ADMA在短暂性脑缺血发作发病机制中的研究进展

张国芳 综述 刘安祥，张骏 审校

遵义医科大学附属医院神经内科，贵州 遵义 563000

短暂性脑缺血发作(transient ischemic attack，TIA)是由局灶性脑、脊髓或视网膜缺血引起，临床症状通常持续不到1 h，且无急性梗死或组织损伤的一种短暂神经功能障碍的脑血管疾病[1]。从既往的发病率和疾病资料来看，TIA患者的发病时间、临床症状以及影像学表现是临床评价的主要依据，但除了时间限制和临床表现外，仅单纯加用影像学结果辅助诊断是不够的[2]。生物标志物可用于评估相关疾病的正常或病理过程、治疗效果以及预测预后，研究显示TIA发作患者血清生物标志物及相关指标水平发生改变，可为TIA的诊断和治疗提供潜在的新思路[3-4]。血清非对称性二甲基精氨酸(ADMA)可以介导一氧化氮合酶(NOS)抑制和继发性内皮功能障碍的病理过程，是一种在血管损伤、再狭窄等病理改变中会有所增加的内源性精氨酸[5]。ADMA 降低脑血流量、导致脑损伤是通过参与NOS 诱导的氧化应激和兴奋性神经元死亡来完成，研究发现，TIA 患者血清中ADMA 水平升高可作为发生缺血性脑卒中的预测因子，对缺血性脑卒中(cerebral ischemic stroke)预后及影响也有一定预测作用[6]。同时血清中较高的ADMA浓度也可能是心血管风险增加的标志[7]，ADMA 可能启动动脉粥样硬化造成对内皮功能的损害[8]，但其中机制尚未明确。因此本文拟通过对ADMA 在TIA 中作用的研究进展进行综述。

1 ADMA

20 世纪70 年代，人们首次分离出ADMA[9]，人体每日生产量中大约有10%的ADMA分泌到尿液，剩下的90%可以通过血液循环运送到各个器官产生生物效应，并在肾脏、大脑和肝脏等主要器官水解[10-11]。目前，测定血清和尿液中ADMA水平较常用的方法有气相色谱-串联质谱法[12]、液相色谱-串联质谱法[13]、高效液相色谱[14]、独立质谱[15]、毛细管电泳质谱联[16]以及ELISA法[17]等。人类细胞产生蛋白质需要对其进行修饰，精氨酸甲基化就是其中之一；细胞蛋白水解后，释放出甲基化的精氨酸蛋白，在蛋白精氨酸甲基转移酶作用下产生ADMA，确切地说，ADMA 是含有甲基精氨酸蛋白的水解产物[18]。ADMA 阻止L-精氨酸与NOS 结合，减少NO 的形成，从而增加血管阻力，达到限制血管舒张的目的[19]。CARDOUNEL等[5]的研究显示血管处于病理状态时ADMA增高，这给TIA患者体内ADMA浓度高于常人奠定了理论基础。除抑制NO合成，ADMA还与心脑血管疾病、基因表达水平改变、产生超氧化物、氧化应激负荷增加和众多血管病理改变有关[10]。

2 ADMA与TIA

2.1 ADMA 与内皮功能 作为人体中普遍存在且独特的生物信使分子，NO 的过量产生具有神经毒性，并与多种神经系统疾病有关，它具有内皮、巨噬细胞免疫功能和中枢、外周神经系统的神经传递功能，并以此介导血管松弛[20]。发挥着生理或病理作用的NO 是内皮细胞衍生的主要血管活性介体之一，现已被证实为“内源性抗动脉粥样硬化分子”，ADMA因其独特的内源性NOS抑制剂活性，使NO的合成受阻、内皮功能障碍得以实现[21]。ADMA 广泛存在于真核细胞中，在人体主要由内皮细胞产生，其可抑制体内NO的合成，在缺血性脑卒中急性期时外周血ADMA浓度与某些炎症指标呈正相关性[18，22]。尽管TIA尚未达到缺血性脑卒中的程度，但是一旦发生就会提示脑梗死风险增加，适当干预治疗可以有效减少缺血性卒中的发生[23]。动脉粥样硬化是未来卒中风险的预测因子，同样也是大多数TIA患者中较常见的一种基本病理改变[24]。在TIA的原有基础病变之上ADMA增高，使舒张血管因子减少，加剧大脑血流量供应下降，导致临床表现的出现。ADMA的增高使动脉粥样硬化加重，原因在于它影响“内源性抗动脉粥样硬化分子—NO”的合成，粥样硬化形成过程与抗动脉粥样硬化分子之间的平衡被打破，最后血管狭窄、血流阻力加大，TIA更加容易发生。内皮功能障碍在TIA的发病机制中起着重要作用[25]，升高的ADMA 与TIA 的发生有关，ADMA可影响NO生成来调节血管内皮的功能；因此，推测ADMA 可能通过影响NO 生成来调节血管的内皮功能，最终导致血管的舒缩障碍引起TIA发作。

2.2 ADMA 与Arg/NO 途径 ADMA 和L-高精氨酸(hArg)是来自不同途径的L-精氨酸(Arg)代谢产物；Arg 和hArg 是NOS 亚型的底物，ADMA 由于具有NOS 抑制性，与Arg 产生竞争作用，ADMA 和hArg 的心血管效应也与NO有关[26]，这就是Arg/NO途径。就Arg/NO途径来说，NO来源于L-精氨酸末端胍基上的氮原子，某种意义程度上，Arg是NO形成的生理前体[27]。Arg/NO途径实际上存在于包括内皮细胞、神经元细胞和免疫细胞等所有类型细胞中[28]。研究表明，Arg/NO途径与主动脉粥样硬化密切相关[26]。从这一个出发点ADMA便和TIA相联系在一起，ADMA导致血管内皮粥样硬化损害，而粥样硬化又是TIA 发生的病因之一。ADMA除了部分从泌尿系统排出外，其余大多主要通过循环系统降解[10，29]。大量的ADMA从循环发挥作用后降解，这种ADMA的高循环和低尿液浓度被认为是心血管和肾脏系统疾病的危险因素，这也源于它对NOS活性的抑制作用，越来越多的证据表明ADMA是导致这些疾病中内皮功能异常的原因之一[30]。ADMA通过Arg/NO途径以及自身代谢的特殊性增加了它对内皮功能的损害，促进TIA的发生。

2.3 ADMA 与ROS/ADMA/DDAHⅡ/eNOS/NO途径 二甲基精氨酸二甲基氨基水解酶(DDAH)是ADMA 的代谢酶[31]，包含有DDAHⅠ和DDAHⅡ两种同工酶，在表达神经元NOS 的组织中，DDAHⅠ起主导作用；而DDAHⅡ则在表达内皮型NOS的组织中占主导地位[32]。此外，DDAHⅡ对细胞内过度活性氧簇(ROS)非常敏感，铁超载可导致ROS生成，ROS的出现使DDAHⅡ活性降低以及细胞和组织损伤[33]。铁超载在动脉粥样硬化的形成中起重要作用[34]，其产生的ROS导致ADMA代谢途径受阻并在体内蓄积，进而使内皮型一氧化氮合酶(eNOS)受到抑制导致NO的生成障碍，这即为ROS/ADMA/DDAHⅡ/eNOS/NO 途径，其和Arg/NO 途径是相联系在一起的，共同的终点就是致使NO 产生受阻影响内皮功能，借以导致血管舒缩障碍，引起TIA的发作。

2.4 ADMA与血管顺应性 ADMA作为脑血管紧张的重要内源性调节因子，可能与脑血管疾病的发生有关，ADMA/NO 途径可能参与了脑小血管疾病早期不同病因的共同病理改变[35-36]。在缺氧的情况下，为了防止红细胞(RBC)变形能力的下降、改善缺血缺氧疾病的微血管灌注，NO 起到干扰红细胞膜骨架蛋白交联的作用[37]。NO 调节细胞和生理过程限制氧化损伤，抑制白细胞黏附等过程；同时NO也被称为舒张因子，主要通过抑制血小板聚集和黏附、增加血流量，起到血管扩张剂的作用[38]。在神经元中NO达到最高水平，并且作为一种独特的信使分子发挥主要的非肾上腺能非胆碱能(NANC)神经递质功能，内源性NO最初被认为是平滑肌松弛的介质，不仅在脑循环平滑肌松弛过程中起特别重要的作用，也在骨骼肌有着同样重要的作用；在骨骼肌当中，它调节骨骼肌的收缩以及运动状态下骨骼肌对葡萄糖的摄取[39]。在ADMA升高的情况下，NO的扩张血管作用也随之减弱，脑血管的顺应性相应受到影响。NO产生的催化酶主要有三种：神经元NOS (nNOS)、内皮NOS (eNOS)以及免疫NOS(iNOS)，eNOS分布在多种组织类型，但主要分布在内皮细胞中[38]；iNOS 则主要在巨噬细胞中表达，NO可能通过调节NF-κB活化，影响巨噬细胞iNOS的转录调控，高ADMA可通过负反馈的方式减少NO的生成并激活iNOS[40]，这便促使巨噬细胞吞噬脂质转化为泡沫细胞，加剧动脉粥样硬化的发展[41]。血管粥样硬化形成，便是其顺应性障碍的第一步。

2.5 其他 除了ADMA之外，还有N-甲基-D-天冬氨酸受体2A/B 亚基(NR2A/B)、抗NR2A/B 抗体、重组人帕金森病蛋白7 (PARK7)、核苷二磷酸激酶A(NDKA)、泛素融合降解蛋白1、心脏型脂肪酸结合蛋白(H-FABP)、纤溶酶原激活物抑制剂1(PAI-1)、组织纤溶酶原激活物(tPA)、B 型利钠肽、D-二聚体、基质金属蛋白酶9、S100B、白介素-6 (IL-6)、微小RNA(miRNA)等100 余种TIA 相关的血清学候选生物标志物正在研究之中，但都尚未推荐用于TIA 的诊断[42]。

3 展望

综上所述，TIA作为神经内科的常见病多发病，患者在首次发病后，因未遗留后遗症而未引起足够的重视。未能得到及时治疗的患者，后续发生缺血性脑卒中的风险大大增加。因此，若能通过TIA 患者的血清中发现某种生物学标记物，来提醒患者及指导临床诊疗，将具有十分重要的意义。血清ADMA 水平异常，可通过ROS/ADMA/DDAHII/eNOS/NO 途径影响NO的生成，使血管舒缩调节、内皮功能紊乱，从而导致缺血性脑血管事件的发生，未来随着对ADMA及其相应机制的不断深入研究，ADMA将为TIA及脑梗死的诊疗提供新思路。