MCP-1与血管性痴呆

张 梅 高吉国 赵 腾 张蓓琳 刘雁伟 周春奎

(吉林大学白求恩第一医院二部神经内科，吉林 长春 130021)

血管性痴呆(VD)是指在缺血性、出血性以及急慢性缺血、缺氧性脑血管疾病引起的脑组织损害基础上产生的以高级神经认知功能障碍为主的一组临床综合征。其发病机制目前尚不确切。既往的研究发现一些VD患者在出现临床症状前就存在以额叶、颞叶、海马区为中心的诸多脑区弥漫性脑血流量下降〔1〕。因此慢性持续性脑血流量下降被认为是VD的发病机制之一。单核细胞趋化蛋白(MCP)-1作为趋化因子在脑血流量下降所致脑缺血后的炎症反应中起着重要的作用，在脑缺血过程中可趋化和激活T 淋巴细胞、单核细胞等免疫细胞，使血管内皮细胞与血细胞的黏附性增加，损害血管内膜，影响血管通透性，产生自由基，抑制血栓调节因子蛋白c、蛋白s系统，促进凝血和血管收缩，使炎症介质增高和髓鞘损伤〔2〕。MCP-1可作为一个新的VD危险预测因子, 获知其表达变化与认知功能障碍水平的相关性，对于拓宽VD的治疗具有积极的基础和临床价值。

1 MCP-1 概述

1.1趋化因子的分类 趋化因子是一类结构相似, 分子量约为8 000～14 000的小分子家族， 具有趋化功能的细胞因子。目前被发现有50多种人类趋化因子和20种G-蛋白耦联趋化因子受体。趋化因子家族成员依据其基因组成和N-端2个半胱氨酸的排列顺序不同，可分为C、CC、CXC、CX3C 4个亚家族，其受体通常表达于细胞膜表面，为三磷酸鸟苷蛋白耦联的跨膜受体，包括 CR、CCR、CXCR、CX3CR。C亚家族只有一个半胱氨酸残基；CC亚家族中近N端含2个相邻的半胱氨酸残基，主要趋化和激活单核细胞和某些T细胞亚群，也可趋化活化B细胞、嗜酸性粒细胞、树突细胞(DC)和自然杀伤(NK)细胞。目前已知的MCP家族中的5位成员：分别是MCP-1(CCL2)、MCP-2(CCL8)、MCP-3(CCL7)、MCP-4(CCL13)、MCP-5(CCL12)；CXC亚家族中近N-端的2个半胱氨酸残基之间间隔1个氨基酸残基，主要趋化和激活中性粒细胞；CX3C亚家族2个半胱氨酸残基之间插入了3个不同的氨基酸〔3〕。

1.2MCP-1的蛋白结构及作用 MCP-1又称单核细胞趋化活化因子(MCAF)，属于CC亚族(B亚族) 成员之一，又称为CCL2，是第一个被发现的人类趋化因子。人MCP-1基因定位于17号染色体上，小鼠的则定位于11号染色体上，人MCP-1前体长99个氨基酸，切除23个氨基酸先导序列后形成76氨基酸的成熟分子，为碱性蛋白，其含有4个半胱氨酸，分别位于11、36、12、52位，前两位和后两位之间分别形成2个链内二硫键，对于MCP-1的生物学活性是必需的。

MCP-1可由多种细胞产生，包括单核细胞、巨噬细胞、成纤维细胞、内皮细胞、上皮细胞、成骨细胞、平滑肌细胞等。正常时脑组织几乎不表达, 在脑缺血情况下, 神经元、活化的小胶质细胞、星形胶质细胞、巨噬细胞以及内皮细胞都可能是MCP-1的来源。MCP-1作为炎性趋化因子之一，主要通过趋化单核巨噬细胞浸润脑实质以及激活中枢神经系统小胶质细胞, 进一步释放神经毒性物质而参与缺血性脑损伤。

1.3MCP-1的受体 CCR2是MCP-1的主要受体，CCR2属于G蛋白耦联受体超家族，其基因定位于3号染色体，编码355个氨基酸残基蛋白，分子量为41 kD。CCR2含有7个富含疏水氨基酸的α螺旋跨膜片段，相互由长短不一的肽链环接，长约有350个氨基酸，组成N端在细胞外侧、C端在细胞内侧的呈蛇状迂曲的细胞表面受体。激活的趋化因子受体通过细胞膜上G蛋白耦联受体途径发挥作用。CCR2根据基因转录时剪切方式的不同可分为CCR2A及CCR2B。当配体与受体结合后，CCR2变构并与G蛋白结合，使钙离子释放到细胞质中，并可激活细胞表面的钙离子通道，导致钙离子内流，从而使细胞内钙离子浓度升高，引起靶细胞效应〔4〕。

1.4MCP-1的表达 MCP-1的表达可受多种因素的调节, 白细胞介素(IL)、人粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子、脂多糖均能诱导其基因转录, 而地塞米松可下调其基因转录。反转录水平是MCP-1基因的表达调控主要环节，基因启动子部位存在核因子κB、激活蛋白1的结合位点。目前认为，MCP-1基因转录主要在2个区域受到调控：①近端调控区：主要由血小板衍化生长因子和干扰素-γ诱导表达，但转录激活需依赖SP1核转录因子；②远端调控区：其中有2个部位可以与核因子-κB结合, 分别称为κB1、κB2区，这两个区一起包绕一个高敏感区 DMS(HS)从而共同调控 MCP-1的表达〔5〕。通过活化核转录因子(NF)-κB氧自由基能上调MCP-1的表达；相反, 加入自由基清除剂后其转录活性明显降低。

2 VD发病的炎性机制

VD的发病机制至今尚未完全明确，众多的研究已经提示可能存在多种发病机制共同参与VD的发生。近年来已有学者提出炎性反应及免疫活性因子参与了包括Alzheimer病及VD在内的老年痴呆的发病机制。炎性机制在脑缺血所致VD的发病机制中地位日益受到重视。越来越多的研究资料表明，慢性脑缺血引起神经胶质细胞的活动异常，包括小胶质细胞的活化、星形胶质细胞的增生和活化、少突胶质细胞的损伤等〔6〕。神经胶质细胞不仅有支持和营养神经元及清除坏死组织的作用。在神经内分泌、免疫网络、炎性反应、分泌细胞因子和趋化因子等方面也有重要作用〔7，8〕。

2.1小胶质细胞 正常情况下，小胶质细胞处于静止状态，病理情况下被激活成为活化的小胶质细胞，伴有增殖、迁移、形态和功能上的变化〔9〕。激活的小胶质细胞能够分泌大量的生物活性因子，这些生物活性因子通过不同的途径反过来加重小胶质细胞的活化效应，导致恶性循环，促进神经元损伤。此外还可直接对神经组织产生作用，加重炎性反应，并可抑制神经元突触产生的长时程增强〔6〕。有实验证明，在大鼠慢性脑缺血性脑损害时，早期适当抑制小胶质细胞活化反应，能减少不必要的细胞毒性作用和病理损害，尤其是白质损害〔10〕。

2.2星形胶质细胞 生理情况下其不仅有支持、营养神经细胞的作用，还能维持细胞外液离子平衡，具有多种生理功能。但在脑缺血的病理状态下，如炎症、缺血和神经退行性疾病等，星形胶质细胞被激活后产生大量的促炎症因子、一氧化氮、IL-6等细胞毒性因子，从而引起神经元的损伤〔11〕。星形胶质细胞的活化又称反应性胶质增生，是中枢神经系统病理生理情况下的常见反应，表现为星形胶质细胞胞体肥大、肿胀、突起增多延长、胶质纤维酸性蛋白(GFAP)表达增强等〔12〕。此外，星形胶质细胞数量增多，胞体肥大、肿胀，占据了脑内更大的空间，进一步干扰神经元与神经元之间、神经元与胶质细胞之间的正常联系。有研究表明，在VD模型大鼠脑组织中星形胶质细胞的胞体肿胀，突起远端增粗，分支减少等现象，其标志性蛋白GFAP表达明显增强，并伴有学习记忆能力的减退〔13〕。

脑缺血时内皮细胞、神经元等在局部被激活，通过释放炎性因子触发炎症反应，引起其他细胞因子与炎性代谢产物一起引起神经元的直接损伤。综上均提示炎症反应在慢性脑缺血后继发性神经损伤中起主要作用。

3 MCP-1与VD

多种原因引起的长期脑血流低灌注所致慢性脑缺血是VD形成的重要因素之一。以往研究〔14〕已证明慢性持续性脑缺血可以引起神经细胞凋亡而致进行性认知功能障碍。

现已证实，MCP-1的升高伴有巨噬细胞的激活〔15〕，MCP-1能诱导巨噬细胞释放溶酶体酶，产生氧自由基以及表达一些促炎因子来加重脑组织的炎症反应。MCP-1在脑缺血后炎症反应发生过程中起重要的趋化作用〔16〕，对T淋巴细胞、嗜碱性细胞、NK细胞和造血祖细胞均有趋化作用。此外，MCP-1不仅诱导单核细胞趋化，而且能激活单核细胞，同时又对机体的防御、炎症恢复及抗肿瘤发挥重要作用〔17〕。

对新生小鼠脑缺血缺氧模型的研究发现脑组织MCP-1表达水平明显增高〔18〕。在小鼠永久性结扎大脑中动脉模型中，缺血中心区的脑组织在缺血后12 h就检测到MCP-1的表达，随着缺血时间的延长,MCP-1表达增加并向缺血周边区扩展,在缺血2～3 d后MCP-1表达达到高峰，缺血5 d后逐渐下降〔19〕。大鼠永久性结扎大脑中动脉后，缺血脑组织内MCP-1 mRNA表达明显增高，星形胶质细胞、小胶质细胞、血管内皮细胞、激活的白细胞均能表达MCP-1。MCP-1的表达增加与脑组织缺血损伤后单核细胞集聚和神经胶质细胞活化有关，活化的神经胶质细胞可产生大量的神经毒性因子，导致神经细胞的变性和坏死〔20〕。另外，MCP-1还与脑缺血后神经再生有关。小鼠脑缺血后病灶同侧皮质和基底节区MCP-1 mRNA表达增加，免疫印迹分析显示MCP-1 mRNA定位于缺血区的星形胶质细胞和活化的小胶质细胞，而室管膜下区(SVZ)神经母细胞表达 CCR2，MCP-1能趋化神经母细胞向缺血区定向迁移；将MCP-1注射至正常基底节也能趋化神经母细胞向注射部位定向迁移；将MCP-1或CCR2基因敲除小鼠脑缺血后SVZ神经母细胞向缺血部位的定向迁移显著减少〔21〕。因此推测，MCP-1与其受体的相互作用是脑缺血后趋化SVZ神经母细胞向缺血部位迁移的重要机制之一。Liu等〔22〕的实验结果也支持这一观点。

4 结 语

近年来我国人口老龄日趋凸现, VD的发病率呈逐年上升的趋势。智能障碍严重影响了脑血管病后生存患者的生活质量，也给患者家庭、社会及国家增添了沉重的负荷。据报道，VD是迄今为止唯一可防治的痴呆，如早期治疗会具有可逆性〔23〕。 因而对VD进行深入的研究就显得尤为重要。随着对 MCP-1结构、功能、表达和调控的深入研究，MCP-1在慢性脑缺血致VD中的作用逐渐被人们认识。MCP- 1与VD的发生发展关系密切，因此继续深入探索其在缺血性脑损伤中的作用机制，增强其有益的作用和抑制其损伤作用, 可能为VD的防治找到新的思路和手段。

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