来源：国际脑血管病杂志,,28(05):-.
中国卒中疾病负担巨大，现已成为人群致残和致死的首要疾病之一。中国国家卒中数据调查显示，年至年中国居民首发卒中标化发病率年均增长8.3%[1]，年缺血性卒中和出血性卒中发病率分别为.75/10万和.34/10万[2]。年调查数据显示，城市卒中病死率为.48/10万，农村为.00/10万[3]。由上述数据可知，中国卒中具有高发病率和高致死率的特点，其中又以缺血性卒中为主。缺血性卒中治疗的关键在于及时恢复血流灌注，静脉溶栓和机械血栓切除术已成为目前的标准治疗方案。尽管如此，仍有较多在时间窗内恢复血流灌注的卒中患者转归欠佳，无效再灌注和出血性转化等现象并不少见[4]。
脑组织在缺血后会发生一系列复杂的缺血级联反应，包括炎症反应、兴奋性氨基酸毒性、氧化应激、Ca2＋超载、细胞凋亡、血脑屏障(blood-brainbarrier,BBB)破坏等[5]。其中，炎症损伤机制与BBB破坏、脑水肿、脑出血、细胞凋亡和坏死等密切相关[6]。因此，从病理生理学角度来看，单纯恢复脑血流灌注可能并不完善，还需要探究脑缺血后的神经保护治疗。缺血性脑损伤的严重性在很大程度上取决于缺血半暗带的炎症扩散程度[7]，解决脑缺血后炎症反应可能成为有效的神经保护措施。脂氧素A4(lipoxinA4,LXA4)是一种由脂氧合酶作用于花生四烯酸后形成的代谢产物，是一种内源性抗炎因子，具有炎症的"制动信号"之称。现就LXA4在脑缺血中的抗炎作用和机制做一综述。
1 脂氧素(lipoxins,LXs)概述
LXs是一种含有3个羟基和4个共轭键的二十烷类化合物，是Serhan等[8]于年发现的一类花生四烯酸代谢产物。根据羟基位置的不同以及分子结构的差异，LXs可分为LXA4、LXB4及二者经阿司匹林诱生的差相异构体LXA4(15-epimer-lipoxinA4,15-epi-LXA4)和差相异构体LXB4(15-epimer-lipoxinB4,15-epi-LXB4)，后两者被称为阿司匹林诱生型脂氧素(aspirin-triggeredlipoxins,ALTs)。
在人体中，花生四烯酸15脂氧合酶将花生四烯酸代谢为15-过氧碳四烯酸以及少量12-过氧碳三烯酸，后两者再经磷脂氢谷胱甘肽过氧化物酶催化进一步代谢为15-羟碳二烯酸和12-羟碳四烯酸，LXs则由15-过氧碳四烯酸经脂加氧酶5(lipoxygenase5,LOX5)催化生成[9,10]。LXs主要与脂氧素受体(FPR2/ALX)结合而发挥抑制炎症介质和炎症细胞趋化等多种效应[11]。在脑缺血方面，已有研究提示LXA4可能通过抑制炎症细胞活化、减少促炎因子释放和促进抗炎因子释放等机制减轻脑缺血损伤[12]。因此，LXA4有望成为对抗脑缺血损伤炎症反应的治疗靶点。
2 脑缺血后的炎症反应机制
脑缺血后的炎症反应十分复杂。缺血缺氧的神经细胞发生损伤、凋亡和坏死，释放活性氧、促炎性细胞因子和趋化因子等，随后血管内皮细胞激活，黏附分子表达上调[13]。活化的白细胞与血管内皮细胞黏附聚集，造成微循环功能障碍，同时释放活性氧、基质金属蛋白酶(matrixmetallopeptidase,MMPs)、促炎性细胞因子、诱导型一氧化氮合酶等损伤血管内皮细胞，破坏BBB[13]，导致脑水肿和脑出血。此外，与血管内皮黏附后的白细胞浸润至损伤脑组织，进一步释放上述损伤因子，加重神经细胞损伤和坏死。
3 LXA4在脑缺血中的抗炎作用
3.1 下调促炎性细胞因子，上调抗炎性细胞因子
脑缺血后各种炎症细胞被激活并释放大量抗炎或促炎性细胞因子[14]。小胶质细胞激活后可分化为抗炎性M2型小胶质细胞，产生白细胞介素(interleukin,IL)-10、转化生长因子-β等抗炎性细胞因子；而促炎性M1型小胶质细胞可产生肿瘤坏死因子-α(tumornecrosisfactor-α，TNF-α)、IL-1β等促炎性细胞因子[15]。此外，内皮细胞、星形胶质细胞和中性粒细胞等也可产生促炎性细胞因子[14]。LXA4主要通过以下途径调节炎性细胞因子。
3.1.1 抑制核因子-κB(nuclearfactor-κB,NF-κB)激活
NF-κB是一种重要的转录因子，参与包括TNF-α、IL-1β等在内的大部分炎症介质的转录。脑缺血时NF-κB被激活，其调控的促炎性细胞因子表达上调，加重脑组织损伤[16]。脑缺血大鼠侧脑室注射LXA4后可下调脑组织TNF-α和IL-1β表达，同时减轻神经功能缺损，缩小脑梗死体积，改善认知损害[17,18,19]。甲酯化脂氧素A4(LXA4methylester,LXA4-ME)是与LXA4具有同样生物学效应的类似物，脑缺血大鼠脑室内注射LXA4-ME同样能下调缺血脑组织TNF-α和IL-1β表达，发挥神经保护作用[20]，其机制可能与抑制NF-κB激活有关。体外研究提示，脂多糖可诱导BV2小胶质细胞和星形胶质细胞产生TNF-α、IL-1β以及前列腺素E2等促炎因子，而ALTs可以通过抑制NF-κB激活减轻上述细胞炎症反应[21,22]。
3.1.2 抑制丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activatedproteinkinases,MAPKs)磷酸化
MAPKs家族是重要的细胞信号传递分子，主要分为细胞外信号调节激酶1/2(extracellularsignal-regulatedkinase1/2,ERK1/2)、c-JunN末端激酶(c-JunN-terminalkinases,JNK)和p38等成员[23]。研究表明，MAPKs激活是缺血性脑损伤的重要机制之一[24]。脑缺血后，MAPKs可介导促炎性mRNAs的转录，通过药物抑制p38磷酸化可抑制TNF-α和IL-1β表达上调，从而起到神经保护作用[14]。LXA4可能通过抑制ERK和JNK磷酸化减少TNF-α及IL-1β表达，减轻大鼠创伤性脑损伤[25]。水通道蛋白4(aquaporin4,AQP4)基因敲除小鼠对脂多糖诱导的星形胶质细胞炎症反应明显减轻，TNF-α和IL-1β表达显著下调，提示AQP4具有促炎作用[26]。LXA4可能通过抑制p38磷酸化减少脂多糖诱导的星形胶质细胞表达AQP4，同时减少促炎性细胞因子分泌[27]。ALTs抑制脂多糖诱导的BV2小胶质细胞分泌促炎性细胞因子同样与抑制ERK和p38磷酸化有关[22]。值得一提的是，在不同体内和体外研究中，LXA4或其类似物针对不同MAPKs亚组的影响具有选择差异性[22,25,26]，可能与实验动物、实验细胞和实验方法的不同有关。
3.1.3 上调M2型小胶质细胞和下调M1型小胶质细胞
脑缺血后小胶质细胞激活，可以分为抗炎性M2型及促炎性M1型，分别产生抗炎性细胞因子和促炎性细胞因子。Wu等[15]通过脂多糖诱导小胶质细胞炎症反应，发现LXA4可下调M1型小胶质细胞及IL-1β、TNF-α表达，上调M2型小胶质细胞和IL-10表达。应用LXA4受体激动剂BML-处理脑缺血大鼠具有相同的效应，并能缩小脑梗死体积和改善神经功能[28]。不过，LXA4产生上述效应的机制尚不清楚。少部分研究提示LXA4可能作用于Notch信号通路[29]，这可能是改变M1型和M2型小胶质细胞平衡的途径[15]。Notch信号通路可能与巨噬细胞激活分化相关[30]，LXA4可影响Notch信号通路下游效应分子的基因和蛋白质表达水平，通过下调Notch1和Hes1的表达抑制M1型小胶质细胞的分化，通过上调Hes5的表达促进M2型小胶质细胞分化[15]。
除上述机制外，LXA4及其类似物还可抑制损伤脑组织的促炎性细胞因子mRNAs和蛋白表达[22,25]，抑制神经胶质细胞及中性粒细胞激活[20,31]，从而减少脑缺血组织促炎性细胞因子的释放。
3.2 抑制MMPs和减轻BBB损伤
BBB由血管内皮细胞、内皮细胞间紧密连接、周细胞、星形胶质细胞末梢和细胞外基质构成完整的基底膜，可控制血液与脑组织间的物质转运，使大脑内环境处于稳定状态[32]。MMPs是一类基质降解酶，脑缺血后高表达的MMPs通过降解内皮细胞间紧密连接及其他基质成分破坏BBB，进而促进炎症反应、脑水肿和脑出血[33]。小胶质细胞、巨噬细胞、中性粒细胞等炎性细胞激活、聚集和浸润也可直接或间接破坏BBB稳定性[32]。Wu等[34]研究发现，LXA4-ME可减少脑缺血大鼠MMP-9表达并改善BBB功能及脑水肿，减轻脑缺血损伤。在蛛网膜下腔出血[35]及脑出血[36]模型大鼠中同样发现LXA4和LXA4-ME具有这种效应。LXA4对MMP-9的影响可能涉及多种机制。一方面，LXA4可能抑制肝细胞生长因子诱导的HepG2细胞产生MMP-9[37]；另一方面，LXA4可增加金属蛋白酶组织抑制剂-1的生物合成[38]，后者在脑缺血时紧密非共价结合MMP-9而阻止其作用[39]。此外，LXA4抑制MMP-9可能还与NF-κB、p42/44和p38等信号通路相关[37]。
3.3 抑制髓过氧化物酶(myeloperoxidase,MPO)
MPO是血红素过氧化物酶家族成员之一，主要表达于中性粒细胞，可视为衡量中性粒细胞活性的指标，其循环水平与炎症及氧化应激关系密切[40]。脑缺血时MPO表达显著上调，而抑制中性粒细胞活化可减少MPO表达并减轻缺血性脑损伤[40]。通过4-氨基苯甲酸肼抑制MPO及MPO基因敲除均对脑缺血表现出保护作用[40,41,42]。LXA4及其激动剂BML-可减少脑缺血大鼠的MPO表达，减轻缺血性脑损伤[12,43]。此外，LXA4还可显著减少蛛网膜下腔出血大鼠的MPO表达水平[35]。不过，由于MPO与中性粒细胞关系密切，因此LXA4及其类似物对MPO的抑制究竟是直接作用还是通过抑制中性粒细胞介导的，仍需要进一步研究。
3.4 抑制中性粒细胞浸润和募集
脑缺血后，中性粒细胞被众多的炎症介质激活，其表面表达的黏附分子受体与内皮细胞黏附分子结合，促使中性粒细胞聚集、滚动和渗出，然后在趋化因子作用下向缺血损伤部位游走，通过造成微循环障碍以及分泌促炎性细胞因子、活性氧、MMPs加重缺血性脑损伤[14]。细胞间黏附分子1(intercellularadhesionmolecule1,ICAM-1)是一种细胞表面糖蛋白，常表达于内皮细胞。其可促进白细胞与内皮细胞间的黏附，有利于白细胞在血管内皮细胞的外渗和炎症反应过程中的浸润迁移。脑缺血大鼠ICAM-1和MPO表达增加，而BML-可抑制其表达，减轻大鼠缺血脑组织的中性粒细胞浸润和募集[43]。Ye等[20]发现LXA4-ME也可抑制中性粒细胞浸润，但该实验仅以MPO作为浸润指标。Smith等[44]则直接观察到内皮细胞与白细胞的相互作用，同时发现给予15-epi-LXA4可显著降低脑缺血小鼠白细胞－内皮相互作用，减轻脑组织损伤，并且发现LXA拮抗剂可消除上述作用。
3.5 抑制血小板－白细胞聚集体(platelet-leukocyteaggregates,NPAs)形成，减轻局部微血管炎症反应
血小板的炎症作用日益受到重视[45]。脑缺血时，血管内皮细胞表达细胞黏附分子，其中包括P-选择素，使血小板黏附于内皮细胞。血小板表达的CD及内皮细胞表达的P-选择素分别被中性粒细胞CD40和单核细胞P-选择素糖蛋白配体1识别，从而形成NPAs[46]。后者除进一步释放炎症介质外，还可通过在微血管内的聚集导致微循环障碍[47]。15-epi-LXA4可通过激活中性粒细胞FPR2/ALX抑制NPAs形成，减轻微血管反应，从而起到神经保护作用[48]。ALTs可通过调节NPAs减轻小鼠肺损伤[49]。
3.6 抑制LOX5核转位，减少白三烯释放
脑缺血后，脑组织内LOX5及其衍生的白三烯增加，后者具有强效促炎作用[50]。LOX5的亚细胞部位决定了白三烯的分泌量，其磷酸化可促进核转移并与5-脂氧合酶激活蛋白结合发挥酶活性，从而促进白三烯分泌[51]。Wu等[52]应用脑缺血模型大鼠研究发现，LXA4可通过抑制LOX5磷酸化来减少其核转位，进而抑制LTB4和白三烯C4表达上调，缩小梗死体积和减轻脑水肿，改善神经功能神经评分，但并未发现LOX5表达量的变化。相比之下，陈良等[53]则发现LXA4可抑制脑缺血再灌注大鼠LOX5和白三烯表达。上述2项研究存在差异的原因可能与脑组织蛋白提取部位不同有关。前者的提取部位为海马，后者则是提取全脑组织蛋白。值得一提的是，2项研究都发现LXA4的保护作用与抑制ERK1/2磷酸化有关。Kitagawa等[54]研究发现LOX5基因敲除对脑缺血并无保护作用。但该研究存在重大缺陷，其在第1天完成神经功能评分，却在脑缺血7d后完成梗死体积测定，这与其他实验在同一时间测定2项指标相悖。由于缺血后炎症扩散，梗死体积随时间推移不断扩大，从而有可能掩盖LOX5的保护作用。
3.7 抑制炎性小体
炎性小体是生物固有免疫的组成成分之一，核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3(nucleotide-bindingdomainleucine-richrepeatcontainingproteins3,NLRP3)是典型的炎性小体之一。研究发现，脑缺血时NLRP3炎性小体表达增加并参与缺血损伤，其机制可能涉及Toll样受体、NF-κB、含有半胱天冬酶募集结构域的凋亡相关斑点样蛋白等复杂通路，通过上调促炎性细胞因子、氧化应激产物及促进细胞凋亡等多种途径造成损伤[55]，但具体机制目前尚未完全明确。目前仅有少量研究发现LXA4对脑缺血后NLRP3有影响[56]，尚需更多研究进一步证实脑缺血再灌注时LXA4对NLRP3炎性小体的影响及机制。
3.8 抑制氧化应激损伤
脑缺血时，氧化应激损伤与炎症反应相互作用，活性氧的产生具有破坏BBB、促炎以及促进细胞凋亡和坏死等作用，抑制氧化应激可减轻缺血性脑损伤[57]。目前，LXA4在脑缺血氧化损伤中对核因子E2相关因子2(nuclearfactor-E2-relatedfactor2,Nrf2)的影响作用研究较多。作为一种内源性抗氧化调节因子，Nrf2在氧化应激时发生核转位并结合抗氧化反应元件，进而促进抗氧化基因广泛表达[57]。体内和体外研究均提示，LXA4可通过上调Nrf2及促进其核转移，上调血红素加氧酶-1、过氧化物酶、超氧化物歧化酶以及下调丙二醛和诱导型一氧化氮合酶表达，减轻神经组织及细胞损伤[21,58,59,60]。
4 针对LXA4减轻脑缺血后炎性损伤的可能干预措施
LXA4是一种内源性物质，但目前已经发现了一些LXA4类似物及其受体激动剂，这可能成为LXA4减轻脑缺血炎性损伤的潜在干预措施。LXA4-ME是LXA4的稳定类似物，具有减少促炎性细胞因子释放和减轻BBB损伤等作用[20,34,36]。在慢性脑缺血模型小鼠实验中发现，LXA4-ME可通过抑制ERK磷酸化及促进Nrf2核转位抑制海马神经细胞凋亡及减轻氧化应激损伤，改善慢性脑缺血所致认知损害[61]。ALTs也是能在脑缺血时发挥类似作用的LXA4类似物[21,22,46,49]。BML-是目前广泛用于研究的LXA4受体激动剂，能抑制脑缺血后中性粒细胞浸润和调控炎性细胞因子表达[28,43]。膜联蛋白A1N末端衍生肽(annexinA1N-terminalderivedpeptide,AnxA1Ac2-26)是LXA4的另一种受体激动剂，可减少粒细胞与内皮细胞的相互作用[44]，减少粒细胞浸润聚集，抑制NPAs形成，减轻微循环炎症反应[47]。
5 结语
LXA4是一种明确有效的内源性抗炎物质，能减轻脑缺血损伤后的炎症反应。LXA4可作用于脑缺血炎症损伤反应的多个过程，包括调控炎性细胞因子、保护BBB、抑制炎性粒细胞及小胶质细胞激活聚集、减轻局部微循环炎症反应、调控白三烯及炎性小体等炎性介质、调节炎症相关酶代谢、减轻氧化应激损伤等。此外，LXA4类似物及受体激动剂均有望成为治疗脑缺血的潜在药物。
然而，目前对LXA4在脑缺血炎症损伤中的保护作用仍有争论。例如，LXA4是否仅诱导LOX5的核转位抑或同时抑制其表达有待明确。抗炎因子LXA4本身部分可由LOX5催化生成，从而使抑制LOX5的利弊存在争议。此外，LXA4对脑缺血后炎症反应影响的具体细胞信号途径尚不完全明确，不同研究发现LXA4对MAPKs亚族的影响存在差异的原因有待进一步阐明。再者，LXA4对MPO的抑制是否涉及LXA4对中性粒细胞的影响尚不清楚。因此，今后的研究应该注意以下问题：(1)LOX5在催化生成致炎介质白三烯的同时也会生成抗炎介质LXA4，研究LXA4对LOX5的影响时需要考虑其双重作用，应特别注意LXA4对LOX5是否存在负反馈调节，以及LOX5催化白三烯及LXA4表达是否存在时相差异；(2)LXA4对炎症细胞信号通路的影响是复杂的，不免会受到氧化应激、凋亡等其他通路的干扰，应注意选取特异性标志物；(3)研究LXA4在脑缺血后炎症反应中对MPO的影响时，应考虑到LXA4对与MPO表达关系密切的中性粒细胞的影响，反之亦然；(4)除上述LXA4类似物及受体激动剂外，还需要发现更多的潜在治疗措施；(5)目前慢性脑缺血日益受到
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