作者：段云霞，吴迪，何小夺，丁玉川，首都医科大学宣武医院中美神经科学研究所
预适应和耐受现象是经典的生物自我保护方式，即非致死性损伤能够显著降低随后致死性损伤的程度。近期研究报道，非致死性损伤（局部脑缺血）可以引起神经元内多重反应，向星形胶质细胞释放求救的“help-me”信号，此后周围的星形胶质细胞将自身的线粒体转移给受损神经元，维持神经元存活。
进一步研究提示，神经元受损之后可以向神经血管单元发出“help-me”信号，通过促进神经干细胞增殖、小胶质细胞极化表型转变、内皮细胞增生等方式，保护受损神经元，发挥神经保护作用。超过急性缺血性卒中的治疗时间窗，缺血区神经元将出现不可逆性损伤。随着缺血、缺氧时间的延长、程度的加重，“help-me”信号将降低或消失。不同模型、不同刺激因子下，神经元损伤后的“help-me”信号不同。如果能够找到内源性“help-me”信号并作为干预新靶点，将为卒中后神经保护提供更多新思路和方法。笔者就神经元损伤后，特别是脑缺血损伤后，内源性“help-me”信号的最新研究综述如下。
1.细胞因子类“help-me”信号
1.1白细胞介素4（IL-4）
最初的研究结果表明，IL-4基因敲除动物在局部脑缺血后，梗死体积显著增加，神经功能缺损严重，而给予外源性IL-4可以显著降低梗死体积［（33.4±3.3）%比（50.6±1.9）%，P＜0.01］，神经功能明显改善［Longa评分：（1.78±0.22）分比（2.80±0.20）分，P＜0.05］。进一步研究显示，短暂缺血后半暗带区的神经元产生IL-4，促进小胶质细胞从M1表型（促进炎性反应）转变成M2表型（抑制炎性反应），降低神经元的凋亡，最终实现神经保护作用。
另一项研究结果同样表明，IL-4基因敲除小鼠，在局部脑缺血后神经功能缺损加重，而局部给予IL-4可以促进小鼠局部脑缺血模型的长期神经功能恢复，IL-4调节小胶质细胞向M2表型转变是重要原因。神经元、星形胶质细胞、小胶质细胞进行氧糖剥夺后发现，仅神经元培养基中IL-4水平显著升高，进一步提示IL-4来自于受损的神经元。因此，在体和离体实验均证实，神经元受损后可以分泌IL-4，通过调节局部微环境，促进神经元存活，显示IL-4是一种“help-me”信号。IL-4通过调节其他细胞因子表达、抑制炎性反应、调节小胶质细胞/巨噬细胞表型、调节血管新生，在局部脑缺血后发挥神经保护作用。
1.2IL-34
IL-34是一种主要由神经元生成的细胞因子。研究结果显示，IL-34可以促进小胶质细胞的发育和存活，IL-34敲除后仅影响小胶质细胞，而不会影响单核巨噬细胞、树突状细胞等。Wang等研究结果显示，IL-34敲除小鼠的小胶质细胞功能显著降低，进而造成中枢神经元抵抗病毒的能力显著降低。神经元受损后可以分泌IL-34，然后激活小胶质细胞增殖，增强其吞噬β-淀粉样蛋白（Amyloid-β，Aβ），提示IL-34也是一种重要的“help-me”信号。
体外研究进一步发现，在神经元-小胶质细胞共培养体系中，加入IL-34可以降低Aβ的神经毒性。在体研究结果表明，给予阿尔兹海默病转基因小鼠模型IL-34后，Aβ浓度显著降低（与对照组比较，IL-34治疗组的Aβ沉淀降为80%，P＜0.05），认知水平明显改善（小鼠面对恐惧诱导情境做出预反应的比率自40%上升至70%，P＜0.05）。但是，IL-34在局部脑缺血后的表达及功能笔者尚未见报道。
1.3趋化因子配体（C-Cmotif chemokine ligand 2，CCL2）/CCL2受体（CCL2receptor，CCR2）
CCL2是家族中的单核趋化蛋白与CCR2结合传导信号，是单核细胞、记忆T细胞和自然杀伤细胞的有效化学诱导物。CCL2和CCR2在大脑中的表达部位相似，在皮质、纹状体和苍白球等神经元中均有表达，在星形胶质细胞、内皮细胞和小胶质细胞中具有不同程度的表达。CCL2具有调节神经元和神经递质分泌的作用，CCR2则参与免疫信号的传导。在缺血性卒中患者和动物模型中均可检测到CCL2表达的增加。
与野生型小鼠相比，CCL2缺陷小鼠的局灶性脑缺血导致梗死面积减小，神经功能改善，白细胞浸润受限，炎性反应减轻，CCL2缺陷型动物的中性粒细胞和大噬菌体浸润减少。Dimitrijevic等敲除CCR2后发现，小鼠局部缺血-再灌注损伤减轻，脑部的细胞因子、中性粒细胞和单核细胞水平减少。但体外研究结果表明，CCL2对氧糖剥夺和
对与星形胶质细胞共培养的神经元，CCL2通过抑制细胞外谷氨酸和N-甲基-D天冬氨酸受体1表达增加而对N-甲基-D天冬氨酸或Tat神经毒性具有保护作用。CCL为血管形成的关键因子，可直接作为血管生成因子参与血管形成，并且已在多项体内和体外研究中得到证实。CCL2增加膜型1-基质金属蛋白酶的表达、聚集和活性，并促进人内皮细胞中血管形成，抑制膜型1-基质金属蛋白酶的表达则抵消了CCL2促血管形成的作用。
1.4血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factors，VEGF）
VEGF是一种高度特异性的促血管内皮细胞生长因子，是机体血管发育、动态平衡和病理变化中重要的营养因子之一。在VEGF的多个亚型中，VEGF-A（通常称VEGF）及其受体VEGF-2是最活跃的因子。卒中发生几小时后，VEGF在缺血半暗带的表达迅速上升，在24h达到峰值，之后维持在较低的升高水平。从细胞分布看，卒中数小时内VEGF大量表达于神经元，24～48h后，在星形胶质细胞检测到VEGF表达。VEGF的受体在卒中发生后，与VEGF发生着相似的变化。
VEGF可以通过增加内皮细胞的增殖和迁移来促进恢复血管生成，减少损伤后延迟阶段的神经缺陷。在局部缺血48h后，侧脑室注射VEGF165，可显著改善半暗带的微血管灌注和血管生成，促进神经功能恢复，并且呈剂量依赖性地增加微血管密度。体外研究证实，VEGF可减轻兴奋毒性和氧糖剥夺诱导的神经元损伤。此外，体外研究表明，VEGF可以有效促进神经元新生；体内研究证实，VEGF可促进内皮细胞和胶质细胞新生。在小鼠脑缺血模型中，过度表达VEGF，神经发生在脑室室管膜下区显著增加，成神经细胞向半暗带扩散，并且在脑缺血后7～28d持续有新生神经元出现。
其他细胞因子类“help-me”信号还包括趋化因子CX3C蛋白、IL-10等。上述细胞因子类“helpme”信号主要通过调节小胶质细胞表型的变化，降低神经元损伤，维持血管神经单元完整性，最终达到神经保护的作用。
2.脂蛋白类“help-me”信号
载脂蛋白2（lipocalin-2，LCN2）属于脂质运载蛋白超家族的一个小分泌蛋白，与相应膜受体结合后可捕获铁离子转运至细胞内。LCN2在多个脏器缺血-再灌注损伤后，在梗死区和周围组织中表达均增加。越来越多的临床研究结果表明，LCN2在多种中枢神经系统疾病，如
Xing等研究结果显示，LCN2是由缺血性神经元分泌，并不是胶质细胞。而且，在体外细胞培养研究中发现，在氧糖剥夺后神经元条件培养基中LCN2释放增加，但在小胶质细胞或星形胶质细胞培养物中未检测到。因此，LCN2可能作为局部脑缺血后受损神经元发出的“help-me”信号，激活受损细胞周围的小胶质细胞活化，增加IL-10的分泌，增强其吞噬能力，并上调突触泡蛋白和突触后蛋白95；激活星形胶质细胞，增加多种神经营养因子的分泌，抵抗氧糖剥夺诱导的神经元损伤。但是，Jin等的一项研究结果表明，星形胶质细胞表达LCN2和LCN2缺陷减轻了小鼠瞬态模型的神经炎性反应和血-脑屏障渗透，降低脑缺血-再灌注损伤，与Xing等研究结果不一致，可能与动物种属和使用模型有关，因为小鼠基因不同于大鼠和人类同源物。因此，精确理解LCN2在“helpme”信号传导中介导损伤和修复之间的平衡，对于寻找卒中恢复治疗方法非常有帮助。
3.线粒体“help-me”信号
线粒体是细胞内重要的细胞器之一，线粒体内的电子传递链消耗氧气并产生ATP，是机体的能量核心，因此线粒体在生理和病理状态下对维持细胞稳态具有重要作用。线粒体功能障碍是缺血性卒中早期的病理特征之一，可产生大量氧自由基并迅速耗竭ATP。作为人体中最耗能的器官之一，中枢神经系统高度依赖线粒体以维持体内平衡。对神经元而言，线粒体不仅为氧化代谢和ATP生成提供了基础，而且还通过抗氧化酶和凋亡介质积极调节生存与凋亡之间的信号平衡。线粒体成为“help-me”信号，进一步提供了神经元损伤后自我保护的证据。
Hayakawa等研究结果表明，在小鼠脑缺血后，星形胶质细胞可以向受损神经元传递功能性线粒体，帮助神经元抵抗损伤和完成修复，在神经细胞氧糖剥夺实验中进一步确认，钙依赖性CD38信号传导上调，星形胶质细胞向受损神经元提供线粒体支持的关键分子。
Babenko等发现，共培养间充质干细胞和神经元，可以观察到线粒体由间充质干细胞逆向转运至神经元，对脑缺血大鼠静脉注射间充质干细胞和神经元共培养体系，可以有效减轻大鼠的脑梗死体积。以上研究结果表明，神经元损伤后发出“help-me”信号，星形胶质细胞等将线粒体转移至相邻的神经元中，帮助受损神经元度过缺血急性期，“help-me”信号（线粒体膜电位）高低可能与患者预后密切相关，提示以线粒体为靶点的“help-me”信号，可能为缺血性卒中治疗提供新的研究方向。
4.“help-me”信号的应用前景
确定“help-me”信号，明确了神经元损伤后的动态变化过程，在损伤早期，神经元通过各种求助方式确保最低的存活要求；损伤超出神经元能够承受限度后，“help-me”信号可能已经消失或成为不具有作用的靶点。因此，“help-me”信号可能是早期神经元损伤后逆转神经元死亡或凋亡的关键分子。其次，缺血性卒中患者的“help-me”信号应源自半暗带组织，此时局部脑组织损伤，“help-me”信号可能通过受损的血-脑屏障，在血液中表达升高。最后，针对取栓后神经功能并未完全保护的现状，尽管最新指南将缺血性卒中的治疗时间窗延长至24h，但静脉溶栓或机械取栓治疗均仍有严格的限制条件，其中影像学评估的半暗带组织是超出初始时间窗（6h）取栓治疗的重要依据。
有研究结果表明，即使采用目前国内外指南所推荐的最佳治疗方案，大动脉闭塞所致的急性缺血性卒中患者中，经血管再通治疗后仍有近40%患者预后不良（90d改良Rankin量表评分≥3分）。因此，在取栓广泛开展的时代，在有效再灌注基础上的脑保护治疗可能降低神经系统损伤，显著改善患者预后。有效的再通和神经保护是上述研究中保证受损神经元存活并产生“help-me”信号的基本条件。最早于Nature Medicine提出的“新的缺血半暗带”概念指出，新的半暗带是受损后可能促进脑组织修复的脑组织。因此，我们推测，急性缺血性卒中后，有效血管再通基础上联合神经保护治疗，可能保护新的半暗带组织，增加受损神经元更多释放“help-me”信号，最终达到增强神经保护作用的目标。
来源：段云霞,吴迪,何小夺,丁玉川.脑缺血损伤后神经元发出“help-me”信号的研究进展[J].中国脑血管病杂志,2019(09):495-499.
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