患者有较高的PTX3水平[26]。

5 小结

目前人们虽然对PTX3的细胞来源、生物学活性、分子结构以及与多种疾病的关系有了初步的认识，但PTX3为一种新近发现的炎症标志物，它与出血性脑卒中的关系以及在疾病发生发展过程中所起的作用仍需进一步研究。通过前述我们已知PTX3与血管内皮有关，而脑中并不表达PTX3。PTX3与出血性脑卒中的病理发生发展过程关系，到底是与炎症有关，抑或是与血管内皮功能有关，还是与脑本身有关，及PTX3与疾病预后的关系等需要更多的临床研究加以阐明，这可能对HS的诊断、治疗、严重程度的估计以及预后提供一定的帮助，为HS的治疗提供新的思路。

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R743

A

1007-0478(2017)05-0472-03

10.3969/j.issn.1007-0478.2017.05.026

(2016-12-12收稿)