人尿激肽原酶与脑缺血损伤研究进展

滕海娟

浙江大学医学院附属第一医院，浙江杭州 310003

随着我国国民经济的快速发展，人民生活水平的提高，脑血管病发生率快速上升，给社会和家庭带来沉重的负担。脑卒中的发病情况尤为严峻。我国脑卒中呈现高发病率、高复发率、高致残率、高死亡率的特点。据第三次死因调查报告显示，脑血管病已成为国民第一位的死因。缺血性卒中是脑卒中疾病中最常见的类型[1]。因此积极有效的治疗缺血性卒中具有重要意义。目前，如何治疗缺血后脑损伤，寻找有效的治疗药物及措施，明确其作用机理，已经成为神经科学研究的重点内容之一。人尿激肽原酶是激肽释放酶-激肽系统（KKS）的组成之一，通过作用于底物激肽原裂解出激肽和血管扩张素，前者作用于相应受体，发挥一系列生物作用。大量研究表明，激肽原酶在神经系统、循环系统、呼吸系统、糖尿病、癌症、肾脏疾病等均具有良好的保护作用。该文主要就目前人尿激肽原酶与神经系统脑缺血损伤的研究进行综述。

1 激肽释放酶-激肽系统的组成以及受体分布

激肽释放酶-激肽系统(KKS)广泛存在于哺乳动物体内，其主要成分包括：激肽原、激肽原酶、激肽、激肽受体，激肽酶等。

激肽原酶是一种丝氨酸蛋白酶，能作用于激肽原，并释放出激肽，它具有很高的生理活性，在人体组织中起着十分重要的生理作用。正常情况下，绝大部分激肽原酶是以无活性的前体，即血浆前激肽释放酶的形式存在，故血浆中只含有微量的激肽。激肽原酶目前分为两类：血浆激肽原酶和组织激肽原酶。人尿激肽原酶是通过国家食品药品管理局批准的治疗急性脑卒中的I类新药，具有明确的改善急性脑卒中神经功能缺失，改善患者长期预后。它是组织型激肽原酶的一种，是由238个氨基酸组成的糖蛋白，通过作用于底物激肽原裂解出激肽和血管扩张素，后者作用于相应受体，在脑组织急性缺血缺氧时发挥抗氧化、抗炎、抗凋亡、促进神经血管再生等作用[2-3]，从而发挥神经保护作用。

激肽是KKS活性因子的统称，主要有缓激肽、胰激肽和蛋氨酞胰激肽3种，这3种激肽可以互相转换，激肽生成后迅速被循环中的激肽酶灭活[2]。激肽在正常人体内含量很少，但对维持人体正常血压和血流通畅起重要作用。

激肽受体有B1和B2两种[3]，目前认为激肽的大部分生物活性是由B2受体介导的。B2受体组成性表达，广泛存在于各种上皮细胞中；B1受体生理情况下处于低表达状态，但在应激反应或炎症反应时诱导性表达。

2 KKS系统与脑缺血损伤

2.1 激肽系统在脑缺血损伤后的保护作用

2.1.1 HUK促进急性脑卒中后新生血管生成，增加梗死区血流灌注 脑卒中发生后新生血管生成是关键性的损伤修复机制之一，有文献报道[4]在下肢缺血、心机缺血以及肾脏缺血时HUK均有很好的促进血管再生作用。有文献[5]证实HUK通过激活B1和B2受体，促进ERK1/2磷酸化作用，上调VEGF以及apelin APJ的表达，从而促进血管再生，这一结论在大鼠、小鼠MCAO模型以及体外培养的神经元细胞模型均得到确切证实。2016年Jing miao等人[6]证实，静脉给予HUK治疗后的卒中患者，行磁共振灌注成像显示，给药组梗死侧脑组织脑血流量及脑血容量明显增加，MTT以及TTP时间显著缩短，同时并未降低健侧脑血流量，这说明对照组降低健侧血流量是通过对侧盗血实现，而实验组是通过修复受损血管或生成新生血管达到的。通过免疫荧光标记技术可见HUK能促进成神经细胞增殖迁移分化，同时促进神经再生和其促进血管再生，且新生血管和新生神经是同时相增加的[7]，这可能也是激肽促进神经功能恢复的一个重要方面。

2.1.2 HUK抑制颈动脉内膜增生 脑卒中后的外科治疗包括经皮血管成型术以及闭塞血管支架置入术，而这些外科手术后血管内膜增生，而扩张后管腔再狭窄发生率较高，平均发生率约30%，主要原因是球囊扩张部位内膜纤维细胞增生。早在2008年，就有研究证实[8]激肽原酶基因转导可以抑制大鼠颈动脉血管成型术后14 d时颈动脉内膜增生。Wenya lan等人[9]进一步证实HUK可以减轻高脂饲喂兔子的颈动脉粥样硬化程度，并通过下调TGF-β表达，降低Samd 2β（细胞信号转导分子）磷酸化作用减轻气囊导管诱导的颈动脉内膜增生。因此，HUK可能在抗动脉粥样硬化以及抑制气囊导管诱导的动脉内膜增生方面有一定的效果。

2.1.3 HUK抑制急性脑卒中后神经元凋亡 脑卒中后神经功能缺失主要是由于大量的神经细胞坏死凋亡，有效的抑制神经元凋亡是卒中治疗的关键。研究证实[10]激肽原酶可以显著抑制谷氨酸盐诱导的神经元形态改变以及神经细胞凋亡，谷氨酸盐诱导的神经毒性预处理后细胞内信号途径ERK1和核转录因子NF-jB会被激活，从而诱导脑源性神经营养因子BDNF和抗凋亡蛋白bcl2的表达增加。因此猜测激肽原酶可能通过B2受体途径，ERK1途径以及NF-jB上调BDNF和bcl2的表达发挥抗谷氨酸盐的神经毒性作用[11]。最新的动物实验表明[12]，HUK可通过PI3K/AKT/FoxO1经典的凋亡途径增加Bcl 2水平，减少Caspase3、Box水平，从而显著降低神经细胞凋亡率，减少实验组动物卒中后梗死面积，促进神经功能恢复。

2.1.4 HUK抑制脑卒中后炎症级联反应及氧化应激 实验动物灌胃HUK给药可以达到提高NO/cGMP和cAMP的水平，降低NADPH、超氧化物、促炎细胞因子水平的作用。实验动脉模型动脉内HUK给药证实，HUK可显著降低卒中7 d后脑组织的炎症因子：IL-1β，IL-6，TNF-α。

2.2 B1B2受体的相关研究

M.Austinat等人认为B2受体可能参与到缺血性脑卒中神经细胞凋亡的起始过程。利用免疫荧光分析技术，RT-PCR以及Western证明在脑缺血再灌注后24 h内B1、B2受体均会上调[13-14]。上海复旦大学苏晶晶等人证明B1受体主要表达在缺血半暗带区的星形胶质细胞上，B2受体主要表达在半暗带区的神经元上[15]。这和以前的报道相符：在大鼠脑缺血区边缘可见大量的B2受体阳性的神经元细胞。

Su J等人[16]认为B1受体的阻断能够减轻脑梗死面积的同时，减轻脑水肿，他们利用B1、B2受体基因敲除小鼠进行MCAO模型，显示B1受体敲除小鼠明显的减少梗塞面积，提高神经功能评分，同时减轻脑水肿，降低内皮素1的表达，减轻炎症反应。B1受体特异性阻断剂的应用可以达到相同的效果，并呈剂量依赖性，而B2受体基因敲除老鼠没有表现出任何神经保护作用，对脑组织水肿也没有任何改善作用。

Souza等人[17]报道在肠缺血时B1、B2受体均具有损伤作用，在炎症性损伤时抑制B1受体比抑制B2受体更具有保护作用。而有学者的实验却证实B2受体抑制剂的应用显著抑制B1受体蛋白的表达水平，明显增加B1受体抑制剂的抑制程度，这一点和以前的部分研究结果相符：B1受体自发性的与B2受体形成蛋白水解质膜复合体，增加受体信号转导[18]，提示脑组织损伤时B2受体可能通过调节B1受体的表达及功能而发挥作用[19]。M.Simaan等人[20]证明B2受体在短期内可能通过脱敏和内化而发挥自身调节作用，他认为B2受体可能是通过自我脱敏而诱导缺血性脑损伤。

无论在脑缺血实验模型还是临床脑卒中后应用方面，人尿激肽原酶都表现出较确切的神经保护作用：抗炎抗氧化、抑制神经细胞凋亡、促进脑梗死区血管、神经再生，促进胶质细胞迁移，成神经细胞分化，减少脑梗死面积等作用。但是激肽对B1、B2受体的具体作用机制以及二者间是否具有相互作用尚不十分清楚，之前的研究大部分集中在B2受体上，认为B2受体在脑缺血损伤中发挥主要作用，近来越来越多的人开始关注B1受体及其作用机制，期望探究其在脑缺血方面的可利用价值。相信随着研究的不断深入，激肽原-激肽释放系统的作用及其确切机制将会越来越清晰，以便临床上能更充分利用其神经保护作用。