腫瘤壞死因子在缺血性腦血管病發(fā)病機制中作用的研究進展*

李 娜 綜述，胡曉芳，鄭 偉△ 審校(．遼寧醫(yī)學院研究生院，遼寧錦州 00;．沈陽軍區(qū)總醫(yī)院檢驗科，沈陽 006)

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腫瘤壞死因子在缺血性腦血管病發(fā)病機制中作用的研究進展*

李 娜1綜述，胡曉芳2，鄭 偉1△審校
(1．遼寧醫(yī)學院研究生院，遼寧錦州 121001;2．沈陽軍區(qū)總醫(yī)院檢驗科，沈陽 110016)

腫瘤壞死因子； 缺血性腦血管?。?發(fā)病機制

腦血管病已成為危害我國中老年人身體健康和生命的主要疾病,其中缺血性腦血管病在腦血管病中占有60%～80%。缺血性腦血管病作為腦血管病的重要亞型，具有高發(fā)病、高致殘及高致死性的特點，長期以來一直缺乏有效的治療手段，給社會及家庭造成沉重的經(jīng)濟和心理負擔。因此對于其發(fā)病機制的研究顯得尤為重要。近年來，隨著對缺血性腦血管病發(fā)病機制研究的不斷深入，越來越多的證據(jù)顯示免疫應答與炎性反應、血小板活化等均在缺血性腦血管病發(fā)病機制中發(fā)揮著重要作用。另有研究顯示，腫瘤壞死因子(TNF)作為重要的促炎癥因子，其可介導相關炎性反應，并可導致血小板活化。本文針對TNF的促炎作用及其對血小板活化的調控兩個方面，對TNF在缺血性腦血管病發(fā)病機制中的作用綜述如下。

1 TNF介導的炎性反應在缺血性腦血管病發(fā)病機制中的作用

1.1 TNF的生物學特性 TNF主要由活化的巨噬細胞，NK細胞及T淋巴細胞產(chǎn)生，1985年Shalaby把巨噬細胞產(chǎn)生的TNF命名為TNF-α，把T淋巴細胞產(chǎn)生的淋巴毒素命名為TNF-β。人類TNF-α定位于6p21.4,長約3.6 kbp，有4個外顯子和3個內含子，與主要組織相容性復合體(MHC)基因緊密連鎖位于人類白細胞抗原HLA-B和HLA-C2位點之間的人類主要組織相容性復合體Ⅲ(MHCⅢ類)基因區(qū)內，由TNF-A和TNF-B組成，分別編碼TNF-α和TNF-β[1]。TNF-β基因位于TNF-α基因的5′端,相隔1.2 kbp,每個基因約有3 000個堿基對,有4個外顯子和3個內含子,其中第4個外顯子與TNF-α高度同源,編碼80%～90%的成熟蛋白質,這些均提示這兩個基因來自同一個祖先。TNF-α有兩種受體，分別是相對分子質量為55 000的腫瘤壞死因子受體Ⅰ(TNFRⅠ)及相對分子質量為75 000的腫瘤壞死因子受體Ⅱ(TNFRⅡ)。TNF-α大部分生物學活性是由TNFRⅠ所介導，在細胞損傷、細胞的程序性死亡、激活NF-κB等生物活性的傳遞過程中起重要作用。TNFRⅡ通過促進TNF-α結合TNFRⅠ而增加TNFRⅠ誘導的作用，同時增加細胞間黏附分子-1 (ICAM-1)的表達。

1.2 TNF介導的炎性反應與缺血性腦血管病的關系 TNF主要通過以下方式介導炎性反應:(1)TNF-α與內皮細胞結合可增加過氧化物陰離子產(chǎn)生，刺激細胞脫顆粒和髓過氧化物酶，從而使內皮細胞分泌白細胞介素(IL-8和IL-1)和粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子(GM-CSF)等炎性因子增加，并促使中性粒細胞在內皮細胞上黏附，進而刺激機體局部發(fā)生炎性反應；(2)TNF-α通過刺激單核細胞和巨噬細胞生成并釋放IL-1、IL-8，導致炎癥進一步發(fā)展擴大[2]。另有研究表明，TNF-α通過激活誘導型一氧化氮合酶(iNOS),使NO合成增加，進而刺激外周血單核細胞釋放IL-8，使炎性反應進一步加重[3]。

有研究顯示，炎性反應在缺血性腦血管病發(fā)病機制中發(fā)揮重要作用[4]。當發(fā)生缺血性腦血管病時，由于缺氧等因素可刺激內皮細胞、多形核白細胞和巨噬細胞、小膠質細胞以及星形膠質細胞等一些具有免疫活性的細胞產(chǎn)生細胞因子,如TNF-α和IL-6等。Martínez-Snchez等[5]認為在腦缺血發(fā)生后12 h內血漿TNF-α濃度達到高峰。TNF對白細胞具有趨化作用,并可誘導內皮細胞表達ICAM-1、P-選擇素等黏附分子，同時具有神經(jīng)毒性作用，可誘導神經(jīng)細胞凋亡并可提高星形膠質細胞內MHCⅡ表達，從而引起白細胞濾過及破壞血腦屏障；而IL-6可誘導內皮細胞、白細胞、血小板等其基因表達，從而可對大腦產(chǎn)生二次損傷[6]。由此提示，TNF通過誘導ICAM-1、P-選擇素等黏附分子表達以及MHCⅡ的過度活化從而參與缺血性腦血管病的發(fā)生。

1.3 血小板活化及早期凋亡信號的表達在缺血性腦血管病發(fā)病機制中的作用 在缺血性腦血管病發(fā)病機制中，血小板發(fā)揮重要作用。血小板被活化后，可結合于單核細胞、粒細胞，從而削弱內皮下層，因此與動脈粥樣硬化炎癥過程有關。Park等[7]認為TNF-α可能調控血小板的活化。Pignatelli等[8]報道稱TNF-α通過激活花生四烯酸途徑來活化血小板。

Nagahama等[9]認為TNF-α等因子可能與血小板活化標志物如P-選擇素(CD62p)及結合素Ⅴ等有關。線粒體內跨膜電位的去極化可引起血小板凋亡，并可表達多種凋亡相關物質如胱天蛋白酶(caspase-3、caspase-8、caspase-9)及Bax、Bcl-2等。Cevik等[10]發(fā)現(xiàn)在缺血性腦血管病發(fā)病早期階段，炎癥可引起血小板活化及早期凋亡信號的表達，并且血小板活化及早期凋亡信號的表達增強與血液循環(huán)中高濃度的TNF-α有關。這可能提示在高濃度的TNF-α影響下，血小板可被TNF-α引起的相關炎性因子活化，而TNF-α釋放的相關凋亡蛋白可引起血小板等缺血細胞的早期凋亡。由此提示，血栓形成有關的機制可能在缺血性腦血管病發(fā)病機制中發(fā)揮作用。

2 TNF基因多態(tài)性在缺血性腦血管病發(fā)病機制中的作用

近年來，與環(huán)境有關的遺傳變異在腦血管病發(fā)病機制中的研究日益增多。發(fā)生在編碼促炎因子基因內的多態(tài)性在缺血性腦血管病發(fā)病機制及預后方面發(fā)揮重要作用[11]。TNF-α和TNF-β均有4個外顯子及3個內含子，是腦血管病發(fā)病機制中最復雜的促炎癥因子[1]。

2.1 TNF-α+488位G/A基因多態(tài)性 TNF-α基因篩查顯示，其第1個內含子區(qū)域下游488位存在腺嘌呤與鳥嘌呤替換(G/A)，且等位基因A與TNF-α產(chǎn)生增多有關[12]。Munshi等[13]研究顯示，病例人群中TNF-α(+488)G/A基因多態(tài)性等位基因及基因型頻數(shù)與對照組顯著不同，且差異有統(tǒng)計學意義，并且發(fā)現(xiàn)AA基因型及等位基因A與缺血性腦血管病有顯著關聯(lián)。其機制均和等位基因A與TNF-α產(chǎn)生增加有關。血漿高TNF-α水平可能會增加血栓形成的風險，因為TNF-α可作用于血管內皮，增加毛細血管滲透性，活化血管內皮，引起嗜中性粒細胞在毛細血管及小血管內大量黏附聚集。TNF-α亦可通過各種機制如血栓形成，內皮素-1及氮氧化合物釋放，誘導白細胞聚集及濾過從而破壞血腦屏障及組織損傷等機制使缺血損傷加重，增加梗死面積。在缺血性腦血管病人群中發(fā)現(xiàn)其血漿及腦脊液中TNF-α濃度增高，TNF作為重要的促炎性因子，可能作用于缺血性腦血管病的發(fā)生及發(fā)展。

2.2 TNF-α -308位G/A基因多態(tài)性 在眾多研究TNF-α基因多態(tài)性的文獻中，研究較多的有位于TNF-α啟動子上游的-308位G/A基因多態(tài)性。但其研究結論不完全一致?？赡芘c種族差異等有關。如Wawrzynek等[14]對居住在波蘭的高加索人群研究發(fā)現(xiàn)，病例組與對照組人群中AA純合子、GG純合子及G/A雜合子數(shù)目相近，無明顯差異。而Rubattu等[15]研究顯示在意大利青少年人群中TNF-α基因變異與缺血性腦血管病有關。Gupta等[16]研究發(fā)現(xiàn)TNF-α G/A基因多態(tài)性可能與高血壓及高膽固醇血癥有關。

2.3 TNF-β +252位A/G基因多態(tài)性 在TNF-β第一個內含子下游252位存在單個單核苷酸基因多態(tài)性，命名為NcoⅠ基因多態(tài)性(A252G，rs909253)，即其存在限制性片段長度多態(tài)性(RFLP)，此由等位基因TNFB1內的鳥嘌呤和TNFB2上的腺嘌呤組成。此基因多態(tài)性被認為與TNF-α轉錄增加及與包括心肌梗死、缺血性腦血管病等易感性有關[17]。TNFB1等位基因含有兩個限制性酶切(NcoⅠ)位點分別位于196、586 bp,TNFB2則無限制性酶切位點，其等位基因位于782 bp。而雜合子TNFB1/B2含有3個片段分別位于782、586 bp及196 bp。TNF-β等位基因發(fā)生在鄰近TNF-α啟動子部位的染色體內，選擇性的激活TNF-α基因，可能會引起TNF-α產(chǎn)生增加[11]。de Sousa Parreira等[11]研究發(fā)現(xiàn)，攜帶TNFB2/B2基因型的缺血性腦血管病患者血漿TNF-α水平是其他基因型患者的4.9倍，同時攜帶此基因型的患者其血漿白細胞計數(shù)、IL-6水平、血糖水平、紅細胞沉降率等均高于其他基因型，并與疾病預后和腦梗死面積呈正相關，這些均提示此等位基因可能與缺血性腦血管病發(fā)病及預后有關。

3 小 結

TNF作為重要的促炎性因子，其通過介導相關炎性反應及促進血小板活化在缺血性腦血管病發(fā)病機制中發(fā)揮著重要作用。其主要通過誘導ICAM-1、P-選擇素等黏附分子表達以及炎性細胞因子MHCⅡ的過度活化,并且通過花生四烯酸途徑引起血小板過度活化進而參與缺血性腦血管病的發(fā)生。而TNF-α及TNF-β基因多態(tài)性是導致缺血性腦血管病發(fā)生的重要遺傳因素。國內外多項研究數(shù)據(jù)表明TNF基因多態(tài)性可引起缺血性腦血管病患者血漿及腦脊液內TNF-α水平增高。因此，在缺血性腦血管病發(fā)病機制中，對TNF的研究至關重要。

[1]Um JY,An NH,Kim HM.TNF-alpha and TNF-beta gene polymorphisms in cerebral infarction[J].Mol Neurosci,2003,21(2):167-171.

[2]Li X,Huang Q,Ong CN,et al.Chrysin sensitizes tumor necrosis factor-alpha-induced apoptosis in human tumor cells via suppression of nuclear factor-kappa B[J].Cancer Lett,2010,293(1):109-116.

[3]Singh U,Kumar A,Sinha R,et al.Calreticulin transacetylase catalyzed modification of the TNF-alpha mediated pathway in the human peripheral cells by polyphenolic acetates[J].Chem Biol Interact，2010，185(3):263-270.

[4]Bokhari FA,Shakoori TA,Butt A，et al.TNF-alpha:a risk factor for ischemic stroke[J].J Ayub Med Coll Abbottabad,2014,26(2):111-114.

[5]Martínez-Sánchez P,Gutiérrez-Fernández M,Fuentes B,et al.Biochemical and inflammatory biomarkers in Ischemic stroke:translation study between humans and two experimental rat model[J].J Transl Med,2014,12:220-223.

[6]Wang Q,Tang XN,Yenari MA.The inflammatory response in stroke[J].J Neuroimmunol，2007，184(1/2):53-68.

[7]Park KM,Bowers WJ.Tumor necrosis factor-alpha mediated signaling in neuronal homeostasis and dysfunction[J].Cell Signal,2001,22(7):977-983.

[8]Pignatelli P,De Biase L,Lenti L,et al.Tumor necrosis factor-alpha as trigger of platelet activation in patients with heartfailure[J].Blood,2005,106(6):1992-1994.

[9]Nagahama M,Nomura S,Ozaki Y,et al.Platelet activation markers and solubleadhesion molecules in patients with systemic lupus erythematosus[J].Autoimmunity,2001,33(2):85-94.

[10]Cevik O,Adiquzel Z,Baykal Z,et al.The apoptotic actions of platelets in acute ischemic stroke[J].Mol Biol Rep,2013,40(12):6721-6727.

[11]de Sousa Parreira J,Kallaur AP,Lehmann MF,et al.Tumor necrosis factor beta NcoⅠ polymorphism (rs909253) is associated with inflammatory and metabolic markers in acute ischemic stroke[J].Metab Brain Dis,2015,30(1):159-167.

[12]Jongeneel CV,Beutler B.Genetic polymorphism in the human TNF region:correlation or causation?[J].J Inflamm，1995-1996，46(1):iii-vi.

[13]Munshi A,Rajeshwar K,Kaul S,et al.Association of tumor necrosis factor-α and matrix metalloproteinase-3 gene variants with stroke[J].Europe,2011,18(8):1053-1059.

[14]Wawrzynek A,Dobiala J,Wender M,et al.TNF-α gene G-308A polymorphism and the risk of ischemic stroke[J].Neurol Neurochiru,2014,48(6):387-390.

[15]Rubattu S,Speranza R,Ferrari M,et al.A role of TNF-alpha gene variant on juvenile ischemic stroke:a case-control study[J].Eur J Neurol,2005,12(12):989-993.

[16]Gupta V,Gupta A,Jafar T,et al.Association of TNF-α promoter gene G-308A polymorphism with metabolic syndrome,insulin resistance,serum TNF-α and leptin levels in Indian adult women[J].Cytokine,2012,57(1):32-36.

[17]Wang X,Cheng S,Brophy VH,et al.A meta-analysis of candidate gene polymorphisms and ischemic stroke in six study populations:association of lymphotoxin-alpha in non-hypertensive patients[J].Stroke,2009,40(3):683-695.

遼寧省自然科學基金資助項目(201102240)。

10.3969/j.issn.1672-9455.2015.22.060

A

1672-9455(2015)22-3435-03

2015-03-25

2015-08-15)

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