潘新发 万曙

脑出血后继发性脑损伤可在脑出血后即刻出现并长期维持，其主要表现为脑水肿和神经元死亡（坏死或凋亡）[1]。近年来，炎症反应在脑出血后继发性脑损伤中的作用越来越受到重视，研究表明其很有可能在继发性脑损伤中发挥着主要作用。小胶质细胞在中枢神经系统内分布广泛，是脑内固有的免疫效应细胞，在中枢神经系统起着支持、营养、保护和修复等重要作用[2]。脑出血后，小胶质细胞被激活，发挥巨噬细胞的吞噬效应，并通过产生神经性分子和神经营养因子发挥双重作用。本文就脑出血后小胶质细胞的激活及其双重作用,小胶质细胞的功能干预及分子影像研究做一综述，以期为脑出血的治疗提供新的思路。

1 脑出血后小胶质细胞的激活

小胶质细胞能够被各种微环境的改变迅速激活，其激活过程伴随着小胶质细胞的增殖及细胞形态的改变[3]。在小胶质细胞激活过程中，其细胞形态由“分支状”逐渐转为“变形虫”样，同时发生增殖，向损伤部位移行，分泌促炎因子、抗炎因子、炎症趋化因子以及氧化应激相关因子（一氧化氮和生长因子），获得吞噬性等一系列变化[4，5]。小胶质细胞通过各种受体来识别中枢神经系统结构及功能完整性受到破坏时的信号改变。受损的神经细胞释放三磷酸腺苷和CXCL10炎症趋化因子，其分别与激活的嘌呤受体和CXCR3炎症趋化因子受体结合从而吸引小胶质细胞[6-8]。除此之外，小胶质细胞还可以通过其细胞膜上的神经递质受体感受神经细胞的活动[9]。研究表明，小胶质细胞上的谷氨酸受体是连接炎症与兴奋性毒性脑损伤的重要物质。作为中枢神经系统主要的固有免疫细胞，小胶质细胞持续不断的低水平表达免疫相关受体，如组织相容性抗原（major histocompatibility complex，MHC）和趋化因子受体[10]。在小胶质细胞激活过程中，这些相关的免疫分子表达上调，同时相对应的抗原通过MHC II被提呈。此外，小胶质细胞还能够将MHC I上的外源性抗原交叉提呈给CD8阳性T细胞[11]。小胶质细胞的激活可以是急性的或是慢性的，这不仅取决于外在因素的持续时间，同时还取决于激活过程中特定的因素（如应激、感染、炎症及受损神经细胞的信号改变）[4]。研究表明，应激状态下小胶质细胞的激活不同于感染/炎症过程中小胶质细胞的激活[12]。许多体外实验研究表明，慢性的小胶质细胞激活可以导致小胶质细胞的过度激活，继而导致小胶质细胞退化[13，14]。由于缺少了小胶质细胞的支持作用，退化的小胶质细胞会导致继发性神经细胞的退化。

Kowianski等[15]用注射自体血的方法制作大鼠脑出血模型，用OX42、OX6、ED1分别标记表达CR3补体受体、MHCⅡ类抗原和单核吞噬细胞抗原的小胶质细胞，观察1～21 d血肿周围小胶质细胞的反应。结果发现，术后第1d，血肿周围出现OX42和OX6染色阳性的小胶质细胞，前者体积大小不等，轴突细长；后者胞体形态各异，轴突粗大。另外，还观察到静止期小胶质细胞。术后第3d，在血肿周围观察到大量甲苯紫染色阳性处于濒死状态和可逆性损伤神经元，这些神经元附近可见较多OX42、OX6和ED1染色阳性的小胶质细胞，后者染色强度中等，外形多样，呈圆形、卵圆形和阿米巴样，具有吞噬能力。术后第7d，小胶质细胞活化达高峰，不仅数量显著增加，而且OX42、OX6和ED1染色也明显增强，血肿内活化的小胶质细胞体积最大，呈阿米巴样，血肿周围的小胶质细胞呈圆形或卵圆形。术后24 d，仍可见到大量圆形、卵圆形和阿米巴样小胶质细胞。3周后，血肿周围活化的小胶质细胞逐渐减少。这一实验研究表明，脑出血可诱导小胶质细胞从静息状态快速向活化状态转变，其形态的改变、免疫显型的变化呈一定的时间依赖性，而且血肿周围神经元的死亡和损伤与小胶质细胞的活化相关。

2 脑出血后小胶质细胞的双重作用

小胶质细胞具有神经毒性及损伤修复的双重作用，这取决于刺激信号类型、刺激强度及持续时间、微环境、与其他细胞的相互作用以及机体的年龄等[10]。根据分子表型和效应功能的不同，巨噬细胞/小胶质细胞至少可以分为两种细胞亚型。经典途径激活的促炎性M1型巨噬细胞，其由LPS和促炎因子激活，分泌CD86和CD16/32，产生大量的氧化应激产物（NO和超氧化物类）、蛋白酶和促炎因子。在宿主防御反应中发挥主要作用，同时也可以对健康的神经细胞和胶质细胞造成损害。M2型巨噬细胞是通过替代途径激活的抗炎性巨噬细胞，由IL-4和IL-13激活，分泌CD206和精氨酸酶-1。其下调炎症反应、促进组织修复和血管发生。

脑出血后,小胶质细胞主要通过两条途径发挥神经毒性作用。一是通过与神经细胞直接接触,发挥脑内吞噬细胞的毒性作用；二是通过释放/分泌一系列潜在的神经毒性分子导致继发性脑损伤。研究表明[16]，激活的小胶质细胞可以释放活性氧（ROS），其可以导致膜脂质过氧化、蛋白质氧化、酶失活和DNA损伤。肿瘤坏死因子TNF-α是激活的小胶质细胞产生的另一种重要细胞因子，其具有刺激炎症蛋白的分泌、调节血管通透性和诱导星形胶质细胞及内皮细胞表达等多种生物学活性。小胶质细胞来源的TNF-α还可以直接激活小胶质细胞或通过诱导IL-6、粘附分子和趋化因子L-1β、NO和ROS进一步激活小胶质细胞，这一正反馈作用在维持小胶质细胞激活状态和加重其病理条件下的破坏活性起到关键作用[17]。Mayne等[18]发现，降低小胶质细胞来源的TNF-α表达水平，明显减少了脑出血动物的血肿周围神经细胞凋亡和提高了神经行为学评分。Miao等[19]应用去铁胺抑制小胶质细胞激活，减少其TNF-α的表达，明显改善了脑出血大鼠神经元损伤和神经功能缺陷。

小胶质细胞可以通过吞噬细胞碎片、分泌神经营养因子、减轻神经细胞损伤，减少疤痕形成等途径发挥神经保护作用。Srebro等[20]的研究表明,小胶质细胞和星形胶质细胞通过吞噬过氧化的细胞膜和硝化的蛋白质以及结合过剩的铁,减少自由基的生成,从而减轻氧化应激造成的神经元损害。此外,铁离子和自由基还可破坏细胞膜,导致大量谷氨酸释放到血肿内和血肿周围,而谷氨酸浓度异常增高可使NMDA受体过度激活,引起Ca2+持续内流,细胞内Ca2+超载可导致神经元迟发性死亡。Van Lande⁃ghem等[21]的研究表明,小胶质细胞可表达谷氨酸转运体(GLT)-1从而起到神经保护作用。体外和体内实验都表明,小胶质细胞还可产生转化生长因子(TGF)-β、胶质细胞源性神经营养因子(GDNF)、血小板衍生生长因子(PDGF)、脑源性神经营养因子(BDNF)和胰岛素样生长因子(IGF)-1等多种神经营养和保护分子,促进神经元存活。

3 脑出血后小胶质细胞功能干预研究

脑出血刺激小胶质细胞迅速活化，72h即可达到完全活化，并在脑出血后的损伤修复过程中持续存在[15]。适度激活的小胶质细胞在脑出血后的病理生理过程中具有一定的保护作用，而过度激活的小胶质细胞可杀伤神经细胞，产生各种炎症分子介导神经细胞凋亡和促进炎症细胞浸润，从而导致继发性脑损伤。因此，促进小胶质细胞的适度激活，抑制小胶质细胞的过度活化或拮抗其产生炎症介质的治疗策略很有可能在以后的临床试验中起到较好的作用。

米诺环素是一种合成四环素类药物，临床应用已有30多年。它具有分子量小（495 kDa），高度亲脂性，能透过血脑屏障等特点。Jason K等研究表明[22-24]，脑出血后使用米诺环素治疗可以减少神经细胞死亡、降低脑损伤程度，减少小胶质细胞的激活从而减轻谷氨酸导致的兴奋性毒性作用。FK-506是一种免疫抑制剂,它可结合钙调磷酸酶,抑制小胶质细胞活化,减少IL-1β和TNF-α等炎症因子的产生。Peeling等[25]的研究表明,FK-506可以减少脑出血大鼠血肿周围神经细胞的凋亡，改善脑出血后3～21d的神经行为学结果。值得关注的是，目前的研究都强调在脑出血的早期抑制小胶质细胞的激活才能起到减轻继发性脑损伤的作用。这也说明，抑制小胶质细胞的激活有一定的时间窗，长期的抑制并非完全有益，因为这种抑制在减轻脑损伤的同时可能也阻碍了小胶质细胞在吞噬细胞碎片和分泌神经营养因子等方面的神经保护作用。未来仍需进一步研究脑出血后抑制小胶质细胞活化的程度及时间窗，抑制M1型小胶质细胞的活化及促进M2型的活化等等方面。

4 小胶质细胞的分子影像研究

小胶质细胞是脑出血后炎症反应中最重要的细胞成分之一，因此可以将其作为疾病发展的诊断标志物。随着与激活的小胶质细胞表达的线粒体膜蛋白相对应的放射性配体的发展，我们可以通过影像学技术在体外动物模型和中风病人身上研究这一细胞性炎症成分动态变化过程中某一特定时间点的特征。转运蛋白18 kDa（TSPO）的上调是小胶质细胞激活的标志，将放射性配体与TSPO绑定可通过PET和SPECT显像[26]。不同的TSPO配体代表着小胶质细胞激活过程中不同的生物学效应[27]。在过去的十年里，分子影像技术在神经退行性疾病及缺血性中风中的应用研究取得了长足进步[28，29]。在脑出血后，针对小胶质细胞激活这一动态过程，利用分子影像技术研究其功能状态的改变、评价干预措施的效果以及评估其与预后的关系都将成为可能。

5 展望

脑出血已成为威胁人类健康的重要疾病之一，但目前尚缺乏有效的治疗手段。研究表明，炎症反应在脑出血继发性脑损伤中发挥着主要作用，而小胶质细胞作为中枢神经系统主要的免疫效应细胞，其在脑出血中的作用越来越受到关注。小胶质细胞在中枢神经系统损伤中起双重作用，但其具体机制还有待进一步研究。目前针对小胶质细胞激活的分子影像研究已经从实验研究向临床研究过度，这使得临床上利用影像学技术监测脑出血患者中枢神经系统小胶质细胞激活的动态过程成为可能，也为研究各种针对小胶质细胞激活的干预措施提供了便利。据此，进一步研究小胶质细胞在脑出血后继发性脑损伤中的作用，充分发挥小胶质细胞的神经保护作用，抑制小胶质细胞活化来减轻小胶质细胞的神经毒性作用，将有助于提高脑出血的治疗效果及临床预后。

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