赵日光 赵 娜

天津市宝坻区人民医院 1 神经内科 2 全科医学科 301800

缺血性脑卒中是最为常见的脑血管病，占脑卒中的70%～80%，是导致人类致死、致残的主要疾病之一。多种危险因素共同参与缺血性脑卒中的发病过程，除高血压病、吸烟、糖尿病、心脏疾病、血脂异常、过量饮酒、肥胖、静态生活方式、遗传等因素外，炎症[1]与缺血性脑卒中关系日益受到人们重视。深入研究缺血性脑卒中的发病机制、神经保护和修复机制是该病的防治基础。近年来发现PGRN与多种神经系统疾病密切相关[2-3]，在神经组织稳态中发挥重要作用，参与动脉粥样硬化发展，可发挥神经生长因子作用，减轻兴奋性谷氨酸和氧化应激造成的神经损伤，参与额颞叶痴呆、多发性硬化、阿尔茨海默病、脑血管病等神经系统疾病的病理生理过程。其在脑卒中领域的生物学作用的研究也逐步增多[4]，本文主要就PGRN在缺血性脑卒中发病机制的研究进展综述如下。

1 PGRN的结构和功能

颗粒蛋白前体(Progranulin，PGRN) 又称畸胎瘤PC细胞源性生长因子、颗粒蛋白—上皮素前体(Granulin-epithelin precursor，GEP)，是一种分泌性多功能生长因子，也是一种多功能免疫调节分子。人类的PGRN基因定位于染色体17q21.32，基因全长2 323kb，含12个外显子。蛋白相对分子质量为65 000，由593个氨基酸组成，内含7.5个通过短链区链接的颗粒体蛋白结构域，每个结构域都含有由12个半胱氨酸残基串联重复的高度保守基序，保守基序之间通过6个二硫键连接，在空间结构上形成4个依次呈阶梯状折叠的“发夹”结构[5]。PGRN 广泛表达于骨骼肌、上皮细胞、T淋巴细胞、树突状细胞、神经元和巨噬细胞等多种组织和细胞，在维持和调节正常组织增殖、发育、再生和机体防御反应等多种生命活动中发挥重要的作用，并参与神经退行性变、免疫和炎症反应、组织损伤修复等病理生理过程[6]。

2 PGRN与动脉粥样硬化斑块的稳定性

慢性炎症反应在动脉粥样硬化过程中发挥重要作用。血管内皮受损后表达多种细胞因子，募集单核细胞、淋巴细胞及血小板，损伤局部聚集的炎症细胞释放各种炎症因子，血管壁中平滑肌细胞由收缩型活化为合成型，产生基质蛋白和细胞因子，致使炎症反应持续，从而募集更多炎症细胞进入粥样斑块中，导致动脉粥样硬化逐步进展。Kojima等[7]在颈动脉内膜切除标本中发现，PGRN主要在动脉粥样硬化内膜的平滑肌细胞中表达，尤其是在动脉粥样硬化斑块的肩部。其进一步在体外研究显示，PGRN可浓度依赖抑制单核细胞趋化蛋白1(Monocyte chemoattractant protein 1，MCP-1)诱导的单核细胞迁移、抑制肿瘤坏死因子α(Tumor necrosis factor，TNF-α)诱导的平滑肌细胞分泌白细胞介素8(Interleukin 8，IL-8)，而其降解产物GRNs增加IL的表达。研究认为一旦动脉粥样硬化斑块内发生出血或破裂，引起中性粒细胞聚集在斑块内，并且在局部释放弹力蛋白酶，使PGRN降解为GRNs，局部PGRN水平下降、GRNs增加，导致动脉粥样斑块损局部的IL水平增高、趋化更多的中性粒细胞和单核细胞浸润。以上研究提示PGRN可抑制斑块内单核细胞浸润、抑制斑块内炎症反应、有助于维持动脉粥样硬化斑块的稳定性。

3 PGRN与神经细胞凋亡

PGRN可减轻缺血再灌注损伤引起的神经元坏死性凋亡。坏死性凋亡是脑细胞缺血性坏死的关键机制，多种凋亡受体可启动坏死性凋亡程序，如肿瘤坏死因子受体1(TNF receptor 1，TNFR-1)、TNF-α相关凋亡诱导配体(Tumor necrosis factor alpha-related apoptosis-inducing ligand，TRAIL)。在TNFR-1与TRAIL结合后，通过磷酸化受体相互作用蛋白激酶(Phosphorylated receptor-interacting protein kinase，RIPK)介导Caspase-8、mixed lineage kinase domain-like (MLKL)的激活，引发脑细胞凋亡。Li等[8]研究发现，在实验性大脑中动脉闭塞(Middle cerebral artery occlusion，MCAO)后，在闭塞 72h后小鼠脑组织中PGRN mRNA明显下降，反应细胞凋亡的TUNEL(TdT-mediated dUTP Nick-End Labeling)阳性细胞逐步增高，TUNEL阳性细胞变化与细胞凋亡性坏死标志物p-RIPK 1、p-RIPK 3、p-MLKL、Caspase-8变化呈正相关。通过小干扰RNA沉默PGRN表达后，TUNEL阳性细胞明显增加，p-RIPK 1、p-RIPK 3、p-MLKL、Caspase-8表达明显增强，脑梗死体积会明显增大，加重小鼠神经功能缺损；而通过脑室内注射腺病毒转染PGRN可逆转上述改变。并且发现PGRN通过磷酸化/激活神经元丝裂原活化蛋白激酶、细胞外调节蛋白激酶和磷脂酰肌醇-3激酶/Akt细胞存活通路，可明显增加MCAO模型鼠大脑皮层超氧化物歧化酶活性、抑制丙二醛产生、降低脂质过氧化，使皮层神经元免于兴奋性谷氨酸和氧化应激引起的细胞死亡。提示PGNR可通过抑制细胞坏死性凋RIPK1/RIPK3/MLKL信号途径，减轻氧化应激反应、兴奋性氨基酸毒性作用，阻断缺血再灌注损伤所致的神经元坏死性凋亡。

4 PGRN与缺血性坏死区的炎症反应

PGRN是一种抗炎因子，可抑制中性粒细胞的活化和募集，其降解产物GRNs则起相反作用。Egashira等[9]在缺血再灌注小鼠模型发现，中性粒细胞浸润在缺血早期阶段最突出，在缺血后30min至数小时开始浸润，3d后达峰；脑室内注射0.1、0.2、0.3ng重组PGRN干预后，干预组梗死区域中性粒细胞浸润明显减轻。TNF-α在缺血再灌注损伤发挥重要作用，在缺血早期源于小胶质细胞，介导中性粒细胞从血管内外迁。Egashira等进一步在体外细胞实验发现，PGRN浓度依赖性的减少中性粒细胞膜表面TNFα/TNFα受体结合，抑制TNF诱导的血管内皮表达细胞间黏附分子，抑制中性粒细胞由血管内向脑组织中趋化。另外PGRN可调节炎症介质的分泌。Tao等[10]研究发现，与野生型相比，暴露于细菌脂多糖环境中的PGRN基因转染胶质细胞分泌的IL-6、TNF和IL-1明显减少，IL-10增加，PGRN基因转染胶质细胞培养7d后未见凋亡，而野生型有23.3%发生凋亡。以上研究提示PGRN可减少缺血坏死区中性粒细胞浸润、炎症介质释放，阻断炎症介质与其受体结合等途径发挥神经保护作用。另外Horinokita等[11]在微粒脑栓塞大鼠模型中发现，脑栓塞3d后小胶质细胞明显活化，并分泌PGRN，特异性中性粒细胞弹性蛋白酶抑制剂抑制可抑制PGRN被弹性蛋白酶降解为GRNs发挥抗炎、神经保护作用，提示其可能成为神经细胞缺血性损伤的潜在治疗靶点。

5 PGRN与血脑屏障完整性

PGRN可维持缺血性脑损伤超早期血脑屏障完整性、减轻脑水肿。Egashira等[9]通过脑室内注射重组PGRN，干预组在动脉闭塞6h后脑水肿较对照组减少56%。Jackman等[12]应用PGRN基因敲除小鼠，基因敲除组与野生组相比，在大脑中动脉闭塞24h后梗死体积明显增大[(37.8±6.7)mm3VS (28.0±6.8)mm3]，72h后脑水肿明显增加[(12.8±3.6)mm3VS (3.2±2.0)mm3]；血脑屏障周皮细胞超微结构因PGRN基因敲除发生改变，基因敲除组大量溴化乙锭在缺血半球的皮层和纹状体区染色，敲除组内皮细胞紧密连接复合体明显减少、细胞间连接强度下降、胞膜褶皱减少，对血小板源性生长因子诱导的血脑屏障高通透更易感，上述表现在缺血2h后出现，6h时达峰；同时流式细胞检测缺血6h后基因敲除组和野生组脑组织中白细胞浸润无差别，72h后在基因敲除组白细胞浸润增加，提示在缺血超早期PGRN的脑细胞保护作用并不是通过抑制白细胞浸润发挥抗炎作用，而是通过保护血脑屏障内皮细胞间紧密连接数目和形态等超微结构实现的。

6 PGRN和缺血性脑卒中的预后

临床病例对照研究发现PGNP和脑卒中预后相关。 Lasek-Bal等[13]的一项138名首发脑梗死病例对照研究发现，血浆PGRN水平与发病首日神经功能缺失呈负相关，与1个月后神经功能恢复呈正相关。另外动物研究也证实，PGRN和缺血性卒中预后相关。Li等[8]发现PGRN转基因小鼠大脑中动脉闭塞后与野生型相比，梗死体积明显减少[(18.073± 6.604)% VS (40.863±4.907)%]，神经功能缺失较轻、恢复较快。

PGRN在维持动脉粥样硬化斑块稳定性、减轻缺血性神经细胞损伤、维持血脑屏障、减轻脑水肿、改善缺血性卒中预后等方面发挥一定作用。将PGRN作为缺血性脑卒中发病机制及治疗的一个靶点，是缺血性脑血管病诊疗的一个新的研究思路。随PGRN在缺血性脑卒中领域的研究逐步深入，掌握PGRN作用的信号通路及代谢过程，会对缺血性脑卒中的认知和诊疗产生深远影响。