白三烯B4/白三烯B4 受体通路在脑缺血损伤发生机制中的研究进展

李慧敏 向净匀 吴 杰 王 琰 周 爽 史永恒 王 川 王 斌

陕西中医药大学药学院中药药理教研室，陕西咸阳 712046

脑缺血是指脑循环血流量减少造成缺血缺氧的中枢神经系统疾病，脑缺血损伤后产生级联反应，包括很多生理和病理环节，其中过度的炎症反应是导致脑缺血损伤后组织坏死和继发性损伤的主要原因[1-3]。炎症细胞因子、趋化因子和黏附因子表达增加，白细胞聚集释放大量的炎症因子和氧自由基，血脑屏障破坏，继发性致脑水肿、脑出血和神经功能损伤[4]。有学者对脑缺血炎症损伤过程中5-脂氧合酶（5-LOX）通路的作用机制进行研究，但只对半胱氨酰白三烯（CysLTs）及其受体通路进行研究[5-8]，忽视了白三烯B4（LTB4）及其受体通路在脑缺血损伤中的作用。LTB4（[5S，12R]-二羟基-[6Z，8E，10E，14Z]-二十酸）是由5-LOX代谢花生四烯酸（AA）产生的最终产物之一[9]，对中性粒细胞和其他白细胞具有强效的趋化作用。越来越多的证据表明[10-12]，LTB4 的产生在中枢神经系统疾病中性粒细胞浸润和炎症发病机制中起着关键的作用。目前，国内外关于LTB4 在脑缺血损伤中的作用研究较少，通过对已有文献整理并总结LTB4 及其受体在脑缺血损伤发生机制中的作用，以期为后续研究提供理论依据。

1 LTB4 的代谢和生理特性

白三烯（LTs）是一种短暂存在但强效的促炎症脂质介质，通过5-LOX 在膜磷脂中合成。5-LOX 在5-LOX激活蛋白（FLAP）的作用下代谢AA，生成两组白三烯CysLTs 和LTB4[13]。谷胱甘肽（GSH）是合成CysLTs 的重要原料，在脑缺血后被迅速消耗[14]，抑制CysLTs 产生，使LTB4 在脑内大量积聚。因此，与其他白三烯相比，LTB4 可能在脑缺血病理变化中起主导作用。

LTB4 主要在巨噬细胞、中性粒细胞和肥大细胞中表达，与细胞表面G 蛋白偶联受体BLT1 和BLT2 结合，产生多种细胞内信号。LTB4 具有很高的生理活性，激活粒细胞，生成超氧阴离子，对白细胞具有强效的活化作用，刺激白细胞趋化、聚集、释放氧自由基和溶酶体酶，使血管通透性增加，血管壁收缩[15-16]。这些生理特性被认为加重了缺血引起的细胞损伤。

2 LTB4 的受体分类及表达

目前已知LTB4 的受体有BLT1 和BLT2。BLT1为高亲和力受体，主要在白细胞尤其是中性粒细胞、巨噬细胞和嗜酸粒细胞中表达，其主要功能是参与中性粒细胞的化学趋化过程；BLT1 主要介导LTB4 的趋化，LTB4 通过BLT1 释放炎症因子和细胞因子。BLT2为低亲和力受体，表达广泛，在脾脏中表达最高，其次是肝脏、卵巢和外周白细胞；BLT2 介导LTB4 诱导的脱颗粒和超氧阴离子的生成[17]。相比之下，BLT2 存在更具争议性。据报道[18]，BLT2 的激活可使活性氧升高，进一步激活核转录因子（NF-κB）。另一方面，BLT2不参与中性粒细胞的集聚，反而可能在过敏性气道炎症中起保护作用[19]。

3 LTB4 在脑缺血损伤发生机制中的表达

3.1 脑缺血患者LTB4 的表达

马红岗等[20-22]通过对不同原因造成缺血性脑卒中患者的血浆进行检测，检测结果均显示血浆LTB4 水平与缺血性脑卒中密切相关（P <0.05），建议将血浆LTB4 水平作为缺血性脑卒中早期预测指标。另一研究[23]通过检测经静脉注射重组组织型纤维蛋白酶原激活剂（rtRA）治疗的大脑中动脉梗死患者血清中LTB4 的水平，发现血清中LTB4 水平峰值大小与初始脑卒中严重程度无关，血清LTB4 水平早期出现且持续升高与治疗后期恢复程度密切相关，因此建议将血浆中LTB4 水平作为急性脑卒中患者临床预后不良的生物标志。方美凤等[24]对64 例急性脑梗死患者的脑梗死体积和外周血中LTB4、白介素-6（IL-6）水平进行检测，结果显示，LTB4、IL-6 水平与脑梗死体积呈正相关，即LTB4、IL-6 表达水平越高，梗死体积愈大，脑梗死的炎症反应越强，病情愈严重，提示血清LTB4、IL-6 水平对判断脑梗死患者脑卒中严重程度和预后具有一定的意义。

3.2 脑缺血动物模型LTB4 的表达

在脑卒中模型里[25-26]，中性粒细胞的耗竭已被证明可改善神经功能损伤和再灌注损伤，Barone 等[27]研究表明，在脑缺血再灌注模型梗死组织中有大量中性粒细胞的集聚，且梗死组织中LTB4 与其受体结合量的增加与中性粒细胞浸润的标志物髓过氧物酶（MPO）表达一致，这表明LTB4 受体位于梗死组织中积累的中性粒细胞上。在脑缺血模型[24]前颈动脉注射LTB4可增加梗死组织的体积，皮瓣抑制剂BAY-X1005 和BLT 拮抗剂LY255283 可减少梗死体积；在梗死组织中，中性粒细胞的数量明显增加，5-LOX 和LTA4H 免疫阳性在MPO 免疫阳性中性粒细胞中表达。在由分泌性磷脂酶A2（sPLA2）诱导神经元损伤的脑缺血体外模型中[28]，发现LTB4 对神经元无毒性作用，但是相应LTB4 受体拮抗剂LY293111 具有直接保护神经元的作用。这些结果有力地证明LTB4 在脑缺血中的产生是有害的，可使组织梗死程度恶化，但LTB4 无神经元毒性。中性粒细胞分泌LTB4 与BLT 受体结合，促进中性粒细胞聚集，释放细胞因子和趋化因子，造成神经功能损伤和组织损伤。

4 LTA4H 基因多态性与脑缺血损伤疾病发生

通过检测中国地区内缺血性脑卒中患者LTA4H中的基因单核多态性（SNP）[29-31]发现，LTA4H 基因rs6538697 与缺血性疾病显著相关（P ＜0.05），rs2660845与缺血性脑卒中可能不相关，实验结果未表现出明显的差异性（P ＞0.05）。LTA4H 是合成LTB4 的关键酶，LTB4 生物合成途径的遗传变异会增加缺血性脑卒中的发病风险，提示LTB4 在缺血性脑卒中的潜在发病机制中起重要作用，并提示LTB4 生物合成途径的基因变异可能是影响缺血性脑卒中发病的因素之一。

5 LTB4/LTB4 受体通路在脑缺血损伤中的发生机制

根据目前已有的临床数据显示，LTB4 与脑缺血损伤疾病密切相关，其血浆水平可作为预测脑缺血损伤严重程度和临床不良预后的检测因子之一。

目前对LTB4 在脑血管疾病中的作用主要集中在其对中性粒细胞的趋化作用上，但对LTB4 在脑缺血损伤中的作用机制不明确。有研究表明[32-33]，在局灶性脑缺血后神经元、星形胶质细胞和巨噬细胞中5-LOX 的表达增加，在中性粒细胞和星形胶质细胞中可检测到LTB4[34-35]。因此脑缺血损伤后LTB4 水平升高可能是由于神经元和星形胶质细胞中5-LOX 的活性增加，在脑缺血损伤后使用5-LOX 抑制剂可抑制LTB4 的产生，减轻脑损伤[36]。

抑制脑缺血中LTB4 水平的升高，可降低中性粒细胞的浸润，改善神经功能障碍，减少梗死组织体积，目前大部分脑血管疾病研究都集中在LTB4-BLT1 的作用上。叶振南[37]在神经元、小胶质细胞和内皮细胞中均检测到BLT1。Barone 等[27]的研究显示，在中性粒细胞中有LTB4 的受体表达。因此，推测在脑缺血发生后LTB4 的作用如下（图1）：在缺血缺氧的条件下，中性粒细胞释放LTB4 与内皮细胞及其表面LTB4 受体结合，释放炎症因子和细胞因子使血管通透性增加；同时炎症因子刺激神经元、星形胶质细胞和小胶质细胞产生LTB4 并引起中性粒细胞聚集，中性粒细胞通过“呼吸大爆发”产生氧自由基造成神经功能损伤，并分泌炎症因子等，造成脑缺血继发性损伤，如脑水肿、血脑屏障破坏等。值得注意的是，LTB4 不具有神经毒性，所以其不直接参与脑缺血后神经功能损伤。

图1 LTB4-BLT 轴在脑缺血损伤中的作用

在目前研究中LTB4 受体均指BLT1，与BLT2 相比，LTB4 优先于BLT1 结合，两者亲和力相差20 倍[17]，所以BLT1 输入更加重要。一项脑出血模型研究表明[38]，在脑出血后BLT1 和BLT2 表达水平迅速上升，但BLT1上调的幅度更大；此外与野生小鼠相比，BLT1敲除小鼠中性粒细胞浸润明显较少，血肿体积无明显变化。遗憾的是，并未对BLT2 敲除小鼠进行研究，但在病理性高浓度的LTB4 下（如脑缺血），BLT2 介导的反应可能会更加明显。

LTB4 在脑缺血损伤后的组织坏死及继发性损伤如脑水肿、神经功能损伤和血脑屏障破坏等炎症病理过程中起关键的调节作用。抑制LTB4 的作用在治疗脑缺血损伤中有重要的意义，相比5-LOX 抑制剂，BLTR 拮抗剂专一性强且更为有利，因为5-LOX 的下游代谢产物如脂氧素A4 和消退素E1 也可抑制中性粒细胞的趋化反应[39-40]。

综上，深入研究靶向LTB4-BLTR 轴在脑缺血损伤后炎症反应中的作用及机制，可寻找新的有效治疗脑缺血损伤的药物。