SIRT1蛋白调节缺血性脑卒中后免疫功能的研究进展①

孟 瑶 李文志 (哈尔滨医科大学附属第二医院麻醉科,哈尔滨 150086)

脑卒中为当前我国中老年人群常见高危疾病，严重危害患者生命安全，给家庭和社会带来沉重负担。脑卒中分为缺血性脑卒中和出血性脑卒中，缺血性脑卒中更为常见。目前，溶栓和外科手术是治疗缺血性脑卒中的常用方法，但溶栓时间窗狭窄，外科介入治疗因麻醉和手术导致一系列围术期并发症。因此，寻找有效缓解缺血性脑卒中损伤的方法具有重要临床意义。

1 缺血性脑卒中后免疫变化

缺血性脑卒中可引起局部炎症性损伤，损伤后24 h内短暂激活免疫系统，后期随免疫细胞耗竭及内源性调节机制活化，急性期的免疫激活转变为免疫抑制[1，2]。

1.1免疫激活 缺血性脑卒中损伤后6～22 h内周围免疫系统中的细胞因子、趋化因子如CXCL12及炎症因子水平升高，机体外周免疫功能增强[3]。脑卒中损伤后，血脑屏障被破坏，脑内胶质细胞和周围免疫细胞激活，募集至受损区域，发挥免疫调节作用[1]。

1.2免疫抑制 缺血性脑卒中损伤后96 h出现脾脏萎缩、淋巴细胞及炎症因子数量减少的免疫抑制现象，抑制机体免疫反应，保护中枢神经系统免受自身免疫反应损伤，但抗菌防御系统崩溃以及神经系统缺陷可提高卒中后感染风险，影响患者预后[2，4]。研究表明，约30%卒中患者发生卒中后感染，最常见的为肺炎和尿路感染，其中75%卒中后感染于住院3 d后被诊断，表明免疫抑制在脑卒中患者中起关键作用，是影响脑卒中患者临床预后的主要并发症，也是脑卒中高死亡率的重要原因[5，6]。因此，减缓卒中后免疫抑制是改善缺血性脑卒中预后的重要方向。

缺血性脑卒中通过过度激活应激通路，包括下丘脑-垂体-肾上腺(hypothalamic pituitary adrenal,HPA)轴和交感神经系统(sympathetic nervous system,SNS)诱导免疫抑制[7]。研究表明，脑卒中后患者儿茶酚胺和皮质醇水平与卒中后感染发生率呈正相关[8]。Wong等[9]认为，激活免疫反应或阻断应激通路可恢复免疫功能，防止感染，缩短脑卒中患者恢复期。随抗生素耐药性问题日益严重，通过免疫调节治疗缺血性脑卒中后免疫抑制具有前景。

1.3免疫系统变化机制 缺血性脑卒中损伤后，中枢神经系统通过复杂的体液和神经通路引发免疫功能变化，包括SNS、副交感神经系统和HPA轴[10]。缺血性脑卒中引发炎症损伤后，肾上腺素能神经末梢过度活化，诱导SNS活化，肾上腺髓质和神经末梢分泌儿茶酚胺，作用于免疫细胞β-肾上腺素能受体，降低炎症因子如肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)-α水平，提高抗炎因子如IL-10表达[11]。同时，迷走神经被刺激，促进去甲肾上腺素释放，激活胆碱能抗炎途径，调节大脑和全身炎症反应[12]。下丘脑感知促炎症细胞因子产生，分泌过量糖皮质激素，影响T细胞功能，减少干扰素(interferon，IFN)-γ产生并诱导细胞凋亡，同时影响单核细胞功能，促进IL-10分泌[13]。

2 SIRT1蛋白

沉默信息调节因子(silent information regulator，SIRT1)是依赖烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)的Ⅲ类组蛋白去乙酰化酶，在缺血性脑卒中损伤中起免疫调节作用。

2.1SIRT1的免疫调节作用 SIRT1蛋白通过去乙酰化关键转录因子直接调控免疫应答，同时通过代谢途径间接调控免疫应答，在炎症反应中发挥免疫调节作用，减缓免疫抑制。

2.1.1SIRT1的直接免疫调控途径 SIRT1作用于去乙酰化免疫应答通路上的关键因子，通过免疫通路直接调控免疫应答。SIRT1可负调节NF-κB转录，促进NF-κB家族蛋白RelB表达，诱导IκBα基因表达，抑制NF-κB/p65活化以减少炎症因子产生[14]。SIRT1可通过去乙酰化酶作用抑制激活蛋白-1(AP-1)转录活性，下调其靶基因环氧合酶-2(COX-2)表达，减少炎症反应[15]。SIRT1抑制趋化因子受体CCR6表达，进而阻止巨噬细胞浸润于炎症组织[16]。

2.1.2SIRT1的间接免疫调控途径 SIRT1蛋白可作为代谢传感器，通过作用于免疫细胞的代谢途径在先天性和适应性免疫应答中发挥作用[17]。

SIRT1通过缺氧诱导因子(hypoxia inducible factor，HIF)-1α诱导的糖酵解代谢抑制骨髓来源的抑制细胞(marrow derived suppressor cells,MDSCs)的功能和分化，SIRT1缺乏可增强M1型MDSC的糖酵解活性并降低M2型MDSC的糖酵解活性，进而影响先天性免疫细胞的激活，调节免疫应答[18]。

SIRT1通过依赖mTOR-HIF1α的糖酵解途径在CD4+T细胞中调节Th9细胞分化，从而负调控IL-9产生，SIRT1蛋白与B细胞和T细胞的分化和功能密切相关，调节B细胞和T细胞介导的适应性免疫应答[19]。

2.1.3SIRT1与免疫抑制 SIRT1蛋白对免疫抑制具有调节作用。SIRT1可介导小鼠Foxp3赖氨酸的乙酰化位点发生去乙酰化，影响Foxp3蛋白功能和稳定性[20]。Foxp3由调节性T细胞(regulatory T cells，Treg)表达，机体发生免疫抑制时，Treg细胞可限制针对自身抗原的免疫应答。

2.2缺血性脑卒中SIRT1的作用机制 脑缺血再灌注损伤中，SIRT1具有神经保护作用，通过多种信号通路保护神经系统[21]。

SIRT1在缺血性脑卒中损伤中起抗炎、抗凋亡作用。Hernandez-Jimenez等[22]认为抑制SIRT1可加剧脑缺血性损伤，由p53和NF-κB乙酰化介导炎症损伤和细胞凋亡。Yan等[23]在脑缺血再灌注损伤中发现高压氧治疗具有神经保护作用，与SIRT1抑制细胞凋亡相关，SIRT1使抑制细胞凋亡的B淋巴细胞瘤-2(B-cell lymphoma-2，BCL-2)表达提高，细胞凋亡因子caspase3表达降低。

SIRT1在缺血性脑卒中损伤中起抗氧化应激作用，在脑缺血再灌注损伤中产生大量自由基引发神经毒性，诱导氧化应激产生，加剧脑损伤[24]。白藜芦醇是常见的SIRT1激动剂，Shin等[25]发现白藜芦醇可促进SIRT1、PGC1α表达，诱导下游超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)2等抗氧化酶生成，起抗氧化应激损伤作用。Koronowski等[26]发现白藜芦醇预处理激活SIRT1，下调线粒体解偶联蛋白2(UCP2)表达，上调脑源性神经营养因子表达，提高大脑对缺血的耐受性，保护大脑免受损伤。

SIRT1在缺血性脑卒中损伤中起DNA修复作用。Jeong等[27]发现Ku70作为多功能DNA修复蛋白之一，通过与断裂的DNA末端结合触发DNA修复途径，而局灶性脑缺血损伤后Ku70蛋白表达降低，修复过程被阻碍，SIRT1可调节Ku70乙酰化从而调节DNA修复。

SIRT1在缺血性脑卒中损伤中起维持脑血流、调节能量代谢及诱导自噬作用。Hattori等[28]发现SIRT1可使内皮细胞一氧化氮合成酶(eNOS)去乙酰化，激活eNOS-NO系统，介导脑血管保护，在大脑低灌注状态下维持脑血流。Guo等[29]发现上调SIRT1表达，促进AMP依赖的蛋白激酶(AMP-activated protein kinase，AMPK)活化，AMPK作为主要的能量代谢调节因子可进一步调节机体能量消耗，促进神经元存活并减轻大脑缺血性损伤。Wang等[30]发现在脑缺血期间，由SIRT1介导的烟酰胺磷酸核糖转移酶(NAMPT)可调节mTOR-S6K1信号传导途径从而诱导自噬，适度的自噬可促进神经元存活。

在缺血性脑卒中损伤中，SIRT1作为保护性介质，通过多条信号通路减轻脑卒中损伤，缓解患者预后。Chen等[31]发现SIRT1通过AMPK-PGC1通路使线粒体活性氧(reactive oxygen species，ROS)产生增加，导致血脑屏障通透性降低，血脑屏障紊乱，引发脑水肿，导致缺血性脑卒中后神经功能障碍和死亡，与既往研究结论相反。因此，SIRT1对缺血性脑卒中的作用仍需进一步研究，尤其是SIRT1对卒中后免疫抑制的作用。

3 小结与展望

缺血性脑卒中损伤后，免疫功能发生变化，卒中后免疫抑制增加患者感染风险，导致致死率升高。因此，缓解缺血性脑卒中后免疫抑制、恢复患者免疫功能具有临床应用前景。本课题组近年对缺血性脑卒中损伤神经功能保护方面做了一系列相关研究，通过电针(electroacupuncture，EA)干预治疗，证实EA可调节自主神经，并进一步说明副交感神经活化是EA发挥神经保护作用的重要途径[32，33]。目前课题组的研究主要集中于EA对缺血性脑卒中后免疫抑制的作用，SIRT1作为免疫调节治疗脑卒中的靶点，在缺血性脑卒中损伤中发挥神经保护作用，但仍需进一步验证。