过氧化物酶体增殖物激活受体-γ脑缺血抗炎神经保护作用机制与中

1、过氧化物酶体增殖物激活受体-脑缺血抗炎神经保护作用机制与中药研究新思路    【关键词】  脑缺血；炎症反应；过氧化物酶体增殖物激活受体-(PPAR-)；中药 缺血性脑损伤是指以脑循环血流量减少为特征的中枢神经系统疾病,脑缺血炎症反应是其重要病理机制之一。脑缺血后,缺血区产生的具有致炎作用的细胞因子诱导多种粘附分子的表达,并进一步促进白细胞的浸润,产生炎症反应,加重脑损伤。因此,干预缺血性卒中炎症反应的某些环节,有可能成为治疗脑梗死新的有效途径。新近发现,过氧化物酶体增殖物激活受体-(PPAR-)是调节脑缺血炎症反应的重要作用靶点,而

2、中药通过干预炎症反应的各个环节而发挥神经保护作用( 1  脑缺血与炎症反应 临床与实验研究均已证实,在缺血性脑血管病的病理生理过程中存在明显的炎症反应,脑缺血炎症反应在缺血性脑损伤中发挥重要作用。脑缺血尤其在溶栓治疗血流再通(包括自然再通)的脑血流再灌注后,小胶质细胞、星形胶质细胞激活,细胞粘附因子表达的增加,炎性细胞在缺血灶的聚集和浸润,某些转录因子的活化促进了脑组织炎性细胞因子及蛋白水解酶表达的上调是脑缺血再灌注早期神经细胞损伤和血脑屏障破坏的重要病理机制。因此,寻求调节炎性反应致病信号通路的方法和途径,是缺血性脑血管病的治疗策略之一。 2  脑缺血

3、炎症反应与过氧化物酶体增殖物激活受体- 2.1  过氧化物酶体增殖物激活受体-的生物学属性 过氧化物酶体增殖物激活受体(PPARs)是配体活化的核转录因子,属型核激素受体超家族成员之一1。PPARs有、/和 3种亚型,其中以PPAR-的研究最为深入(医药学/临床医学论文 人类PPAR-分子由6个结构域和4个功能区组成：氨基端功能区由A/B结构域形成,丝裂原蛋白激酶(MAPK)可磷酸化此功能区的某些Ser残基并使其活化；C结构域为DNA结合区 (DBD),PPAR-通过此区与DNA上相应的反应元件结合而调节靶基因的转录；D结构为转录活性调节功能区,许多核内

4、因子与此功能区结合后可影响PPAR-的活性；E/F结构域为配体结合区(LBD),此功能区在从激素信号至转录激活的转导过程中起关键作用1。 PPAR-配体有天然配体和合成配体两大类1。天然配体主要以多不饱和脂肪酸及其衍生物为代表,如15-脱氧前列腺素J2(15d-PGJ2)及白三烯,来源于饮食及机体的代谢产物。PPAR-的合成配体有胰岛素增敏剂噻唑烷二酮类(thiazolidinediones,TZDs)药物,又称格列酮类,包括匹格列酮(pioglitazone)、罗格列酮(rosiglitazone)等；一些非甾体抗炎药物如消炎痛、芬布芬、布洛芬等也能作为配体与PPAR-相结合。新近发现,TZ

5、Ds与PPAR-结合后,可增强胰岛素敏感性、促进糖代谢、刺激脂肪细胞分化及代谢、减轻胰岛素抵抗、发挥抗炎作用等4。PPAR-主要表达于脂肪组织,在免疫系统中的单核细胞/巨噬细胞、B和T细胞中也观察到PPAR-的表达；正常成年大脑,PPAR-以相对较低水平主要表达于海马齿状回的颗粒细胞,而基底神经节的尾壳核和苍白球、丘脑和梨状皮质中同样观察到PPAR-的表达5。有研究表明,脑内PPAR-的表达主要位于小胶质细胞和星形胶质细胞,这类细胞在中枢神经系统的炎症反应中发挥重要的作用6。 2.2  过氧化物酶体增殖物激活受体-抑制炎症反应的可能机制 PPAR-被其天然与合成配体激活后,

6、可抑制炎性细胞因子IL-1、IL-6及TNF-等的分泌,抑制粘附因子ICAM-1及P-选择素、E-选择素和MMPs等的表达,同时也能减少诱导型一氧化氮合酶(iNOS)的表达,从而发挥抑制炎症反应的作用。上述炎性因子的表达均依赖于转录因子AP-1、NF-B的活性而发挥作用,而活化的PPAR-可以抑制二者的活性。其中,核转录因子NF-B在炎症反应基因的活化中作用突出。在静止细胞的胞质中能发现NF-B和抑制性蛋白IB相结合而不具转录活性。炎症反应时细胞因子信号释放,使IB的激酶(IKK)活化并磷酸化IB的两个Ser残基进而使其降解,与IB相结合的NF-B被释放出来并转移到细胞核刺激靶基因的表达,从而

7、导致炎症因子的释放2-3。研究显示,PPAR-活化后可通过抑制IKK的活性从而阻止IB的降解；通过减少与NF-B相结合的p50/p65烷基化二聚体的水平,或直接抑制NF-B DNA合成,从而抑制NF-B的表达(抑制IKK或抑制NF-B合成这两种机制是发生在不同细胞类型上的不同表现)；通过干预信号转导转录激活蛋白(JAK-STAT)途径抑制炎症反应的进程7。 2.3  过氧化物酶体增殖物激活受体-抑制脑缺血炎症反应的神经保护作用 目前研究认为,PPAR-所具有的抗脑缺血性损伤作用主要和其调节炎症反应有关2-3。新近研究显示,短暂的局灶性脑缺血本身可增加缺血灶周围脑组

8、织PPAR-的蛋白含量,脑缺血后最快6 h即可在梗死灶检测到增多的PPAR- mRNA表达8,且在缺血后4 h14 d可检测到PPAR-免疫阳性神经元9,然而其在缺血后的神经元和小胶质细胞的表达仅持续12 h10。当采用匹格列酮脑室注射处理后,PPAR-表达增强的同时伴随着梗死体积的减小,以及梗死灶周围皮质区的TNF-水平、COX-1和COX-2阳性细胞数量的减少11。而且,经匹格列酮处理后的培养神经元也能够抑制COX-2增加所致的H2O2产生,但是经PPAR-抑制剂GW9662处理后可消除上述效应,提示PPAR-可直接影响神经元COX-2的作

9、用11。Victor等9的研究进一步显示,采用罗格列酮处理后,随着PPAR- mRNA的表达和蛋白水平的增加可使梗死体积相应减小,而使用抑制剂T0070907处理则使上述效果消失并使损伤显著增加,提示位于半暗带神经元的内源性PPAR-激活对缺血脑组织保护有积极意义。 脑缺血可促进PPAR-与缺血侧大脑靶基因的结合,而罗格列酮处理则加强了这种结合,并最终导致这种结合活动在损伤半球显著增加。Ou等8还采用PPAR-识别探针在大脑中动脉阻塞(MCAO)再灌注后缺血脑半球发现PPAR-阳性细胞,用其天然配体15d-PGJ2处理可促使PPAR-与PPRE的结合,并减少梗死面积。更为有趣的是,1

10、5d-PGJ2和罗格列酮的脑内注射也可很好地增加正常动物大脑中PPAR-蛋白含量12。上述研究提示,至少在MCAO后2 h内将15d-PGJ2和罗格列酮注射入脑,可缩小梗死体积,降低缺血性脑损伤后caspase-3活性、减少细胞凋亡/坏死级联反应的发生。 动物实验显示,PPAR-激活可以抑制脑组织缺血再灌注导致的NF-B、AP-1、IL-1、COX-2、TNF-等转录因子和炎性细胞因子基因的表达,从而减轻炎性细胞在缺血灶的炎性浸润及细胞毒性作用2。PPAR-抑制炎性反应的调控作用在离体神经细胞实验中也得到证实3,如使用PPAR-激动剂可以使干扰素-激活的单核/巨噬细胞、淋巴细胞仍表现

11、出静止期细胞的多种功能,抑制iNOS、MMP-9及多种炎性介质mRNA的表达。 上述研究表明,PPAR-表达的增强与抑制脑缺血再灌注的炎性损伤密切相关,PPAR-激动剂和天然配体促进PPAR-活化表达,进而增强其对炎性反应相关靶基因的调控能力,这可能是其发挥抑制脑缺血再灌注炎性反应,产生神经保护作用的重要机制。因此,探讨PPAR-的激活方法,寻求治疗缺血性脑血管病的新靶点具有重要意义1-3。 免费论文下载中心  3  中药抑制脑缺血炎症反应的神经保护作用 研究表明,中药可以调控相关炎症因子、介质的表达,抑制发生脑缺血炎症反应,而配体活化的核转录因子PPA

12、R-被激活后可反式抑制多种炎性反应相关因子及介质的基因表达,从而抑制炎症反应,发挥神经保护作用,被认为是治疗脑缺血损伤新的作用靶点13。据此我们可以认为,中药对脑缺血再灌注损伤的神经保护作用可能通过调节PPAR-信号活化影响促炎相关靶基因的表达,进而抑制脑缺血再灌注炎症反应而实现的。因此,选择不同的动物模型,采用合理的研究方案,在单味中药与组方中筛选有效的PPAR-激动剂,继之在各个不同环节上观察其影响效应,探讨其作用机制乃是今后重要的研究方向。 4  展望 胰岛素增敏剂TZDs类药物以PPAR-作为靶点进行干预,对抑制脑缺血再灌注后的炎性反应有着肯定的效果,但不可否认其在

13、发挥神经保护作用的同时,也对机体糖脂代谢及内分泌产生了不良的影响,很大程度上限制了其临床应用3。 中药成分复杂,在辨证论治的整体思想指导下配伍组方,往往可以通过多层次、多途径、多靶点综合作用于多个病理环节,从整体上有效阻断炎症级联反应的瀑布效应,保护脑缺血损伤,这是中医药优势所在。目前,中医药在缺血性脑血管病的临床使用仍处在初级阶段,应深入挖掘其潜在功能,并向多元化发展。随着分子生物等技术的发展,从新的药理靶点深入研究中药治疗缺血性脑损伤的神经保护作用机制,在传统中药中筛选有效的PPAR-激动剂,势必成为中药治疗脑血管疾病的一个崭新研究与应用领域。 【参考文献】  1

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