Eph/Ephrin 家族蛋白在神经系统疾病中作用的研究进展

陈洁，范瑞明

遵义医科大学附属医院，贵州遵义563000

产生促红细胞生成素的肝细胞（Eph）受体是受体酪氨酸激酶（RTKs）的一个亚家族［1］，可与其邻近细胞表面相关的肝配蛋白（Ephrin）配体结合，其形成的双向信号已成为细胞间接触依赖性通信的主要形式。Eph/Ephrin复合物的形成可启动双向信号传导，作用于 Eph 和 Ephrin 表达细胞，由 Eph 受体和Ephrin配体激活而直接启动的信号通路分别称为正向信号通路和反向信号通路［2］。研究发现，Eph/Ephrin家族蛋白参与了机体炎症、肿瘤、损伤等多种病理及生理过程［3-5］。本研究对 Eph/Ephrin 家族蛋白在神经系统疾病中的作用作一综述，为寻找新的神经系统疾病治疗靶点提供依据。

1 Eph/Ephrin家族蛋白在脊髓损伤中的作用

EphA4受体被视为神经再生的抑制剂。最近的一项研究表明，脊髓损伤后EphA4 受体在受损的皮质脊髓轴突和反应性星形胶质细胞中积聚［6］。该研究表明，对EphA4 基因敲除小鼠和大鼠脊髓鞘内注射EphA4 拮抗肽后，EphA4 正向信号通路在损伤后轴突回缩中发挥作用，并且阻碍轴突的萌动、再生和行为恢复［6］。分析原因，这可能是由于轴突中的EphA4 与反应性星形胶质细胞表达Ephrin-B2 和髓鞘表达Ephrin-B3 互相作用的结果。胶质瘢痕形成是轴突再生的重要阻碍，可能与反应性星形胶质细胞中的EphA4 有关，抑制EphA4 的作用可用于脊髓损伤的治疗。近年来关于Eph/Ephrin 家族蛋白在神经发育和修复中相关作用的研究取得了一定的进展，一个单独的Eph 受体或Ephrin 配体可以通过不同信号机制影响多个过程，提示Eph/Ephrin 系统具有很高的复杂性和多功能性。

2 Eph/Ephrin 家族蛋白在外伤性脑损伤（TBI）中的作用

TBI 是一种破坏性疾病，当外部机械力对大脑造成伤害时，会导致功能障碍，最初的功能障碍可能是由于组织撕裂、出血和其他物理损伤所致［7］。大多数TBI 的内在原因是血管和血脑屏障（BBB）破坏，会引起血肿和脑水肿，也会导致继发性损伤的病理学改变以及整体的神经功能障碍［8］。脑内皮细胞（ECS）和外周细胞丢失也会导致BBB 的血管渗漏和破裂，并同时伴随着较大或亲水循环蛋白外渗以及缺氧［9］。EphrinB2 参与了血管壁组成和外周细胞的相互作用［10］，而EphB4 参与了内皮祖细胞（EPCs）的血管生成反应［11］。最近一项研究发现，Eph 受体在创伤性中枢神经系统（CNS）损伤后有促进神经细胞凋亡的作用，并被归类为更大的“依赖性受体”家族的新成员［12-13］。当配体存在时，这些受体可以通过诱导配体介导的正向信号来促进正常的组织发育和组织稳态［14］。该研究证明，EphB3 信号是急性创伤性中枢神经系统损伤后BBB 完整性的重要负调节因子，阻断EphB3 信号可促进BBB 的恢复，也证明了 Ephrin 与 EphB3 相互作用，以调节 TBI 后 BBB 的稳定性［14］。这些研究为开发TBI 的靶向药物提供了理论基础，并有利于制定以Eph/Ephrin 为基础的治疗策略。

3 Eph/Ephrin家族蛋白在神经变性疾病中的作用

帕金森病是一种以运动和认知症状为特征的神经退行性疾病，Eph/Ephrin 系统可能参与了帕金森病的病变过程［15］。在大鼠帕金森模型中，EphrinA1配体的可溶性形式EphrinA1 FC 可促进大鼠大脑中多巴胺能神经元的再生，包括EphB1 在内的几个Eph 受体中的单核苷酸多态性也与帕金森病具有相关性［16］。肌萎缩侧索硬化症（ALS）是一种进行性加重的运动神经元变性疾病，而EphA4 可以被视为一种修饰基因，进一步推进ALS 的病情进展［17］。研究表明，减少EphA4 表达或药物抑制EphA4-Ephrin 相互作用可减轻ALS 动物模型的临床症状，提示其对ALS患者可能具有一定的治疗作用［16］。

4 Eph/Ephrin 家族蛋白在血管性痴呆（VD）中的作用

VD是最常见的痴呆类型之一，由于患者脑血流减少而逐渐影响认知能力［18］。缺血性脑卒中是VD的一个重要危险因素，可导致VD 患者病死率和发病率升高［19］。缺血性脑卒中可引起BBB 损伤和脑血管源性水肿，从而引发认知障碍，这一病理过程包括氧化应激、炎症、细胞凋亡和兴奋毒性［20］。因此，抑制BBB 损伤可能有助于预防缺血性卒中和卒中后痴呆。研究显示，炎症过程参与了缺血性卒中的病理过程，可导致BBB 损伤［21］。而EphrinA1/EphA4信号通路对单核细胞和内皮细胞之间的黏附具有重要作用，说明其可能在炎症刺激过程中发挥关键作用［22］。在小鼠缺血再灌注模型中，激活EphrinA1/EphA4信号通路可诱导小鼠脑组织神经细胞凋亡和脑损伤，而EphA4-Fc预处理可显著降低缺血再灌注小鼠的脑组织神经细胞凋亡，表明缺血诱导的神经细胞死亡可能是由于EphrinA1 激活EphA4 受体所致，提示EphrinA1/EphA4信号通路参与了小鼠缺血再灌注后的脑损伤。因此，在缺血性卒中早期抑制EphrinA1/EphA4 信号通路可减轻脑损伤和神经元丢失，并抑制BBB 损伤，从而延缓VD 的发生和发展。

5 Eph/Ephrin 家族蛋白在中枢神经系统脱髓鞘疾病中的作用

髓鞘由少突胶质细胞形成，是中枢神经系统脱髓鞘疾病［如多发性硬化（MS）］的靶点，而MS 患者多存在髓鞘化不完全［23］。再髓鞘化的成功发生依赖于髓鞘碎片的吞噬清除，但在髓鞘碎片中，作为少突胶质细胞（OPC）分化和抑制中枢神经系统（CNS）再髓鞘化的有效选择性抑制剂尚未可知。最近一项研究采用蛋白质分析与初级啮齿动物OPC 检测相结合的方法，确定跨膜信号蛋白EphrinB3 是抑制CNS再髓鞘化的重要介质［24］。对再髓鞘化大鼠注射EphrinB3 可抑制其再髓鞘化，而使用抗体掩盖Eph⁃rinB3 表位则可促进其再髓鞘化；该研究证明，再髓鞘化抑制剂可抑制MS 患者OPC 分化，而抗体介导的 EphrinB3 表位掩蔽可促进 OPC 分化［24］。因此，EphrinB3可能是促进CNS脱髓鞘疾病患者再髓鞘化的相关靶点。

6 Eph/Ephrin 家族蛋白在胶质母细胞瘤（GBM）中的作用

在EphA/EphrinA 家族蛋白中，很多研究重点探讨的是EphA2和EphrinA1在GBM中的作用，这为我们未来治疗GBM提供了新思路。研究表明，GBM细胞中的EphrinA1 可激活EphA2 可触发信号事件，如抗增殖和抗侵袭信号通路，从而发挥与肿瘤抑制因子相同的作用［25］。此外，EphA4 表达与肿瘤分级升高有关。FUKAI等［26］表明，在GBM 细胞中EphA4可与成纤维细胞生长因子受体1（FGFR1）形成异质受体复合物，EphA4-FGFR1 复合物可增强FGFR 介导的下游信号，如 AKT/MAPK、Rac1 和 Cdc42 信号通路，从而促进GBM 细胞增殖和侵袭。由此看来，Eph/Ephrin 家族蛋白参与了GBM 的发生与发展，靶向调控Eph/Ephrin 系统可能会为GBM 患者的治疗提供新线索。

7 Eph/Ephrin家族蛋白在脑血管病中的作用

Eph/Ephrin家族蛋白在脑血管病的发生中同样具有重要作用。研究表明，脑卒中后反应性星形胶质细胞的EphrinA5 表达上调，并可能通过EphA4 而抑制芽生式轴突连接和运动功能恢复［27］。另一项研究也表明，EphA2 可以直接加重缺血性脑损伤后的BBB 破坏和神经元凋亡［28］。因此，抑制 EphA4 和其他类似的Eph受体可能对神经系统损伤后的功能恢复和神经元再生具有重要意义。蛛网膜下腔出血（SAH）患者死亡的主要原因是早期脑损伤，有研究显示EphA4 可通过Ephexin-1/Rock2 通路加重BBB破坏及神经元凋亡，使得SAH 患者早期脑损伤加重［29］。目前，Eph/Ephrin 参与脑血管病发展的相关机制受到越来越多学者的广泛关注，Eph/Ephrin 家族蛋白中是否还有其他成员参与，仍需后续研究来验证；同时也启发我们，可通过有效手段调控Eph/Ephrin信号通路，从而进行神经保护性治疗。

综上所述，Eph/Ephrin 家族蛋白在神经系统疾病的发生发展中具有重要作用，其参与了脊髓再生修复、BBB稳定性、神经元再生、中枢神经再髓鞘化、抑制GBM 细胞增殖和侵袭等，从而对神经系统的病理生理过程产生重要影响。因此，深入了解Eph/Ephrin信号通路是如何通过受体—配体间的相互作用调控细胞生理活动，探讨其在机体病理生理过程中的作用，将是今后研究的重点内容。