脑出血与小胶质细胞介导的炎症相关性

王 新 李明军 张 坤 崔大勇 邬 巍 (佳木斯大学附属第一医院，黑龙江 佳木斯 54007)

脑出血(ICH)是指源于脑实质内血管的非创伤性自发出血，出血也可破入脑室和蛛网膜下腔。占首次脑卒中的10%～15%，30 d病死率为35% ～52%。ICH是由环境因素、多种致病高危因素和遗传因素共同作用导致的一类极其复杂的疾病，血管内膜炎性反应在发生发展过程中起着至关重要的作用。在发生ICH时，由于脑结构的破坏，脑组织缺血、缺氧的应激刺激，导致神经内分泌调节网络功能紊乱，并通过改变下丘脑、垂体功能，促肾上腺皮质激素等激素合成和释放增加，从而使小胶质细胞(MG)功能发生改变。

1 活化的MG的生物学反应

(1)迁移:MG对ICH的生理刺激最早的反应之一是迁移到ICH部位。ICH导致趋化因子的释放，趋化因子刺激MG移到ICH的部位。(2)增殖:MG对ICH的刺激作出反应而进入细胞周期。巨噬细胞集落刺激因子(M-CSF)是刺激MG分裂最强的因子，此外，神经营养因子是从化的MG分泌出来的，通过旁分泌的模式引起MG分裂。(3)提呈抗原:即启动适应性免疫应答。抗原必须必须经过抗原提呈细胞吞噬、加工，然后提呈给T细胞。(4)分泌可溶性因子:MG的一个很重要的功能就是发送信号给其他类型细胞以共同调节ICH引起的炎症反应。MG与周围的细胞和浸润的白细胞之间交流沟通主要通过以下几类分子，包括细胞因子、趋化因子、营养因子和介导炎症的小分子递质，如前列腺素。细胞因子是一类包括白介素(IL)、干扰素和肿瘤坏死因子。

MG分布于中枢神经系统(CNS)中，是神经胶质细胞的一种，数量约占神经胶质细胞总数的5% ～10%，其体积最小。MG的形态、免疫显性和功能与单核/巨噬细胞系相关，与血源性单核巨噬细胞极为相似，主要功能是维持CNS的稳定。MG在脑内分布广泛，海马、嗅叶和基底神经节处分布较丰富，丘脑、下丘脑次之，脑干和小脑数量最少。正常状态下，MG处于静息或休眠状态，极少有单核吞噬细胞抗原(ED1)和补体受体3(CR3)表达，组织相容性复合体Ⅱ(MHCⅡ)类抗原表达相对较少，活性低，不具备抗原提呈细胞的功能〔1〕。当ICH时，MG迅速活化，活化的MG经历了一个明显的转型，从静止的分支样进入活化的阿米巴样的形态，许多的表面分子迅速上调，包括CD14、MHC，趋化因子受体和其他一些活化标记分子。

MG是CNS最主要的免疫活性细胞，被认为是CNS固有细胞中最重要的抗原提呈细胞(APC)〔1〕。在ICH时，MG能够吞噬血液成分，并且能够将吞噬的血液成分提成给循环于CNS和外周之间的T细胞。因此，MG是最可能参与CNS内T细胞活化后效应功能维持的细胞，这一过程涉及CNS内的细胞和T淋巴细胞直接作用的分子机制现在并不确切。

2 ICH后MG的作用

经研究发现MG在ICH后异常活跃，出血性脑损伤所激发的MG反应极其复杂，已远超出了对神经元的营养作用和清除变性坏死组织的范围。出血灶周围常伴有神经元细胞的大量坏死以及凋亡，而这些坏死病灶周围聚集大量激活的MG，并且可以检测到其分泌的NO、肿瘤坏死因子(TNF)-α、IL-6等细胞因子，因此其介导的炎症反应在ICH的疾病进程中的作用逐渐被人们重视。Qureshi等〔2〕的研究表明，12例ICH患者血肿周围组织标本有10例存在细胞凋亡的证据。发病后1、2 d和5 d获得的标本中均可观察到凋亡现象，血肿周围组织凋亡细胞的平均数量达38%，而坏死细胞的平均数仅为25%，提示凋亡是血肿周围细胞死亡的主要形式。体外实验发现，活化的MG中NO的产量增加，细胞内诱导型NO合酶增加，与此同时NO介导了线粒体DNA损伤，进而发生细胞凋亡。MG识别吞噬凋亡细胞主要有复杂的蛋白受体介导，有研究发现乳脂小球表皮生长因子Ⅷ(MPG-E8)是介导MG吞噬凋亡细胞的关键因子。损伤细胞或组织的细胞分子与MG膜受体Toll样受体结合，启动IL-1受体相关激酶和TNF-α相关因子6磷酸化，活化了信号转导途径〔3〕。还有研究表明，ICH的病人体内存在着自身免疫应答，所致的组织破坏可能导致髓鞘成分如髓鞘碱基蛋白(MBP)，髓鞘脂质蛋白(MPLP)的释放，这些隐蔽抗原作为自身抗体可能被MG及其他抗原提呈细胞所识别，而引起特异性免疫应答。

3 ICH后MG的作用

3.1 有益的方面 MG对血红素的耐受能力远超过神经元，活化后的MG能迅速上调MHC的表达，转化为抗原提呈细胞，具有较强的吞噬功能。作为CNS内重要的免疫感应细胞，MG出了可以分泌炎性因子和某些兴奋性氨基酸引起炎性反应外，还具有吞噬和清除细胞碎片和难以长期存活细胞的功能。MG释放一些生物活性物质，尤其是它分泌的转化生长因子β(TGF-β)可支持组织修复，并可限制组织的损失。MG本身形成的物理支架可以填充神经元死亡后留下的空缺区，为再生轴突的延伸提供提供物质帮助〔4〕。MG通过分泌生长因子如碱性成纤维生长因子、神经生长因子。TGF-β等来促进损伤较轻的神经的恢复〔5〕。碱性成纤维生长因子对神经元、胶质细胞和内皮细胞均有保护作用，提高碱性成纤维生长因子的水平可明显降低血肿周围缺血面积。神经生长因子可以促进神经生长，起营养作用。TGF-β还能降低细胞内Ca2+浓度，维持的平衡，刺激Bcl-2的产生，减少神经元的凋亡。

MG对清除脑内血红素的作用:血红素能够吸引脑内的MG向出血部位浸润和迁移，聚集的MG能通过吞噬作用清除血肿周围和血肿内的RBC、Hb、血红素，因此能观察到大量吞噬RBC和血红素的胞体膨大的MG〔6〕。但由于CNS缺乏淋巴管道分布，因此，满载RBC、Hb、血红素等的吞噬细胞不能经淋巴管道顺利归巢到淋巴结和脾脏，绝大多数只能长期停留在脑实质内。MG能有效地消化被吞噬的RBC、Hb、血红素，并将Hb的珠蛋白分解为氨基酸供自己利用，将血红素降解为CO、Fe2+和胆红素。Fe2+转化成Fe3+储存在铁蛋白内，铁蛋白最终成为铁血黄素，成为曾经出血的见证。原来血肿部位则成为空洞或纤维疤痕，其周围分布着大量满载铁血黄素和类胆红素的MG。因此，MG把血红素等吞噬后没有真正把它们从脑内排走，它们把这些无活性的终末代谢产物留在脑内。

3.2 有害方面 最近的研究表明，MG活动是脑缺血后神经元迟发性损伤的主要原因〔7〕。MG通过释放和(或)分泌一系列潜在的神经毒性物质、炎性因子和酶等导致继发性脑损伤。表现:①活化MG环氧化酶2 mRNA和蛋白表达升高，环氧化酶2催化产生的超氧化物可与NO作用，形成毒性更强的超氧化物ONOO-。②MG通过产生ROS，ROS可导致膜脂质过氧化，蛋白质氧化，酶失活和DNA损伤〔8〕。以往认为，ICH后的神经损伤主要是血肿的机械压迫、脑水肿及随后的脑组织坏死，因此，手术清除血肿、脱水降颅压是ICH患者的主要治疗手段，但疗效欠佳〔5〕。有研究提示细胞凋亡在ICH后的神经元脱失中有重要的病理生理作用，可以认为细胞凋亡是出血灶周围脑组织损伤的一个标准。且研究结果提示MG可能参与了ICH后神经细胞DNA损伤的过程，而且主要是凋亡性损伤。ICH诱导的MG活化作用于细胞凋亡的机制不甚明了，推测可能与其释放的神经毒性物质和细胞因子 IL-2、TNF、TGF-β等有关〔8〕。尽管MG反应不一定是引起ICH后神经细胞凋亡的始动步骤，但可能活化的MG极可能涉及并加速ICH后神经细胞DNA损伤的过程。Wang等〔9〕发现，胶原酶诱导的小鼠ICH组织内有大量活化的MG，内源性tPA可能通过影响MG的活化过程而促进血肿清除，而应用MG抑制因子可明显缩小继发性损伤体积。但干预治疗必须在MG活化的早期，组织处于可逆性损伤阶段进行，才能达到目的。

4 展望

过去的研究对MG的特性以及活化的特征的了解主要是来自疾病的动物模型和体外培养。如何利用MG有益的作用而抑制或者减少有害的作用，是值得研究的问题。MG过度活化对CNS可造过多的病理损害，适度抑制其活性，能减少不必要的细胞毒性作用和病理损害。目前很多人认为MG所介导的神经毒作用在ICH中所起作用是负面的，因此在治疗药物开发还是临床治疗策略上，都是一味追求抗炎，或是抑制对MG活化。既然炎症是诱发神经毒性的原因之一，那么能够抑制或下调MG对炎症信号反应的药物或许能够帮助治疗ICH中神经的损伤。其中米诺环素是这类药的代表，它能够抗凋亡和抗炎症活性。还有研究表明，人参皂苷能够增加MG的吞噬作用，MG的吞噬作用对基本上对宿主是有益的，因此开发促进吞噬的药物是十分有应用前景的。ICH后涉及很多细胞的复杂变化及MG与其他细胞变化的关系，因此对ICH后MG变化中的关键步骤及阻断此步骤后损伤的影响仍需进行深入的研究，对改善MG过度活化所致神经元损伤具有重要意义。

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