AD发病机制中ROCK对免疫炎性反应的作用

吴 昊，辛延乐，谷青芳，姜维佳，肖保国,4，尉杰忠∗，马存根,

（1.山西医科大学第一临床医学院神经内科，山西太原030001；

2.山西大同大学脑科学研究所，山西大同037009；3.山西中医学院“2011”协同创新中心/神经生物学研究中心，山西太原030024；4.复旦大学华山医院神经病学研究所，上海200025）

AD发病机制中ROCK对免疫炎性反应的作用

吴 昊1,2，辛延乐1,2，谷青芳2，姜维佳3，肖保国2,4，尉杰忠2∗，马存根1,2,3

（1.山西医科大学第一临床医学院神经内科，山西太原030001；

2.山西大同大学脑科学研究所，山西大同037009；3.山西中医学院“2011”协同创新中心/神经生物学研究中心，山西太原030024；4.复旦大学华山医院神经病学研究所，上海200025）

阿尔茨海默病（AD）的主要病理特征是Aβ的广泛聚集、tau蛋白的过度磷酸化及神经元细胞的大量损伤，其病因及发病机制复杂，目前尚无有效治疗方案。近年来的分子生物化学及免疫组织化学的研究表明，AD患者脑内存在着局部炎症反应，以小胶质细胞过度激活及产生大量自由基和炎性因子为特征，并认为这种神经免疫炎症与AD的发病密切相关。同时，通过采用相应的抗炎抑炎治疗,对AD取得了一定治疗效果，临床症状得以减轻。本文就AD发病机制中相关免疫炎症反应做一综述。

阿尔茨海默病；免疫炎性反应；ROCK通路

阿尔茨海默病（Alzheimer’s Disease,AD）是一种最常见的痴呆类型，约占全部老年期痴呆疾病的半数以上,在发达国家中已成为老年人死亡的第4大病因，且病程长，诊疗护理费用高，给家庭和社会带来巨大负担。在临床表现为进行性的认知障碍、视空间技能损害、执行功能障碍以及人格和行为异常改变等。AD的发病机制目前有多种学说,以Aβ（beta-amyloid peptide）学说、tau蛋白过度磷酸化学说和基因突变学说等研究最多、影响最广。另外，研究表明AD中的炎症反应对疾病有重要影响，是Aβ产生和沉积的主要病理生理机制，而且也是tau蛋白过度磷酸化、神经元损伤的首要原因。然而，任何事物都具有两面性，在我们研究炎症的病理生理机制的同时，易忽略其保护功能。本文将从参与AD炎性反应的细胞与分子、ROCK信号通路的相关作用等方面进行综述。

1 参与AD的炎性反应细胞

1.1小胶质细胞（microglia,MG）

MG是神经胶质细胞的一种，是中枢神经系统（CNS）中的第1道也是最主要的一道免疫防线。正常生理状态下，MG通过不断清除CNS中损伤的神经元、神经细胞及各类致炎物质，保持着肌体内环境的相对平衡。正常状态的MG可低表达补体受体及细胞因子等，并产生胶质细胞源性神经营养因子（glialcellline-derivedneurotrophicfactor，GDNF），对正常神经细胞有营养作用，对损伤神经修复机能进行调节，促进神经细胞的生长、分化；而在病理性刺激时，MG会迅速进入过度激活化态，通过自身增殖以及趋化相关的单核细胞来增加数量，过度激活后MG合成和释放大量的促炎细胞因子及大量过氧化物，最终导致细胞的死亡[1]。作为CNS中的非常重要的神经免疫细胞，当MG少量激活时，可以通过清除Aβ及其抗体复合物降低对神经元和神经细胞的毒性作用。多项研究成果证实由胶质细胞介导的氧化应激机制和神经免疫炎性反应参与了AD致病的过程。AD患者CNS中过度激活的MG数量大量增加，特别是Aβ过量沉积为老年斑的局部区域。MG在AD时处于过度活化状态，过度激活后MG产生大量炎性介质，如活性氧、前列腺素、C-活化蛋白、补体因子、血栓素、白细胞三烯、趋化因子、凝血因子、细胞因子、一氧化氮等，加重CNS的局部炎症反应，造成对神经元的毒性作用，加速AD病情的发展。此外，应用PK11195 PET扫描也发现AD患者CNS中MG呈现异常激活状态。尸检AD患者也发现其脑内伴有明显MG免疫炎症反应。

另外，近期研究表明，在经Rho激酶抑制剂Y27632治疗后，MG细胞活化和炎性分泌得到明显抑制，Rho/ROCK通路与MG的炎性反应存在着正向调节关系，由此可知若Rho/ROCK通路得以抑制，则MG的活化和炎性分泌作用就能得到控制，该通路是影响MG炎性分泌、活化及相关作用的重要途径之一[2]。由此我们可以预见在治疗AD时，通过对MG进行干预调节，Rho/ROCK信号通路能抑制脑部的炎症反应。

1.2星形胶质细胞（astrocyte,As）

As作为CNS中主要的间质细胞，通过与CNS中其他细胞的相互联系，发挥着营养和保护神经元、维持脑部结构和功能等重要作用。谷氨酸、γ-氨基丁酸、细胞间液中K+等在As代谢调节作用下影响CNS的生理活动。在AD时As的生理功能在受到严重影响。Aβ可降低谷氨酸再摄取，造成K+蓄积并去极化和明显的神经细胞毒性反应,使谷氨酰胺释放减少，造成突触递质传递的能量供应严重不足[3]。除此之外，As异常激活后，成为AD神经免疫炎症反应的条件，通过释放各类致炎因子、氮氧化物及活性氧自由基等产生对神经元及神经细胞的毒性[4]，对CNS部分的免疫炎症反应起到了增强放大效果。综上可知，As异常改变都深刻影响着AD的神经退行性病变，引起突触损伤、功能失调、丢失及认知功能障碍等病理和临床表现。

2 参与AD的炎性分子

MG的过度激活是神经免疫炎症的一个重要特征，而过度激活后，MG释放大量神经毒性因子对神经元和神经细胞起到破坏作用，是促炎因子和氧化应激的重要来源，主要包括肿瘤坏死因子-α、活性氧、Toll样受体、一氧化氮、白细胞介素等。以下就介绍其中几个重要的炎性因子。

在AD中，IL-1β的过度表达加速了SP的形成，进而造成Aβ的广泛聚集。同时，老年斑早期存在IL-1β的过度表达，可通过多种炎性信号通路影响APP的产生与分解[5]，从而加速Aβ的广泛聚集。

IL-6主要由单核巨噬细胞、Th2细胞、成纤维细胞产生。前期研究已经证明神经元的IL-6可以上调表达β-APP和β-分泌酶[6]，致Aβ大量生成与聚集，可认为是AD的诱导因素。

肿瘤坏死因子-α由淋巴细胞、巨噬细胞、MG、As等产生，具有与其他炎性因子相似的特性，影响丰神经系统免疫细胞的功能，对炎症反应也有明显作用。MG上Aβ大量积聚可由TNF-α的过度表达引起。而且，数据显示TNF-α与Aβ的形成与沉积有密切关系[7]。

另外，前期研究发现Toll样受体(Toll-like receptors，TLRs)是单个的跨膜非催化性蛋白质，可分为胞膜外区、胞浆区和跨膜区3部分。该受体能直接识别外源的病原体、内源性物质及降解物[8]。激活后可引起CNS中神经元及神经细胞的变性和炎症反应，是AD发病的一种重要机制[9]。对AD鼠的大脑病理研究发现，TLRs/NF-κB通路参与了由Aβ介导反应的免疫炎症反应[10]。Chami等[11]在研究中发现，HEK293细胞中NF-κB活化了BACE1和部分γ-分泌酶亚基的转录，提高了酶的活性和蛋白表达，促进了Aβ的生成。

3 ROCK信号通路对炎症的作用

目前，临床上所使用的治疗手段和药物多只能够缓解疾病的程度，并不能从根本上改变疾病的进程。所以探究其内机制，寻找有效靶点，进而对疾病从内在机制上探求出一条可能途径不失为一种好方法。Rho/ROCK作为一条信号转导通路，广泛存在于机体各组织中，伴随多种炎症反应而被激活，参与细胞内微丝骨架构型的调控，并介导多种刺激。大量证据均表明，在AD的病变进展过程中，ROCK的异常激活发挥着重要的作用[12]，并且ROCK抑制剂（Rho kinase inhibitor，RKI）在其中发挥了积极的治疗作用[13]，推测ROCK很有可能在AD疾病的发生和发展过程中起到重要作用。抑制ROCK可减少Aβ1-42的产生[14]。另外，多数认为突触的损伤、减少也是造成AD行为学改变的一种重要的病理机制，正常人的神经元突触比AD患者明显更完整、更广泛，并与临床表现关系密切，但其机理目前尚不清楚[15]。在AD研究中，CNS中的神经胶质细胞在因Aβ聚集造成神经毒性作用下释放如TNF-α、IL-6、IL-1等炎性因子，这些细胞因子可激活Rho的作用底物，进一步通过Rho/ROCK通路加重神经元的损伤。

经大量实验结果证明RKI具备治疗神经退行性疾病的细胞和分子致病基础。Feske等[16]研究提出，Fasudil的作用有减少炎性细胞和因子的聚集和释放，从而减轻炎症反应，保护受损神经元，还可抑制MG和As等免疫细胞的活化，减少炎症细胞及因子向CNS的聚集。此外大鼠经过Fasudil的治疗，行为学上空间认知能力明显好转，病理研究结果证明其中枢神经受损较轻，同时致炎相关因子的含量也降低。可能是Fasudil的抗炎作用使由大量聚集的Aβ诱导的海马部位神经元炎性变性反应减轻[17]。

同时，Rho激酶（ROCK）的大量异常激活存在于多种神经退行性病变中，我们可认为ROCK可从多方面影响相关疾病的进展。例如，RKI可明显改善EAE临床症状和中枢神经系统的炎性反应，显示了对EAE良好的抗炎抑炎治疗效果[18]。由此我们可以猜测ROCK对AD的炎症反应也可能会有治疗效果。

4 结语

总而言之，AD病理过程中ROCK异常激活及RKI干预结果给我们带来广泛的想像空间，可能参与免疫炎性反应和神经元变性，可能成为防治AD免疫炎症的重要靶标。虽然目前抗神经免疫炎症治疗AD尚未得到肯定结论，但RKI也已成为防治AD的潜在药物，通过对Rho/ROCK通路及RKI的研究将为诊治AD提供一条新的思路。

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The ROCK on the Immune Inflammatory Reaction in Alzheimer's Disease Pathogenesis

WU Hao1,2，XIN Yan-le1,2，GU Qing-fang2，JIANG Wei-jia3，XIAO Bao-guo2,4，YU Jie-zhong2，MA Cun-gen1,2,3
(1.Department of Neurology，First Clinical Medical College，Shanxi Medical University，Taiyuan Shanxi，030001;2.Institute of Brain Science，Shanxi Datong University，Datong Shanxi,037009；3."2011"Collaborative Innovation Center/Research Center of Neurobiology,Shanxi University of Traditional Chinese Medicine,Taiyuan Shanxi,030024；4.Institute of Neurology，Huashan Hospital，Fudan University，Shanghai，200025)

The main pathological features of Alzheimer disease(AD)is the extensive aggregation of Abeta,excessive phosphorylation of tau protein and a large number of neuronal cell damage.Its etiology and pathogenesis is complex,there is no effective treatment program.In recent years the biochemistry and molecular and immunohistochemical study had showed that in the brain of AD patients exist local inflammation,microglia over activated,and produce a large number of free radicals and inflammatory factor characteristics,and that the neural immune-inflammatory and AD is closely related to the incidence.At the same time,by using the corresponding anti-inflammatory treatment,AD achieved a certain therapeutic effect,clinical symptoms can be reduced.In this paper,a review of the related immune inflammation in the pathogenesis of AD is reviewed.

Alzheimer disease;immuno-inflammatory response;ROCK

R742

A

〔责任编辑 杨德兵〕

1674-0874(2017)01-0052-04

2016-09-17

国家自然科学基金[81272163]、[81471412];山西省国际科技合作项目[2013081058];山西省回国留学人员重点科研资助项目[2014-重点7];山西中医学院“2011”培育计划项目[2011PY-1];山西省大同市科技局基础研究计划项目[2014105-1]

吴昊（1988-），男，山西大同人，在读硕士,研究方向：神经免疫学；∗尉杰忠,男,副教授,通信作者。