蛋白酶活化受体1促进脑卒中后血管新生作用的研究进展

金宗禄，何晓英

(西南医科大学附属医院，四川泸州646000)

蛋白酶活化受体1促进脑卒中后血管新生作用的研究进展

金宗禄，何晓英

(西南医科大学附属医院，四川泸州646000)

脑卒中是以脑循环障碍所致的局限性或全面性脑功能缺损为主要症状的急性脑血管病。血管新生能促进脑卒中后神经元存活，对改善患者神经功能缺损及卒中后生存质量意义重大。蛋白酶活化受体1(PAR1)是一种存在于多个系统的特殊的G蛋白偶联受体，通过调节细胞内信号通路参与血管再生、炎症、肿瘤生长及转移等病理过程。PAR1激活后可通过增加促血管生成因子水平，如缺氧诱导因子1α、血管内皮生长因子、基质金属蛋白酶等，诱导脑卒中后血管新生，促进脑卒中后神经功能恢复。本研究对蛋白酶活化受体1促进脑卒中后血管新生作用的研究进展进行综述。

脑卒中；蛋白酶活化受体1；血管新生

脑卒中是一组急性起病，以脑循环障碍所致的局限性或全面性脑功能缺损为主要症状，具有发病率高、致残率高、病死率高等特点，主要包括蛛网膜下腔出血、脑出血、脑梗死。血管新生能促进脑卒中后神经元存活，改善患者神经功能缺损及卒中后生存质量，但脑卒中后血管新生的影响因素及调控机制复杂。蛋白酶活化受体1(PAR1)是一种存在于多个系统的特殊G蛋白偶联受体，广泛存在于神经系统、消化系统、血液循环及呼吸系统，通过调节细胞内信号变化，在血管再生、神经重塑、炎症、肿瘤生长及转移中发挥重要作用[1,2]。本研究就PAR1促进脑卒中后血管新生作用的研究进展作一综述。

1 PAR1的概况

蛋白酶活化受体家族(PARs)是一种7次跨膜的G蛋白偶联受体。目前为止，已发现并研究的PARs有四种，即PAR1、PAR2、PAR3、PAR4。其中，PAR1是发现最早、也是研究最深入的一类PARs分子，因其最初是作为凝血的受体被发现，故PAR1又被称为凝血酶受体。人PAR1基因位于染色体5q13，包括两个外显子，蛋白分子量约47 kDa，包括胞外氮端、胞外环、跨膜结构域、胞内环、胞内碳端5个部分，其胞外氮末端氨基酸序列是其配体识别与结合的部位[1]。

在脑组织中，PAR1主要位于海马、丘脑、下丘脑、纹状体等部位，表达于神经元、小胶质细胞、星形细胞、少突胶质细胞。在正常脑组织中可检测到PAR1 mRNA表达，但PAR1蛋白表达量较少，脑卒中、脑损伤时其蛋白表达量明显增多[3～6]。凝血酶和维生素K依赖的相关凝血因子(FIXα除外)、基质金属蛋白酶(MMPs)及活化蛋白C(APC)均可作为配体激活PAR1，其中凝血酶途径是其经典的激活途径[7～10]。PAR1被激活后可发挥脑损伤或脑保护作用，发挥何种作用与其激活程度及介导的信号通路等有关[11]。Xie等[12]研究发现，PAR1激活后可以增加血脑屏障通透性，导致卒中后缺血再灌注损伤，加重脑细胞水肿；人参皂苷Rg1通过下调PAR1表达降低血脑屏障通透性，从而减轻卒中后缺血再灌注损伤。Li等[13]发现，PAR1表达与蛛网膜下腔出血动物脑血管痉挛的严重程度呈正相关，PAR1被凝血酶激活后通过调节血管平滑肌收缩参与蛛网膜下腔出血后血管痉挛。在神经系统退行性疾病中，PAR1活化后可以通过调节神经细胞内钙离子浓度促进谷氨酰胺释放，并同时作用于神经细胞外的门冬氨酸受体(NMDA)，加速NMDA介导的神经细胞死亡[14]。Almonte等[15]研究发现，PAR1基因缺失可造成小鼠学习和记忆障碍。PAR1可以增强小鼠失神经支配的齿状回颗粒细胞的神经突触重塑性，且这种作用可以被NMDA受体拮抗剂所阻断[16]，推测PAR1的脑保护作用可能是通过P44/42 MAPK通路实现的。

2 PAR1促进脑卒中后血管新生的作用机制

2.1 PAR1与促血管生成因子 近年研究发现，PAR1参与卒中后微血管新生、神经修复等过程。血管新生是指在原有血管的基础上，通过芽生和(或)非芽生方式形成新的毛细血管。血管新生的主要过程包括：血管通透性增加；产生蛋白水解酶，降解细胞外基质，促进内皮细胞增殖；内皮细胞从基底膜上分离，迁移到血管周围间隙，通过黏附—增殖—重构，组成三维管腔；分化为新的毛细血管；间质细胞在中介分子诱导下进入血管壁，使血管稳定成熟。在正常生理状态下，机体内的血管一旦生成就保持高度的稳定性，并且受许多具有正向或负向调节作用的关键分子(即促血管生长因子和抑血管生长因子)调控。血管新生的启动仅随刺激信号的出现而短暂开启，随即关闭，维持血管新生与减退的动态平衡[19]。脑卒中后影响微血管新生的因素包括：局部供血供氧情况；凝血酶及其浓度变化；促血管生成因子水平，如缺氧诱导因子1α(HIF-1α)、血管内皮生长因子(VEGF)、MMPs、促血管生成素1(Ang-1)、Ang-2等。PAR1通常与促血管生成因子相互作用，发挥促进血管新生的作用。

2.2 PAR1与VEGF VEGF是目前公认的对血管新生起关键作用的因子。正常情况下VEGF仅少量表达，以维持生理状态下的血管密度和通透性。而一些病理过程如炎症、肿瘤、创伤愈合、缺血、缺氧等可促进VEGF表达。脑卒中患者卒中病灶周围神经元、胶质细胞中VEGF表达增加，通过与内皮细胞表面受体特异性结合，促进血管内皮细胞增殖和迁徙、增加血管通透性、增强降解细胞外基质的因子表达，从而促进微血管新生。有研究表明，PAR1激活后可通过IP3K和MAPK信号通路诱导VEGF转录、稳定VEGF mRNA表达，从而促进血管新生[18]。PAR1抑制剂可显著降低血小板释放VEGF及其促血管新生的潜能[19]。

2.3 PAR1与MMPs MMPs是一类酶活性依赖锌离子蛋白酶超家族，在20多种已发现的MMPs中，MMP-2、MMP-9与血管新生关系最为密切。在正常脑组织中MMPs仅少量表达，在脑卒中后其表达增多。MMPs在血管新生过程中扮演重要角色，主要表现为：①降解细胞外基质，为新生血管出芽和内皮细胞迁移、侵入提供条件；②有利于储存在细胞外基质中调控血管新生的细胞因子的释放；③分离细胞黏附。Zhao等[20]对大脑中动脉闭塞模型研究发现，内源性MMPs可通过调节VEGF的生物活性，促进卒中后神经血管再生；给予MMPs抑制剂后，虽然脑水肿减轻，但VEGF活性降低，不利于卒中后微血管新生。MMP-1、MMP-13可以作为配体激活PAR1，而PAR1高表达可以增强MMP-2和MMP-9活性。PAR1特异性抑制剂SCH79797可明显抑制MMPs介导的血管新生[21]。Fan等[22]在口腔鳞癌的研究中发现，MMP-1/PAR1高表达与肿瘤血管新生相关。

2.4 PAR1与HIF-1α HIF-1属于碱性螺旋—环—螺旋转录因子(bHLH-PAS)家族，是由Semenza Wang于1993年在缺氧诱导的细胞核提取物中发现。HIF-1由结构亚基HIF-1β和调节亚基HIF-1α组成，调节亚基HIF-1α的蛋白稳定性和转录活性主要受细胞内氧浓度变化的调节。缺氧诱导的HIF-1α上调被公认为血管新生的启动点和核心调控者。有研究发现，HIF-1α基因敲除小鼠在卒中早期(24 h内)脑水肿程度和细胞死亡比例均较对照组减轻，但在卒中后72 h时，HIF-1α基因敲除小鼠较对照组脑细胞凋亡增加、脑血管生成减少，提示其对血管新生的促进作用可能开始于卒中急性期以后。脑卒中后病灶周围组织缺血缺氧，诱导HIF-1α 表达并作用于其靶基因VEGF，刺激VEGF转录、稳定VEGF mRNA，使其蛋白表达增加，从而促进血管新生。

综上所述，激活PAR1可促进促血管生成因子表达，进而促进血管新生，但其具体作用机制有待进一步探讨。

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何晓英(E-mail: 102050228@qq.com)

10.3969/j.issn.1002-266X.2016.44.039

R743.3

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1002-266X(2016)44-0108-03

2016-03-30)