急性缺血性脑卒中的靶点治疗研究进展

黄丽丽，谢静文

0 引言

急性缺血性脑卒中(Acute ishemic stroke,AIS)是因脑动脉血栓梗塞而造成的一种高致死率、高致残率的脑血管疾病，给家庭和社会带来了巨大的压力[1-2]。据《中国急性缺血性脑卒中诊治指南》指示，AIS的临床治疗主要有：改善脑血循环：如静脉溶栓(阿替普酶、尿激酶和替耐普酶)、血管内治疗和抗血小板等[2]；中医中药治疗和神经保护治疗。然而，溶栓后的再灌注进一步加重缺血组织损伤，即脑缺血再灌注损伤(Cerebral ischemia-reperfusion injury，CIRI)，且再灌注易引起脑水肿、颅内出血等严重并发症[3-5]。目前，静脉溶栓有时间窗的局限性，而血管内治疗所需的专业技能和基础设施又无法普及到全国各地，且仅限于大动脉闭塞和术后并发症等情况，所以只有少部分患者能从中受益[3,6-7]；而口服阿司匹林等抗血小板治疗只有辅助治疗作用[2]。中医中药治疗AIS的研究结果差异性大，尚未取得较好的研究成果。AIS的神经保护是指在脑缺血开始至再灌注治疗期间，在症状出现后尽快给予治疗，保护神经细胞以减少脑梗死[8]。近年来，神经保护治疗的研究不断增加，且许多临床前试验均表现出较好的疗效，但在最新的美国卒中协会指南中尚未见AIS患者早期治疗的神经保护药物[8]。

神经保护药物的开发通常与AIS的病理生理过程密切相关；干预AIS的病理过程中破坏性的级联反应细胞事件是开发神经保护疗法的基础[8]。本文总结了近年来AIS中的一些潜在治疗靶点和机制，以期为AIS神经保护治疗提供新的依据或想法，现综述如下。

1 急性缺血性卒中的概述

AIS是一种发展性的脑血管疾病，其病程随时间变化而变化[9]。因不同的脑区对缺血性损伤的阈值不同，所以各脑区的受损程度不同[10]。根据损伤部位和受损程度的不同，AIS缺血区分为缺血核心区(不可逆性缺血性损伤)和缺血半影区(可逆性缺血性损伤)[1,9]。在缺血初期，AIS因局部血液灌流不足，半影区占全部缺血体积的一半。核心区神经元已经不可逆受损，但半影区神经元虽然表现细胞功能障碍和电生理紊乱，但仍保持结构的完整性[1]；随着病情的逐渐加重，半影区体积逐渐减小，直至全部被缺血核心区取代。因此，半影区是AIS的主要救治目标[1,10]。临床证据表明，多数患者在卒中后数小时至数天的过程中逐渐表现出大脑损伤[9-10]。所以，及时有效的神经保护治疗或许可以预防或恢复半影区神经元损伤，减少AIS后脑损伤。

应激级联反应的激活是AIS后半影区进一步恶化的主要原因[9]。这类应激级联反应复杂多样且持续时间长，主要由脑灌流不足引起细胞功能衰竭，继而诱发兴奋性中毒、氧化应激(Oxidative stress,OS)、缺血后炎症、微血管损伤和血脑屏障功能障碍等，最终导致神经元、神经胶质细胞和内皮细胞等死亡[1,9]。该应激级联反应的每个病程的主要病理生理机制并不相同[9]。

2 急性缺血性卒中的治疗靶点

2.1 细胞生物能衰竭：抑制线粒体钙单向转运蛋白(Mitochondrial calcium uniporter，MCU)的表达、保护Complex-1活性 细胞内的生物能几乎都源于线粒体产生的ATP，CIRI诱导线粒体功能障碍[11]，引起原发性生物能衰竭，导致线粒体膜电位的瓦解以及细胞死亡途径的激活[12]。再灌注后生物能暂时性恢复，但因能量的大量消耗又会引发继发性能量衰竭，组织损伤延迟[5,13]。近年来，有研究表明，CIRI后的线粒体通过MCU从胞质中吸收Ca2+，线粒体Ca2+浓度的增加诱导通透性过渡孔的开放，抑制ATP合成，增加ROS产生、细胞色素C释放和细胞凋亡，最终导致细胞死亡[14]。此外，Zhao等[15]研究发现，钌红(RR)和Ru360能抑制MCU的表达，提高能量代谢，减少大脑中动脉闭塞(Middle cerebral artery occlusion,MCAO)鼠的脑梗死，改善大脑的功能。

CIRI后的线粒体电子传递链相关酶活性迅速降低，Complex-1是线粒体呼吸的关键酶。Kahl等[5]研究表明，谷胱甘肽恢复CIRI后早期线粒体Complex-1的活性，缓解线粒体功能障碍，减轻MCAO鼠的脑损伤。综上所述，MCU抑制剂和Complex-1保护剂均可改善CIRI后线粒体功能障碍，减轻AIS损伤。

2.2 兴奋性毒性：中止nNOS-PSD-95的相互作用 谷氨酸是大脑重要的兴奋性神经递质之一，其过度表达易引起神经兴奋性毒性[16]。N-甲基-D-天冬氨酸受体(N-methly-D-aspartate receptor antibody,NMDARs)是谷氨酸受体之一，当细胞外的谷氨酸过度积累时，会刺激周围神经元上的NMDAR[9,16]，并诱导神经元一氧化氮合酶(Nitircoxide synthase,nNOS)的活化，激活下游通路造成缺血后神经元的进一步受损[17]。因此，靶向NMDAR和nNOS，抑制相关下游通路的激活是保护缺血神经元受损的有效手段。但有研究发现，直接抑制NMDAR或nNOS极易引起不良反应，影响其在中枢神经系统中各种生理功能[18]。近年来，研究者逐渐发现nNOS主要通过与突触后密度蛋白95(PSD-95)结合形成nNOS-PSD- 95复合物，引起神经毒性[19]。因此，中止nNOS-PSD-95的相互作用或许能预防AIS诱导的兴奋性毒性。Luo等[20]研究发现，破坏nNOS-PSD-95相互作用可预防脑卒中后的缺血性损伤，并在恢复阶段可促进脑细胞的再生和修复。其随后的研究发现，nNOS-PSD-95复合物的小分子抑制剂ZL006，有效减少MCAO大鼠的梗死面积，且没有不良反应[21]。Huang等[21]的体内外研究发现，3种ZL006类似物(黄连、白屈菜氨酸和氯化亚硝胺)均具有较好的神经保护作用和解偶联活性。因此，干扰nNOS-PSD-95相互作用的药物具有较好的AIS治疗作用。

2.3 氧化应激：激活Nrf 2信号通路 越来越多的研究表明，OS是AIS的一个重要致病机制[22]。因此，抗氧化剂是防治AIS的一种重要手段。核红细胞2相关因子(Nuclear factor-erythroid 2-rela-ted factor 2,Nrf2)是体内抗氧化防御系统的主要调节剂[23]。Li等[23]通过体内AIS模型研究表明，熊果酸、白桦酸和姜黄素化合物均可激活Nrf2通路，降低MCAO鼠脑梗死。Gugliandolo等[24]研究报道，(-)-表没食子酸酯和诺米林等多种天然产物通过ERK、p38、PI3K、AKT和 AMPK等多种途径激活Nrf2通路，改善MCAO鼠脑损伤。因此，激活Nrf2信号通路是AIS的潜在治疗手段。

2.4 炎症：靶向NLRP3、NF-κB、OPN、AQP4和COX-2 炎症反应参与AIS的多个病理生理过程，如血管内聚集物的形成、小胶质细胞的激活等[25]。此外，炎症反应不仅能加重脑组织的损伤，还能引发缺血性症状的发作，严重阻碍了AIS的治疗和脑细胞的恢复[26]。研究表明，炎症反应由众多炎症调节因子所介导，如黏附分子、炎症细胞因子和活性氮等，通过相关因子调节下游通路对AIS产生一定的影响。鉴于部分炎症介质的活化会加重AIS的病情，通过抑制相关炎症因子的表达可能对其有较好的治疗效果。

人类的先天性免疫主要通过模式识别受体(PRRs)识别相关病原体，继而引发炎症反应，抵御病原体的入侵[27]。PRRs主要包括Toll样受体(TLRs)、核苷酸寡聚化结构域样受体(NLRs)和RIG-1样受体(RLRs)等。NLRP3属于NLRs蛋白家族的一员，能够诱导白细胞介素-1β(IL-1β)、IL-18和IL-33等的成熟、释放和引发相关炎症反应[28]。在AIS发生的早期，通过诱导NLRP3表达增加，能够导致依赖NLRP3的相关炎症因子也持续增加，其中IL-1β mRNA能在较短时间内增加100倍[29]。此外，NLRP3也是AIS发生后早期炎症发生发展的重要因素之一，抑制NLRP3，有效促进半影区的恢复[30]。

NF-κB是一种复合型蛋白质，主要参与机体的炎症反应和免疫应答，能够调节细胞的应激反应与凋亡[31]。研究发现，灯盏花素抑制MCAO大鼠的NF-κB蛋白激活，减少炎症因子的表达，保护半影区受损[32]。Shi等[33]发现，麻黄素也抑制NF-κB蛋白的表达，具有神经细胞保护作用。骨桥蛋白(Osteopontin,OPN)是一种非胶原性的骨基质糖蛋白，在神经炎症中发挥重要作用[34]。研究发现，OPN参与NF-κB通路激活，进而促进相关炎症因子的产生[35]。此外，研究发现，shRNA沉默OPN后，能够减弱脑部炎症的发展[36]。因此，抑制OPN或抑制NF-κB均抑制神经炎症。

此外，Wang等[37]研究发现，由骨髓间质细胞-外泌体所产生的miRNA-24能够靶向水通道蛋白(AQP4)，激活P38 MAPK/ERK1/2/P13K/AKT信号通路，进而对AIS起到一定的保护作用。Legos等[38]发现，选择性或非选择性环氧合酶-2(COX-2)抑制剂也具有AIS保护作用。综上所述，靶向抑制NLRP3、NF-κB、OPN、AQP4和COX-2均可改善AIS。

2.5 微血管损伤和血脑屏障(Blood-brain barrier,BBR)破环 BBB是介于外周循环系统和中枢神经系统之间的一种物理性屏障，对物质具有选择性透过作用。再灌注会降低BBB屏障功能并增加其渗透性[39]。BBB受损后将进一步导致相关神经元的死亡和脑水肿的发生，甚至诱发脑出血等严重症状。

2.5.1 微血管损伤 脑微血管内皮细胞(Brain microvascular endothelial,BMECs)是大脑的特殊结构微血管，限制血中溶质的扩散。CIRI发生时，BMECs比其他细胞和外周内皮细胞更脆弱[40]。所以BMECs死亡是BBB破坏的最初原因。因此，保护BMECs受损是AIS治疗的目标。Liu等[41]研究发现，丹酚酸A通过抑制Src信号通路，抑制血小板的聚集并预防血栓的生成，保护BMECs并减少AIS损伤。

2.5.2 血脑屏障破环 缺血或缺血再灌注后增加BMEC的渗透性并触发一系列损伤反应，如细胞凋亡、炎症和OS，从而导致BBB损伤[42]。因此，在设计AIS治疗方案时，维持BBB的完整性也至关重要。

BMECs通过紧密连接(Tight junctions,TJ)蛋白和小窝蛋白1(Caveolin-1,Cav1)相互连接，维持血脑屏障的完整性。TJ包括claudins、occludin、zonula occludens和cingulin[43]，在这些紧密连接蛋白中，跨膜蛋白occludin与细胞间黏附、移动和细胞间通透性调节密切相关；而occludin降解足以引起TJ的功能变化，增加 BBB通透性，干扰大脑的稳定性和正常功能[44]。Pan等[45]证明在MCAO大鼠血液中occludin的片段水平随BBB损害程度呈比例增加，且在BBB损害最严重时外周血中occludin片段达到峰值水平。Wu等[46]研究发现，在CIRI体外和体外模型中，血管内皮生长因子通过上调LOC102640519和HOXC13基因的表达，从而抑制occludin表达，加剧BBB渗漏。此外，大量研究发现，抑制MMP-9介导的occludin降解，保护CIRI后的 BBB完整性，可减少MCAO大鼠的脑损伤[45,47-48]。综上所述，防止occludin的降解是保护脑缺血后BBB完整性的重要策略，也是AIS的潜在治疗靶点。

3 基于以上靶点的临床试验

针对以上靶点已有多个临床试验正在进行中(表1)，其对脑卒中的诊断与治疗提供了新的选择。如多靶点抑制剂索法地尔(Neu2000KWL)，能选择性抑制NMDAR受体并清除游离自由基，对脑卒中患者起到较好的疗效[49]；长春西汀(Vinpocetine)和甘草提取物(Licorice whole extract)能靶向NF-κB，抑制炎症的发生发展，使脑卒中患者的神经功能得到较好的恢复[50-51]；黄体酮(Progesterone)具有很强的神经保护作用，能够靶向AQP4激活P13K/AKT信号通路，改善神经功能障碍；NA-1(Tat-NR2B9c)能够抑制PSD-95的表达，保护神经细胞[52]。因此，研究脑卒中的相关靶点，对新药的开发和新技术的应用具有较好的参考和指导作用。

表1 脑卒中相关靶点的临床研究

4 总结与展望

综上所述，AIS作为一种高致死率、高致残率的脑血管疾病，具有病理过程复杂，治疗方式较少，涉及多种致病机制，其中兴奋性中毒、氧化应激、缺血后炎症、微血管损伤和血脑屏障功能障碍等对其影响较大。本文试图探讨AIS中各个病理过程中的治疗靶点，以期为有效的神经保护药物的开发提供理论依据，为AIS的临床治疗提供更好的参考。