帕金森病的兴奋性毒性与肝细胞生长因子

崔晓梅 王运良（通讯作者）韩 冰 李金凤

1）潍坊医学院2011级神经病学硕士研究生 潍坊 261053 2）解放军第148医院神经内科 淄博 255300

帕金森病（Parkinson’s disease，PD）是影响中老年人身体健康的主要神经退行性疾病之一，随着全世界人口老龄化的来临，对该病的研究已越来越受到人们的重视。

1 PD概述

PD有震颤、肌强直、运动迟缓、姿势不稳等运动症状，主要是由大脑神经元多相退变引起，不仅在中脑黑质致密部，也发生在大脑的外纹状体。除了众所周知PD病人的运动障碍。认知障碍和记忆损害也是疾病的重要组成部分，很可能是由于外纹状体，包括海马部的突触传递和可塑性的破坏引起的［1］。有研究表明，PD的发病率随年龄增长而显著提高，65～69岁人群，0.6%会受影响，而在85～89岁，人数增加至2.6%，使PD成为继阿尔茨海默病后第二位最常见的神经系统变性疾病［2］。

PD是共核蛋白病中最具代表性的疾病，以α－突触核蛋白在不同的大脑区域错误折叠和聚集作为主要的病理标志，以黑质多巴胺能神经元（DA）丢失为主要特点的神经变性疾病。PD的发病机制复杂，包括遗传、环境及年龄老化等多种因素共同作用下，通过氧化应激、线粒体功能衰竭、钙超载、兴奋性氨基酸毒性及细胞凋亡等机制引起黑质DA能神经元变性［3］。

2 PD的兴奋性毒性

2.1谷氨酸的兴奋毒性兴奋性氨基酸（EAA）参与突触兴奋传递、学习记忆形成及多种变性疾病的发生。近年的研究显示，谷氨酸作为脑内主要的兴奋性氨基酸，其神经毒性作用是PD的发病机制之一。Michelle等采用新的微电极阵列记录技术研究了不同年龄段雄鼠大脑齿状核、海马CA3、CA1亚区谷氨酸的释放与吸收。在老年大鼠CA3区苔藓纤维终端氯化钾（KCl）诱导的谷氨酸释放明显低于幼鼠和中老年鼠。中老年鼠齿状回穿通纤维终端KCl诱导的谷氨酸释放相对于其他2组明显增多。老年大鼠齿状回谷氨酸吸收率高于幼鼠组，表明中老年鼠随谷氨酸释放增多，存在可能与年龄相关的谷氨酸调节的改变，支持哺乳动物在老化过程中海马亚区谷氨酸调节的动态改变，对学习和记忆至关重要［4］。

2.2谷氨酸受体谷氨酸是广泛存在于哺乳动物中枢神经系统的兴奋性神经递质，通过激动离子通道型受体（NMDA，AMPA）和代谢型受体（mGlu1－mGlu8）而发挥作用。过量的谷氨酸对其受体的过度兴奋会引起神经元的损伤直至死亡，称之为兴奋性神经毒性。近年来通过对其受体的研究，也证实谷氨酸和PD之间关系密切。

2.2.1 离子型谷氨酸受体：当离子型谷氨酸受体NMDA被激活时，除对Na＋、K＋具有通透性之外，NMDA受体主要负责Ca2＋的内流。Ca2＋是神经元信号传递的第二信使，介导NMDA受体的多种生理功能。但在病理状态下，神经元处于周围谷氨酸水平较高的环境中，导致NMDA受体被大量激活，使得更多Ca2＋内流，产生钙超载，引起神经元凋亡或死亡［5］。Akimoto等［6］研究发现，在幼年大鼠海马区，神经元表达肝细胞生长因子（HGF）受体c－Met，并且有很高程度的酪氨酸磷酸化，较正常状态肝脏的水平还要高，说明受体被活化，HGF在完整的脑组织中持续起作用。外源性给予HGF后可增强海马CA1区突触的长时程增强作用（LTP），是学习和记忆的神经生理基础，但对长时程抑制无影响。HGF可增加离体神经组织NMDA受体介导的电流，这种电流增加是增强LTP的基础。

Diógenes等［1］观察了α－突触核蛋白聚集对 NMDA受体介导的大鼠海马突触传递和LTP的影响，显示受α－突触核蛋白聚体的长期影响，而不是单体或原纤维，通过激活NMDA受体增加突触传递，并增加钙离子通透性AMPA受体的数量。α－突触核蛋白聚体增加导致LTP受损，预处理可恢复表达LTP的能力，提示α－突触核蛋白聚体驱动谷氨酸能突触传递，为PD和其他共核蛋白病神经元损伤和毒性作用的研究提供了重要线索。

2.2.2 代谢型谷氨酸受体：代谢型谷氨酸受体亚型5（mGluR5）调节谷氨酸的传输，因此被认为是作为神经保护药物潜在的靶点。Hsieh等［7］研究2－甲基－6－苯基乙炔基嘧啶（MPEP）、mGluR5拮抗剂对1－甲基－4－苯基－1，2，3，6－四氢吡啶（MPTP）诱导的PD大鼠模型中记忆、物体识别和神经变性所起的作用。结果证实了谷氨酸能系统功能亢进与PD兴奋性毒性和神经变性之间的关系。MPTP损伤大鼠表现记忆损害和物体识别损害，MPEP治疗可防止这种损害。并且MPEP能抑制MPTP诱导的黑质纹状体多巴胺能神经元变性、SNc小神经胶质活化及海马神经元的丧失。提示mGluR5在PD的病理生理过程中起了一定作用，其拮抗剂MPEP是一种有潜力治疗PD相关痴呆的新方法。

Agari等［8］采用单侧注射6－OHDA制作PD大鼠模型，观察苍白球代谢型谷氨酸受体激活后对阿朴吗啡诱导的旋转运动的影响。同侧苍白球内注射非选择性代谢型谷氨酸受体激动剂（ACPD）和选择性代谢型谷氨酸受体亚型1激动剂（DHPG），可完全抑制阿朴吗啡诱导的旋转运动，而选择性代谢型谷氨酸受体亚型3激动剂（L－AP4）则无这种作用。接受ACPD或DHPG注射的大鼠与对照组相比，损伤侧苍白球、下丘脑核及黑质网状部位c－fos蛋白显著表达。结果表明代谢型谷氨酸受体（mGluRs）与PD的治疗靶点密切相关。

3 肝细胞生长因子

肝细胞生长因子（hepatocyte growth factor，HGF）是一种神经保护因子，并且在神经生长中起营养作用，促进中枢神经元的存活和成熟。HGF及其受体广泛存在于神经系统，雪旺细胞、小胶质细胞、星形胶质细胞和少突胶质细胞都能合成和表达HGF及其受体c－Met。HGF对运动神经元的发育、存活、轴突的生长和导向，以及对周围神经损伤后神经元的保护、轴突的延长和神经纤维的修复等具有重要作用［9］。

Achim等［10］对HGF及其受体表达进行研究，发现人和大鼠的海马组织CA3－4区表达丰富，CA1区表达cMet。HGF预处理可明显阻止缺氧／复氧导致的细胞活力降低和凋亡细胞数量增加。Miyazawa等［11］研究证实，HGF能有效地防止海马神经元迟发性细胞死亡，提前6h预注射人重组HGF（hrHGF）对缺血的海马神经元有保护作用。Niimura等对短暂性前脑缺血再灌注大鼠，在10min～72h内直接向海马CA1区持续的注入hrHGF，TUNEL染色发现，CA1区阳性细胞数显著增加，hrHGF治疗几乎完全抵消了局部缺血造成的损害。

4 帕金森病的兴奋性毒性与肝细胞生长因子

PD治疗的关键和理想模式不仅是有效提高纹状体内DA含量，而且应考虑如何挽救已变性和濒临死亡的DA能神经元、减缓乃至阻止其进一步退变。这不仅可改善PD病人的运动障碍，而且能改善其认知障碍和记忆损害。

Koike等［12］纹状体内注射6－OHDA制作PD大鼠模型，采用脑功能区定位向一侧纹状体转染人HGF或β－半乳糖苷酶质粒，应用免疫组化技术，注射侧可检测到人HGF表达且可持续至少12d。转染β－半乳糖苷酶质粒的PD大鼠表现为阿朴吗啡诱导的不对称旋转反应，超过90%多巴胺能神经元丢失；而转染HGF的大鼠对这种不正常旋转有非常显著的抑制作用，并且70%多巴胺能神经元保留。研究表明HGF过表达可阻止PD大鼠的神经元死亡。

Date等报道HGF对大脑缺血后学习和记忆功能的影响。侧脑室注射hrHGF，可减少脑缺血大鼠水迷宫实验中到达安全台的潜伏期。另外，荧光标记发现，hrHGF显著减少血脑屏障破坏后白蛋白外漏。hrHGF对血脑屏障的保护作用与缺血早期防止大脑内皮细胞的凋亡相关。这些结果表明，hrHGF在持续性脑缺血早期通过保护内皮细胞能有效防止学习和记忆功能损害，可能是脑血管病和血管性痴呆有效的治疗措施［13］。

为明确兴奋性毒性条件下HGF对突触密度的影响，Akita等［14］采用免疫染色双标法，研究培养的海马神经元NMDA受体亚单位和突触前标记数量的改变。暴露于兴奋性氨基酸毒性环境时，突触NMDA受体NR2B亚单位数量减少，但NR1和NR2A亚单位没有改变。兴奋毒性作用也使PSD－95（一种突触后支架蛋白）和synaptic I（突触前蛋白）减少。HGF治疗可阻止其数量的减少。当兴奋性氨基酸（NMDA）毒性增加时，NR2B亚单位的减少程度可被HGF缓解。HGF可阻止NMDA受体去极化激活，减少诱导CREB（cAMP反应元件结合蛋白）磷酸化。这些研究表明HGF不仅可阻止神经细胞的死亡，而且可阻断NMDA受体亚单位的减少和NMDA受体细胞内信号通道。

5 展望

多巴胺和谷氨酸受体系统与很多神经精神疾病相关。多巴胺影响体内多种功能包括自主活动、认知、情感和内分泌调节。谷氨酸是体内最主要的兴奋性神经递质，与调节神经元回路发育、学习和记忆相关。多巴胺和谷氨酸投射在脑内重叠和会聚，构成了这些受体系统神经元间相互作用的复杂网络。许多病理过程都与一个或多个突触后神经递质受体功能失常相关，一般的受体激动剂或拮抗剂可纠正这种病理状态，但这些药物通常都具有较严重不良反应，因为抑制大脑正常功能所必需的突触后应答。因此需要选择改善突触功能的新药物。而HGF作为一种多功能的生长因子，其与神经系统之间的关系已经引起人们的关注。HGF对缺血大脑的在体、离体神经元具有直接的保护作用，不仅能改善脑缺血引起的学习和记忆障碍，而且在兴奋毒性条件下，HGF能从形态和功能上改善突触。因此，更深入的探讨HGF与PD之间的联系，可能为PD治疗提供更多的证据和方法。

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