激肽释放酶-激肽系统与癫痫发生

邹 静，陆钦池

上海交通大学医学院附属仁济医院神经内科，上海 200127

综述

激肽释放酶-激肽系统与癫痫发生

邹 静，陆钦池

上海交通大学医学院附属仁济医院神经内科，上海 200127

激肽释放酶-激肽系统是人体内重要的内源性通路，具有调节包括血压和炎性反应在内的一系列生理和病理过程的作用。激肽释放酶-激肽系统与中枢神经系统疾病的关系也日益引起了学者的关注，尤其是癫痫。研究发现，在经匹罗卡品诱导、听觉点燃或杏仁核点燃的动物模型中，诱导型缓激肽受体B1和固有型缓激肽受体B2的表达均显著上调，或者出现缓激肽受体B1/B2的相对比例升高。颞叶癫痫及海马硬化患者海马锥体神经元中的缓激肽受体B1和B2以及星形胶质细胞中的激肽释放酶1的表达均显著上调。由此提示，缓激肽受体B1可能具有促癫痫发生的作用，缓激肽受体B2则可能具有神经保护的作用。激肽释放酶-激肽系统在癫痫中的作用机制可能与血脑屏障破坏、促进兴奋性氨基酸释放及介导炎性反应等有关，并可能成为癫痫防治的新靶点。本文对激肽释放酶-激肽系统与癫痫发生的最新研究进展进行综述。

癫痫；激肽释放酶类；激肽类；受体，缓激肽

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激肽释放酶-激肽系统（kallikrein-kinin system，KKS）是人体内固有的内源性通路，参与血压调节、炎性反应、心血管稳态、痛觉传递、细胞因子释放、前列环素代谢、一氧化氮代谢和细胞增生等诸多生理和病理过程。以往的KKS研究主要集中于其在外周循环系统和肾脏功能中的作用；但随着KKS的不同成分在中枢神经系统中得到定位，目前已发现KKS参与了一系列中枢神经系统疾病的发生过程，包括卒中、多发性硬化和阿尔茨海默病等［1-5］。目前已有证据显示，KKS与癫痫发生相关，但相关的国内研究还较少，且主要阐述KKS与癫痫发生相关性的文献也极少。为此，本文对KKS在癫痫发生过程中的作用的最新进展进行综述，以期为进一步开展该领域的研究提供参考资料。

1 KKS的组成

KKS的研究主要起始于20世纪初，源于研究者发现将人类尿液注射入犬体内后，可引起血压下降；此后，发现了一系列参与此反应的生物活性分子。目前，已在血液或组织中鉴认出KKS的所有成分；这些成分组成了一个复杂的酶反应链，参与多种生理和病理事件。

激肽类对血管和组织均有显著作用，其合成和降解的调控十分严密。血浆中，凝血因子Ⅻ在带较多负电荷的胶原纤维表面被激活为凝血因子Ⅻa，而后者能将前激肽释放酶降解为有活性的激肽释放酶。激肽释放酶能够水解高分子量激肽原，释放缓激肽（bradykinin，BK）进入循环中。BK是重要的血管活性九肽。循环或组织中的激肽酶能够去除BK C端的精氨酸（arginine，Arg），形成另一种强活性的血管活性多肽——去9位Arg BK（des-Arg9BK）。BK与固有型BK受体B2具有高亲和性，而des-Arg9BK与诱导型BK受体B1的亲和力更高。在组织中，前激肽释放酶也转化为激肽释放酶，后者水解低分子量激肽原，释放赖氨酸-BK（lysine-BK，Lys-BK）（又称为胰激肽）。在组织型激肽酶的作用下，Lys-BK转换成BK或des-Arg9-Lys-BK，其与BK受体B1具有高亲和性。KKS中所有的酶都是丝氨酸蛋白酶。

迄今为止，已在大脑皮层、脑干、小脑、下丘脑和海马等部位发现了KKS中的所有成分；这些成分主要分布于血管周围以及神经元和胶质细胞内。通常认为，细胞因子或生长因子可介导BK受体B1表达，尤其是在发生炎性反应或受到伤害性刺激时［6］；而BK受体B2在神经系统中表现为固有表达［7］。BK受体B1与B2之间存在相互作用，例如在炎性反应中，BK受体B2的激活常伴有BK受体B1的表达下调［8］。

BK受体B1和B2均属于G蛋白耦联受体，可通过磷脂酶C启动信号转导通路合成肌醇三磷酸，继而改变细胞内的钙离子浓度及合成一氧化氮。另一条BK依赖的信号通路可激活磷脂酶A2，释放花生四烯酸，合成前列腺素和一氧化氮［9-11］。目前，主要通过BK受体B1和B2来研究KKS在癫痫发生中的作用。

2 KKS与癫痫发生的关系

2.1 KKS在实验动物及颞叶癫痫患者海马中的表达

目前有关KKS与癫痫发生的研究主要集中于对颞叶癫痫的研究。颞叶癫痫的痫性放电起源于颞叶，并向其他脑区传导。临床上，颞叶癫痫患者往往有脑损伤史，包括卒中、脑外伤和控制不良的抽搐发作（如癫痫持续状态）等。在动物实验中，常借助药物或物理方法制作颞叶损伤动物模型以诱发颞叶癫痫。发生脑损伤后，损伤组织及其周围可出现一系列的重组变化，并开始具备发生自发性痫性发作的能力。

已有许多动物实验在脑损伤相关部位发现了BK受体B1和B2表达的变化。ONGALI等［12］在大鼠杏仁核电点燃模型中，使用125I同位素标记的特异性配体显示造模后BK受体B1和B2表达的变化。结果显示，BK受体B2广泛分布于正常大鼠脑的各个部位，且在外侧隔核、正中视前核、齿状回、杏仁核、三叉脊束核、前庭内侧核、下小脑脚和大部分皮层区域中的表达水平最高，而BK受体B1的表达水平在未经电点燃的大鼠脑内的所有测量区域均极低；但在电点燃后，BK受体B2的特异性结合位点显著减少（不同区域的减少幅度为41%～76%），而BK受体B1的特异性结合位点则显著增多，尤以海马、杏仁核、内嗅皮层和枕叶皮层区域最为明显（增加幅度为152%～258%）。由此提示，活化的BK受体B1和B2数量的平衡在癫痫的发生或维持中具有一定的作用。ARGAÑARAZ等［13］利用匹罗卡品诱导慢性癫痫大鼠模型进行实验，结果发现成功诱发癫痫持续状态后6 h（急性期）、5 d（静默期）和60 d（慢性期）时，大鼠海马内BK受体B1和B2 mRNA的表达均显著增加；免疫组织化学结果显示，BK受体B1的表达上调在慢性期最为显著，而BK受体B2的表达上调在急性期和静默期则更为显著。PEREIRA等［14］利用Wistar听觉点燃大鼠模型进行研究，结果发现与未点燃的大鼠相比，经慢性听觉刺激点燃的大鼠，其海马内BK受体B1和B2的表达均显著增加。

对颞叶癫痫患者经手术切除的海马硬化组织进行BK受体B1和B2表达水平的检测，结果发现BK受体B1和B2的表达均显著增加，且分布在海马门区、CA1区和CA3区的锥体神经元中；采用星形胶质细胞标志物胶质纤维酸性蛋白（glial fibrillary acidic protein，GFAP）进行共染，结果发现海马星形胶质细胞中激肽释放酶1的表达显著增加，由此确认KKS参与了颞叶癫痫的发生［15］。

尽管在不同的研究中，脑损伤后BK受体B2表达水平的变化略有不同，但BK受体B1的表达均表现为显著增加；而在后续的相关功能研究中，BK受体B1和B2也显示出不同的作用。

2.2 BK受体B1和B2在癫痫发生中的不同作用

目前有关KKS与癫痫发生的动物实验主要是通过敲除BK受体B1或B2基因来进行研究。BK受体B1具有促癫痫发生的作用，因此敲除该基因具有保护作用；而对于BK受体B2的作用，目前尚存在不同的观点。

SILVA等［16］发现，敲除BK受体B1基因的小鼠经匹罗卡品造模后，其急性期、静默期和慢性期BK受体B2 mRNA的表达无变化，且与野生型对照造模小鼠相比，其慢性期自发性痫性发作次数显著减少；而敲除BK受体B2基因的小鼠经匹罗卡品造模后，其不同时期BK受体B1 mRNA的表达水平均显著上调，且与野生型对照造模小鼠相比，其静默期显著缩短［分别为（5.8±0.8）d和（9.7±1.3）d，P=0.025），而慢性期自发性痫性发作频率显著增加［分别为（22.0±10.7）次/周和（9.7±4.8）次/周，P=0.047］。由此证实，BK受体B1受体可促进癫痫发生，而BK受体B2对癫痫具有保护作用。

ARGAÑARAZ等［13］发现，敲除BK受体B1基因的小鼠经匹罗卡品造模后，其慢性期锥体细胞死亡减少、苔状纤维出芽减少、自发性抽搐发作减少，由此支持BK受体B1可促进癫痫发生的结论。BK受体B2则与神经保护有关［17］，其缺失可引起锥体细胞存活减少、苔状纤维出芽增多。MARTINS等［18］也发现，BK可通过BK受体B2激活一系列神经保护级联反应，继而抑制N-甲基-D-天冬氨酸（N-methyl-D-aspartic acid，NMDA）受体介导的兴奋性毒性。

然而，亦有研究持不同观点，认为BK受体B2或能促进癫痫发生。RODI等［19］发现，敲除BK受体B1基因的未经造模的小鼠，其边缘系统脑片的兴奋性较野生型小鼠升高，BK受体B2过表达；而使用BK受体B2拮抗剂可使该兴奋现象消失。此外，预先使用BK受体B2拮抗剂处理小鼠能够缓解红藻氨酸诱发的痫性发作［19］。作者据此认为，BK受体B2可能参与了痫性发作的易化，并可能参与癫痫的早期形成［19］。

2.3 KKS调控癫痫的相关分子机制

研究发现，癫痫动物模型的海马会发生一系列的变化，包括谷氨酸释放、去甲肾上腺素释放、前列腺素水平升高［20］、丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）通路激活［21］、ATP酶活性改变、细胞丢失和芽状纤维增生等。已知KKS与谷氨酸释放、MAPK通路激活和前列腺素释放有关［22］。

激肽类能刺激炎性反应递质（如类花生酸、细胞因子、一氧化氮和自由基）的合成和释放，介导兴奋性氨基酸的释放，增加细胞内钙离子的水平。BK受体B1能够激活MAPK信号通路［9］，后者在许多迟发反应的基因转录阶段中具有重要作用。此外，刺激BK受体B1和B2可激活经典的G蛋白偶联信号通路，产生不同的第二信使。因此，探讨KKS参与癫痫发生的分子机制研究也是依据上述研究思路进行的。

首先，BK受体激活可能通过促进兴奋性氨基酸的释放而促进癫痫的发生。谷氨酸作为脑内主要的兴奋性氨基酸，在许多癫痫模型中都已被证实在痫性活动的发生中具有重要作用。在外周器官和中枢神经系统中，BK受体B1均与谷氨酸通路相关。BEIRITH等［23］发现，将选择性BK受体B1拮抗剂des-Arg9［Leu8］-BK和谷氨酸共同注射入小鼠爪后，可引起对谷氨酸介导的伤害感受的抑制效应，并呈现剂量依赖性，提示BK受体B1与谷氨酸介导的疼痛反应有关。

许多研究已发现，BK受体B1参与海马内谷氨酸的转运。1999年，BREGOLA等［24］发现，在2种癫痫模型中，海马和大脑皮层的BK受体B1表达水平均升高。在电点燃模型大鼠中，使用BK受体B1激动剂des-Arg9-Lys-BK能够促进电刺激后海马脑片中谷氨酸的释放；红藻氨酸癫痫模型大鼠的海马脑片中，同样可见上述现象，但程度略轻。MAZZUFERI等［25］在电点燃动物模型中也发现，使用des-Arg9-Lys-BK刺激BK受体B1后，谷氨酸的释放显著增多。

另一方面，目前已知脑内的炎性反应可以促进癫痫的发生，其中由免疫介导的血脑屏障破坏是主要机制之一。使用BK受体B1阻滞剂可以显著减轻构成血脑屏障的人脑内皮细胞的水肿及细胞因子的释放［26］，由此提示活化BK受体B1可促进血脑屏障的破坏；而在血脑屏障遭到破坏后，BK受体B1可促进白细胞向神经组织的转运及黏附［27-28］。GUEVARA-LORA等［29］发现，激肽能够促进白细胞黏附于内皮细胞，而使用羧基肽酶能够显著阻断BK介导的中性粒细胞黏附。然而，Wistar听觉点燃大鼠模型研究的结果显示，虽然BK受体B1和B2的表达水平均较未点燃的大鼠明显升高，但是白细胞介素1β、白细胞介素10和环氧合酶2的表达水平却无明显变化。

3 小结与展望

KKS在癫痫发生中具有重要作用，且这种作用较为复杂。目前认为，BK受体B1可能具有促进癫痫发生的作用，而BK受体B2可能以保护作用为主。KKS在癫痫发生中的作用机制可能与血脑屏障破坏、促进兴奋性氨基酸释放及介导炎性反应等有关。KKS有可能成为癫痫防治的新靶点。然而，目前的研究仍未完全阐明KKS在癫痫发生中的具体作用，且大多局限于激肽受体的研究，而对其上下游通路的研究并不多，且与KKS密切相关的肾素-血管紧张素系统与癫痫关系的研究也不多，这些均有待进一步探索。

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Kallikrein-kinin system and epileptogenesis

ZOU Jing， LU Qinchi
Department of Neurology， Renji Hospital， Shanghai Jiao Tong University School of Medicine， Shanghai 200127， China

The kallikrein-kinin system （KKS） is an important endogenous pathway involved in a serial of physiological and pathological changes， such as blood pressure controlling and inflammation. It has been proved to exert a role in several disorders of central nerve system， including epilepsy. Studies of different animal models， including pilocarpine-indued， audiogenic kindling and amygdaloid kindling animal models， have showed that the expressions of the bradykinin receptors B1 and B2 were both up-regulated， or showed that the relative ratio of bradykinin receptor B1 to B2 was elevated. In patients with temporal lobe epilepsy and hippocampal sclerosis， the levels of bradykinin receptors B1 and B2 in pyramidal neurons and kallikrein 1 in astrocytes were all over-expressed in hippocampus. It has been suggested that bradykinin receptor B1 may be pro-convulsant while bradykinin receptor B2 may be linked to neuroprotection. The possible underlying mechanisms include promoting bloodbrain-barrier disruption， inducing the release of excitatory amino acids， and mediating the inflammatory response. KKS may become a novel target for prevention and treatment ofepilepsy. This paper summarizes the advances in research on KKS and epileptogenesis.

Epilepsy； Kallikreins； Kinins； Receptors， bradykinin

LU Qinchi

10.12022/jnnr.2016-0048

陆钦池

E-MAIL inchilu@yahoo.com

CONFLlCT OF lNTEREST: The authors have no conflicts of interest to disclose. Received May 25， 2016； accepted for publication Aug. 15， 2016

Copyright © 2016 by Journal of Neurology and Neurorehabilitation

邹 静，陆钦池. 激肽释放酶-激肽系统与癫痫发生［J］. 神经病学与神经康复学， 2016， 12（3）:152-156.

To cite: ZOU J， LU Q C. Kallikrein-kinin system and epileptogenesis. J Neurol and Neurorehabil， 2016， 12（3）:152-156.