强啡肽A及其与缺血性脑损伤关系的研究进展

巩付华（综述） 展淑琴（审校）

强啡肽（dynorphin，DYN）为内源性阿片肽的一大家族之一，机体中枢神经系统内一类重要的神经递质，广泛分布于脑与脊髓中。缺血性脑血管病（ischemic cerebrovascular disease，ICVD）是临床常见病、多发病，其病死率与致残率均较高。因此，深入研究DYN及其在缺血性脑损伤（ischemic brain injury，IBI）中的作用及机制，对ICVD的防治工作及新型脑保护药的研发具有重大的现实意义。现将近年来国内外有关强啡肽A及其与IBI关系的研究进展综述如下。

1 DYN简介

内源性阿片肽［1］包括内啡肽（endorphin，EP）、脑啡肽（enkephalin，ENK）、内吗啡肽（endomorphin，EM）、强啡肽（dynorphin，DYN）及孤啡肽（nociceptin，orphanin－FQ，OFQ）五大家族，它们广泛分布于脑组织、血液及脑脊液中，是一组与应激相关的神经肽类物质，并具有较强的阿片样活性。强啡肽原（prodynorphin）是DYN的前体，含236个氨基酸残基，是由前强啡肽原经过加工形成的。DYN包括强啡肽A、强啡肽B及α－新内啡肽。强啡肽A（dynorphin A，DYN－A）是1979年Goldstein等从猪垂体中提取的17肽强啡肽，其具有极强的阿片样活性，它有很多片段如强啡肽A（1－8）［DYN－A（1－8）］、强啡肽 A（1－13）［DYN－A（1－13）］，强啡肽 A（1－17）［DYN－A（1－17）］等。1982年 Goldstein和 Udenfriend发现了另一种在脑和脊髓广泛分布的13肽的DYN，即强啡肽B（dynorphin B，DYN－B）。DYN是一种阿片肽，生理功能多种多样，最早被人们认识到的是其强大的镇痛功能，以后Christophe A等发现高水平的DYN通过缓激肽受体加剧疼痛程度，说明其又介导伤害性致痛作用［2］。此外，以后的研究发现它对机体的很多功能有明显的调节作用，如对心血管系统、脑血管系统、呼吸系统及内分泌免疫的网络调节等。DYN在ICVD中所发挥的作用成为近年来神经科学研究的热点。目前关于DYN与脑缺血方面的研究，主要倾向于DYN－A（1－13）和DYN－A（1－8），而DYN家族中的其他肽类物质如DYN－A（1－17）研究尚较少。DYN－A（1－13）对IBI影响的研究相对明确和深入，但仍有很多方面存在疑问。

2 DYN－A在缺血性脑损伤中的作用

2.1 参与缺血性脑损伤的病理过程

DYN参与中枢神经系统损伤后的继发延迟性病理损害过程，是内源性阿片肽大家族中作用最强的一种［3］。研究表明，新生鼠缺血缺氧性脑损伤（hypoxic－ischemic brain injury，HIBI）后脑内DYN－A（1－13）有不同程度升高，应用 DYNA（1－13）抗血清可显著减轻脑水肿，改善动物一般状况，表明DYN－A（1－13）在新生鼠 HIBI中作为一种内源性损伤介质参与其病理过程［4］。Hong等的研究也发现 DYN－A（1－13）参与IBI的病理过程［5］。Baskin用急性脑缺血猫的模型证实了内源性阿片肽参与脑缺血的病理过程，并且合理应用外源性的阿片肽和DYN－A（1－13）可能有益于脑缺血的治疗［6］。

2.2 脑保护作用

DYN－A的脑保护作用研究较多的主要是DYN－A（1－13）和DYN－A（1－8）。张惠敏等的研究表明DYN－A（1－13）减轻缺血性脑损伤，产生明显的脑保护作用［7］。大鼠脑缺血后缺血侧脑皮层DYN－A（1－13）的表达随着缺血再灌注时间的延长逐渐减少，而脑含水量逐渐增加，即脑水肿逐渐加重［8］，从而间接反映了DYN－A在脑水肿中的作用。KAO等的研究发现血浆中的DYN－A（1－13）含量在脑梗死72 h内明显降低，病后第3周其含量开始升高，与基础研究中缺血性脑水肿的明显时相和消退时相一致，从而证实了其在脑缺血时对抗脑水肿及脑保护中的积极作用［9］。大鼠脑缺血时缺血脑区DYN－A（1－13）含量显著降低，而给侧脑室注射DYN－A（1－13）后脑水肿明显减轻［10］。有研究发现纳洛酮对脑缺血的保护作用可能是通过抑制β－内啡肽、升高 DYN－A（1－13）实现的［11］。DYN－A（1－13）抗血清可改善幼鼠伤后的一般状况，降低伤后脑含水量和乳酸含量，显著减少皮层、海马细胞凋亡［3］。Itoh等的研究发现 DYN－A（1－13）能改善小鼠暂时性全脑缺血所致的记忆损害［12］。张晓彪等大鼠脑缺血实验也揭示DYN－A（1－13）能很好地改善暂时性、局灶性脑缺血的大鼠记忆障碍［13］。近几年研究还发现 DYN－A（1－13）通过激活κ受体，在5－HT系统的协同作用下可缓解应激小鼠的行为障碍［14～15］。当IBI视为一种特殊的应激时DYN－A（1－13）也可能通过上述途径发挥其减轻IBI后的行为损害。此外，Ruisanchez等的研究发现 DYN－A（1－13）在脑血管中表达并可诱导产生持续的血管收缩效应，但其对软膜动脉及小动脉起舒张作用，其这种效应在IBI时对脑组织可能产生一定的保护作用［16］。

局灶性脑缺血小鼠脑室内注射外源性的DYN－A（1－8）可明显缩小脑梗死面积［17］，提示DYN－A（1－8）在脑缺血时同样具有一定的保护作用。大鼠局灶性脑缺血时缺血侧脑皮层及纹状体中的DYN－A（1－8）的含量随着缺血再灌注时间的延长逐渐减少，而脑皮层及纹状体内的含水量逐渐增加［18］。另有研究发现超低浓度的 DYN－A（1－8）能显著阻止脂多糖引起的LDH释放、神经元的缺失及细胞形态学的改变［19］。Rashid［20］等的研究发现 DYN－A（1－8）参与脑卒中的病理过程，并发挥抵抗缺血性损伤等作用。

上述有关DYN－A的种种研究揭示了其在ICVD中所起的积极作用，无论是DYN－A（1－13）还是DYN－A（1－8）都能有效地延缓脑水肿的发生，减轻脑缺血性损伤，从而对缺血的大脑起到暂时性的保护作用，并减少由于局灶性IBI所带来的进展性损害如神经细胞缺失、记忆障碍等的发生。所以，维持大脑内一定浓度的DYN－A对保护缺血的大脑及改善缺血引起的后续损害有着重要的意义。

3 作用机制

DYN－A参与IBI的病理过程并发挥其减轻脑水肿、缩小脑梗死面积、改善缺血后脑记忆障碍等脑保护作用需在一定的受体介导下完成。目前的研究表明，DYN－A在IBI中的影响主要通过两种途径来实现，即阿片样受体途径和非阿片样受体途径。阿片样受体途径：阿片受体包括μ、δ、κ、σ和ε五种亚型。DYN－A（1－13）是κ受体的选择性激动剂，κ阿片受体是其特异性受体，被公认为是κ受体的配体。κ阿片受体广泛存在于中枢神经系统中，以尾－壳核、杏仁核、下丘脑、神经垂体、正中隆起和孤束核内密度最高。许多研究表明，中枢神经系统损伤时DYN－A可经由阿片受体途径发挥作用［21］。DYN的改善记忆障碍功能是通过κ受体介导作用［13］，而这一作用可被κ受体拮抗剂 nor－binaltorph imine imine（nor－BN I）所阻断。N－乙酰一D一门冬氨酸（NMDA）受体途径是非阿片样受体途径之一。中枢神经损伤后升高的DYN通过直接或间接作用于NMDA受体复合物，可产生神经致敏作用［22］。洪欣茹等分别给于脑缺血大鼠κ受体拮抗剂（nor－BN I）及 NMDA受体拮抗剂 MK－801，观察发现均有显著的减轻脑水肿的作用，继而得出DYN－A（1－13）对新生鼠IBI的影响很可能是通过阿片受体和NMDA受体途径共同作用而实现的［23］。此外，有研究发现DYN除了经由阿片受体途径、非阿片受体中的NMDA受体途径介导外，还可能存在其它介导途径［24］。Ruisanchez等的研究发现DYN－A（1－13）在脑血管中表达并可诱导产生持续的血管收缩效应只是部分通过κ受体途径实现［15］，对κ受体无亲和力的DYN仍可产生收缩脑血管作用，这充分说明了其它途径的存在。

4 结束语

综上所述，DYN－A是内源性阿片肽中对人体很重要的一类神经肽，在IBI的病理生理过程中发挥着重要作用，了解和熟悉其作用及作用机制具有重大的现实意义。其除上述作用外是否还有其它作用？急性脑缺血时注射外源性的DYN－A制剂，如何控制其剂量使其最大限度地发挥其脑保护的积极作用，减少其不利影响，将是我们接下来研究的重要方面。目前DYN－A的具体作用机制还有很多方面尚不清楚，更值得我们去深入研究。

1 Honda Z.Fc epsilon and Fc gamma receptor signaling in diseases.Springer Scmin Immunopathol，2006，28（4）：365－375.

2 Christophe A，Gerald WZ.Opioid，cheating on its receptors exacerbates pain.Nature Neuroscience，2006，9（12）：1465－1467.

3 洪新如，卢晓欣，陈新民.强啡肽A（1－13）在新生鼠缺氧缺血性脑损伤中作用机制的实验研究.中国现代医学杂志，2003，13（1）：9－11.

4 卢晓欣，洪新如，王成海，等.强啡肽A（1－13）在新生鼠缺氧、缺血性脑损伤中的作用.中华妇产科杂志，1997，32（4）：198－201.

5 Hong X’，Zheng L，Chen X.Changes of dynorphin A（1－13）on the treatment of hypoxic－ischemic brain injury by the brain－derived neurotropic factor in neonatal rats.Zhonghua Yi Xue Za Zhi，2002，82（23）：1637－1640.

6 Baskin DS，Kuroda H，Hosobuchi Y，et al.Treatment of stroke with opiate antagonists－－effects of exogenous antagonists and dynorphin1－13.Neuropeptides，1985，5（4－6）：307－310.

7 张惠敏，张德英，郎恩千.脑梗塞患者血浆β－内啡肽及强啡肽A1－13含量的变化.中风与神经疾病杂志，1997，14（3）：145－146.

8 展淑琴，ZHOU An，郭新奎，等.脑缺血大鼠脑皮层中强啡肽A（1－13）的经时表达及脑含水量的变化.西安交通大学学报（医学版），2009，30（2）：145－148.

9 Kao TK，Ou YC，Liao SL，et al.Opioids modulate post－ischemic progression in a rat model of stroke.Nearochem Int，2008，52（6）：1256－1265.

10 Chen CJ，Cheng FC，Liao SL，et a1.Effects of naloxonelacate，pyruvate metabolism and antioxidant enzyme activity in rat cerebral isehemia／reperfusion.J Neurosci Lett，2000，287（2）：113－116.

11 盛宝英，陆晓红，王志群，等.脑梗死患者血浆β－内啡肽、强啡肽A（l—13）含量及纳洛酮的保护作用研究.中国急救医学，2004，24（2）：142－143.

12 Itoh J，Ukai M ，Kameyama T.U－50，488 H，a kappa－opioid receptor agonist，markedly prevents memory dysfunctions introduced by transcient cerebral ischemia in mice.Brain Res，1993，619（1－2）：223－228.

13 张晓彪，崔尧元，余 勇，等.强啡肽A（1－13）改善局灶性脑缺血后记忆障碍的研究.中国行为医学科学，1997，6（4）：246－248.

14 Mamiya T，Hasegawa Y，Hiramatsu M.Dynorphin a（1－13）alleviated stress－induced behavioral impairments in mice.BiolP－harm Bull，2014，37（8）：1269－1273.

15 Knoll AT1，Carlezon WA Jr.Dynorphin，stress，and depression.Brain Res，2010，16（1314）：56－73.

16 Ruisanchez E，Cselenyak A，Papp RS，et al.Perivascular expression and potent vasoconstrictor effect of dynorphin A in cerebral arteries.PLoS One，2012，7（5）：e37798.

17 Zhan S，Zhao H，J white A，et al.Defective neuropeptide processing and ischemic brain injury：a study on proprotein convertase 2 and its substrate neuropeptide in ischemic brains.J Cereb Blood Flow Metab，2009，29（4）：698－706.

18 展淑琴，An Zhou，Tao Yang，等.脑缺血大鼠脑组织中强啡肽A（1－8）的含量及含水量的变化.陕西医学杂志，2012，41（6）：643－645.

19 Kong LY，Jeohn G，Hudson PM，et al.Reduction of lipopolysaccharide－induced neurotoxicty in mouse mixed cortical neuron／glia cultures by ultralow concentrations of dynorphins.J Bi－omed Sci，2000，7（3）：241－247.

20 Rashid M，Wangler NJ，Yang L，et al.Functional up－regulation of endopeptidase neurolysin during post－acute and early recovery phases of experimental stroke in mouse brain.Neurochem，2014，129（1）：179－189.

21 Benyo Z，Wahl M.Opiate receptor－mediated mechanisms in the regulation of cerebral blood flow.Cerebrovasc Brain Metab Rev，1996，8（4）：326－357.

22 Malan TP，Ossipov MH，Gardell LR，et al.Extraterritorial neuropathic pain correlates with multisegmental elevation of spinal dynorphin in nerve－injured rats.Pain，2000，86（1－2）：185－194.

23 洪欣茹，刘丽珍，卢晓欣，等.强啡肽A在新生鼠缺氧、缺血性脑损伤中的阿片样和非阿片样受体机制.中国康复医学杂志，2003，18（6）：345－347.

24 Tang Q，Lynch RM，Porreca F，et al.Dynorphin A elicits an increase in intracellular calcium in cultured neurons via a non－opioid，non－NMDA mechanism .J Neurophsiol，2000，83（5）：2610－2615.