作者：王丽芳，张鹏，韩冲，姚声涛，遵义医科大学附属医院神经外科；车益军，遵义市播州区人民医院神经外科

原发性脑出血(ICH) 指非外伤引起的脑实质内出血，是一种常见并且损伤大的脑血管疾病，具有发病率和死亡率高的特点，占全球卒中的15%，全世界每年约有280 万人死亡，存活患者在出院后常出现多处不可逆的功能损伤和后遗症。ICH 后继发性脑损伤(SBI)是其预后不良的主要原因，SBI 的机制很复杂，包括氧化应激、神经炎性反应和细胞毒性等，这些机制之间相互关联，共同导致脑水肿和脑损伤。

研究发现调节性细胞死亡(RCD)是造成SBI的主要因素，主要包括细胞凋亡、细胞坏死性凋亡、细胞焦亡等。小胶质细胞是神经系统的固有免疫细胞，ICH 后被激活，小胶质细胞激活后分为M1(促炎) 或M2 ( 抗炎) 两种表型， 并释放白细胞介素(IL)-1β 及肿瘤坏死因子α(TNF-α)促炎致损和白细胞介素10 ( IL-10) 及 胰岛素样生长因子(IGF1)抗炎修复。

在脑出血细胞模型中，细胞焦亡能够加重小胶质细胞的损伤程度，抑制细胞焦亡的发生能够促进脑出血后的功能恢复。本研究总结关于 ICH 诱导的神经细胞焦亡的相关机制，结合炎性反应损伤相关机制及患者临床表现，探讨减轻ICH 后继发性脑损伤中焦亡引起炎性反应损伤方式，以改善患者预后，提高患者生存质量。

1.　ICH 后细胞焦亡激活

1. 1　经典焦亡途径：ICH 后细胞焦亡是细胞程序性死亡的一种炎性反应形式，主要表现为细胞核固缩、染色质裂解、细胞膜渗透性肿胀、质膜破裂至细胞内容物释放的过程，此过程由典型含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶1(Caspase-1) 炎性小体复合体诱导；具体而言就是前体Caspase-1(pro-pascase-1)自催化裂解后介导前体白细胞介素-18(Pro-IL-18)和前体白细胞介素-1β(pro-IL-1β)的成熟和分泌，而活化的Caspase-1 切割Gasdermin D (GSDMD)释放N 端结构域生成 GSDMD- NT，GSDMD- NT 结构域片段被转运到膜上以构建稳定的环形孔，这个孔能够使炎性细胞内容物通过，从而触发细胞焦亡和过度炎性反应。

1. 2　非经典焦亡途径：非经典的焦亡途径不依赖于炎性小体( PRR) 来识别损伤相关的分子模式(DAMP)或病原体相关分子模式(PAMP)，它通过脂多糖( LPS) 与半胱天冬蛋白酶募集结构域(CARD)结合，直接激活半胱天冬酶原 11(人类中的半胱天冬酶原 4/5)，导致半胱天冬酶 11 的寡聚化和自蛋白水解。 

类似于Caspase-1，Caspase-11切割 GSDMD 的连接区域以分离 GSDMD-N 和 GSDMD-C，从而启动焦亡。人类的Caspase-4/5 和小鼠的Caspase-11 可以直接检测LPS，并作为LPS 的传感器和效应分子参与焦亡过程。非经典通路通过 NOD 样受体家族 pyrin 结构域含 3 (NLRP3) 与经典通路相连，激活caspase-1 切割前体 IL-1β/ IL-18，进而促进炎性反应。目前还没有研究表明ICH 引起的脑损伤机制是否通过非经典的焦亡途径，因此还需要进行进一步的研究，以寻找更多针对ICH 治疗的靶点。

2.　ICH 后小胶质焦亡相关调节通路及影响因素

2. 1　NLRP3 相关焦亡调节及治疗：在ICH 模型中，激活含有NLRP3 炎性小体和caspase-1/ GSDMD 的细胞焦亡通路被认为是导致神经功能缺损的最常见原因；有项研究表明，MCC950 抑制NLRP3 炎性小体可以抑制Caspase-1 和IL-1β 的表达，从而抑制小胶质细胞的焦亡，减轻脑出血大鼠脑组织水肿和ICH 术后神经功能缺损。

另外，通过缺氧预处理嗅黏膜间充质干细胞可以抑制ICH 后血肿周围NLRP3/caspase-1/ GSDMD 和IL-1β 等小胶质细胞焦亡相关蛋白， 减轻ICH 后细胞焦亡和炎性反应损伤。以前的研究表明，脑出血后骨髓间充质干细胞(BMSC)的外泌体miR-23b 被下调；Hu 等通过尾静脉注射BMSC 衍生的外泌体miR-23b 的ICH 大鼠模型，证实外泌体miR-23b 可以降低张力蛋白同源物(PTEN)与NLRP3 的结合，抑制NLRP3 炎性小体的激活，通过调节转录因子蛋白2(Nrf2)信号通路发挥抗氧化作用并抑制ICH 后的细胞焦亡。

2. 2　NLRP1 介导的焦亡调节过程及影响因素：C-C趋化因子受体5(CCR5)是一种趋化因子受体，它能够将白细胞募集到损伤区域，介导炎性反应。CCR5在小胶质细胞、星形胶质细胞、单核细胞和神经元等多种细胞类型上表达，并通过C-C 趋化因子配体5(CCL5)的激活来发挥作用。

研究发现，在ICH 后24 h CCL5 被激活，特异性激活剂rCCL5 可以抑制脑中PKA-Cα 和p-CREB 的表达，并上调NLRP1、C-Caspase-1、N-GSDMD、IL-1β 和IL-18 的表达，这是通过PKA-Cα/ p-CREB/ NLRP1/ caspase-1/GSDMD 途径诱导ICH 后细胞焦亡和炎性反应损伤。另外，严重的外周炎性反应可以增加CCL5/CCR5 轴的激活，可能通过JAK2/ STAT3 信号通路加剧ICH 后血脑屏障破坏和神经行为功能障碍。

在实验性小鼠ICH 模型中，MC4 受体的激活可以通过MC4 激活介导的ASK1/ JNK/ p38MAPK 信号通路抑制NLRP1 依赖性的神经元焦亡，并改善神经功能； 另外有研究发现， 激肽释放酶相关肽酶8(KLK8)的过表达加剧了ICH 过程，并参与小胶质细胞的活化。KLK8 可能通过激活C-C 基序趋化因子配体14(CCL14) 来激活下游的CCR5/ PKA/CREB 通路，参与焦亡过程。

此外，敲除嘌呤能神经传递受体(P2X4)可以降低ICH 模型小鼠血液和组织中的炎性因子水平，如TNF-α、IL-6 和IL-1β，并下调NLRP1、ASC 和pro-Caspase-1 的表达。因此，P2X4 的抑制可能通过阻断NLRP1/ Caspase-1 通路来发挥神经保护作用。

2. 3　NLRC4 相关的焦亡调控过程：NLRC4 炎性小体是核苷酸结合和寡聚化结构域样受体(NLR)家族的成员，它通过促进Caspase-1、IL-1β 和IL-18 的成熟和释放来加重炎性反应。在ICH 后，内源性NLRC4 炎性小体的表达逐渐增加，从ICH 后3 h 开始升高，24 h 达到峰值。研究发现，当siRNA 敲低NLRC4 的蛋白水平时，C-Caspase-1 的表达也随之降低。另外，当使用阿瑞匹坦治疗后，NLRC4、Cleaved-caspase-1、GSDMD、IL-1β 和IL-18 的表达也降低。然而，在ICH 后，NK1R 或PKCδ 的激活可以逆转上述现象。这表明阿瑞匹坦通过抑制ICH 后的NK1R/ PKCδ 信号通路来抑制NLRC4 介导的神经元焦亡，从而发挥神经保护作用。

3.　其他焦亡调控途径及药物治疗对焦亡的影响

催产素(OXT)是一种小分子神经肽，具有抗炎和抗氧化作用。在ICH 后，内源性OXT 水平下降，催产素受体(OXTR)的表达水平升高。Yang 等的研究发现，OXT 可以降低ICH 后细胞焦亡以及促炎因子NLRP3、ASC、GSDMD、Caspase-1、IL-18 和IL-1β 的表达，同时增加磷酸化蛋白激酶A(p-PKA)和线粒体动力相关蛋白1(p-DRP1)的水平。这些改变可以被OXT 抑制剂或PKA 抑制剂所逆转，这表明OXT 可能改善ICH 后细胞焦亡和炎性反应损伤，为临床治疗提供了新的思路。

最近的研究发现，Raf 蛋白激酶抑制剂(RKIP)可以抑制巨噬细胞中炎性小体的组装。在最新的一项研究中，发现ICH 患者的脑脊液(CSF)以及实验ICH 小鼠模型中血肿周围脑组织中RKIP 的表达水平下降，而RKIP 的激活增加可以促进ICH 后24 h内的血肿吸收，并减少孔膜形成。此外，RKIP 的激活还可以降低焦亡相关分子NLRP3、caspase-1、GSDMD-N 以及成熟IL-1β 的水平。研究还证实，RKIP的激活可以通过ASC/ Caspase-1/ GSDMD 途径发挥作用，从而在一定程度上减轻ICH 后神经元细胞的焦亡和炎性反应损伤。因此，RKIP 可能成为治疗ICH 后脑损伤、减轻焦亡的治疗靶点。

已经发现AC-YVAD-CMK 是Caspase-1 的一种选择性抑制剂， 并且具有神经保护作用。Yang等研究发现，AC-YVAD-CMK 可以减少Caspase-1的活化，从而抑制IL-1β 的产生和成熟，但对NLRP3没有影响。另外，给予C-YVAD-CMK 治疗可以降低血肿周围M1 型小胶质细胞的活化，并增加M2 型小胶质细胞的数量。这些作用在一定程度上改善了ICH 后的神经功能。脑细胞主要通过酶途径产生H2S。

胱硫醚-β-合成酶(CBS)是中枢神经系统(CNS)中主要的H2S合成酶，而H2S 的产生主要发生在小胶质细胞中，Zhao 等研究报道了在ICH 后，血肿周围脑组织中H2S 的水平下调。他们还观察到CBS 与同侧纹状体中的小胶质细胞共定位，并发现H2S 可以通过抑制大鼠ICH 后的P2X7 受体来减弱NLRP3 炎性反应介导的神经炎性反应和神经元焦亡。已经发现没食子儿茶素没食子酸脂(EGCG)在其他系统性疾病中通过调节对焦亡的抗炎反应来保护细胞。

研究表明在ICH 后，EGCG 预处理有助于促进小胶质细胞从M1 表型向M2 表型的极化，并抑制炎性细胞因子(如IL-18、IL-1β 和TNF-a)的释放。此外，EGCG 还可以抑制焦亡分子(如Caspase-1、GSDMD 和NLRP3)的释放，从而减轻ICH 后神经炎性反应和细胞焦亡引起的脑损伤。内质网(ER)是一个细胞器，具有蛋白质折叠、脂质生物合成和维持细胞内钙稳态等功能。当内质网无法正确折叠蛋白质时，被称为内质网应激。

脑出血会破坏细胞代谢，并且已被证实可以激活一系列应激反应，其中包括内质网应激，内质网应激的严重程度决定了细胞死亡是通过Caspase 依赖性途径还是caspase 非依赖性途径发生。Chen等研究发现牛磺熊去氧胆酸(TUDCA)可以抑制ICH 后的内质网应激，从而减轻细胞焦亡，该作用主要是通过降低ICH 后IL-13 的表达来发挥神经保护作用，这也表明IL-13 可能成为ICH 治疗的新靶点。

神经元Per-Arnt-Sim 结构域蛋白4(NPAS4)是神经系统中高度表达的转录因子，Jian 等研究发现，在ICH 后的人和小鼠血肿周围脑组织中，NPAS4的表达增加，峰值出现在24 h，同时抑制NPAS4 可明显降低Caspase-1/ TUNEl 双阳性细胞水平，降低裂解的Caspase-1、裂解的Caspase-11 和GSDMD-N水平，而过表达NPAS4 可逆转小鼠ICH 后的上述情况。此外，NLR 家族Pyrin-domain-containing 6(NLRP6)是nod 样受体家族的新成员，通过激活Caspase-1 和Caspase-11 加重ICH 后的细胞焦亡。NPAS4 可以与Nlrp6 启动子区域(-400--391 bp 和-33--24 bp)相互作用，并激活Nlrp6 的转录，进一步加重细胞焦亡。

综上，NPAS4 在小鼠脑出血急性期加剧细胞焦亡并转录激活NLRP6。据报道，Dectin-1 是一种模式识别受体(PRR)，属于C 型凝集素受体(CLRs)家族，在包括小胶质细胞/ 巨噬细胞在内的活化髓鞘细胞中高度表达。ICH 后，Dectin-1 的表达增加，主要在小胶质细胞上表达。抑制Dectin-1 会降低焦亡相关蛋白GSDMDN和炎性细胞因子(如IL-1β 和IL-18)的表达。通过阻断Dectin-1，可以抑制NLRP3 炎性小体的激活，从而减弱NLRP3 炎性小体介导的体内和体外焦亡反应，减轻神经炎性反应损伤。

4.　一些中药对ICH 后细胞焦亡的影响

穿心莲内酯(Andro) 是穿心莲的主要活性成分，药代动力学分析显示，Andro 能够通过血脑屏障进入大脑。研究人员Li 等发现，在ICH 后NF-κB 信号通路和NLRP3 炎性小体被激活，导致严重的炎性反应损伤；而Andro 治疗能够显著抑制小胶质细胞的活化，抑制NLRP3 炎性小体的组装，并降低TNF-α、IL-6、IL-1β 等炎性因子的释放，减轻ICH 后小胶质细胞的焦亡。Andro 在国内已广泛应用，并有望成为改善ICH 后SBI 的潜在候选药物。

安宫牛黄丸(ANP)是一种经过多年临床应用的中药方剂用于治疗脑出血，研究人员Zhou 等通过网络药理学、基因分析和动物实验验证，发现ANP 可能主要通过抑制细胞焦亡和炎性反应来对抗脑出血；IL-6、JUN、MMP9 和IL-1β 被认为是主要的靶点；研究发现，ANP 处理显著降低了TUNEL 阳性细胞的数量，并抑制了Iba-1 阳性神经元的活化，同时抑制了炎性因子和细胞焦亡指标的表达；此外，ANP 还提高了脑出血小鼠的认知水平和运动能力。熊果酸是一种存在于多种植物中的五环三萜，被广泛用于治疗多种疾病。

研究发现，熊果酸可以抑制炎性反应；Lei 等通过生物信息学方法推测，熊果酸可能通过多种途径来抑制脑出血后的神经炎性反应，他们发现熊果酸可以抑制ICH 后小胶质细胞的M1 极化，显著降低p-NF-κB、GSDMD-N、cleaved caspase-1、TNF-α、IL-6 和IL-1β 的水平，熊果酸通过NF-κB/ NLRP3/ GSDMD 通路来抑制小胶质细胞的细胞焦亡，从而减轻脑出血后的神经炎性反应。

5.　局限性

实验研究关于脑出血后细胞焦亡的研究相对于临床研究来说较为有限，实验无法完全复制临床发病过程，并且种属之间的差异可能对实验结果产生干扰。此外，由于SBI 后继发性脑损伤是多种因素共同作用的结果，同时存在多种生理和病理改变，即使焦亡在其中起到一定作用，也会受到其他生理或病理改变的影响。目前对于SBI 后焦亡的调节作用机制及治疗的研究还相对有限。未来的研究更应该倾向于探索多途径、多种因子以及多种机制协调作用下的焦亡机制。

来源：王丽芳，张鹏，韩冲，等.小胶质细胞焦亡在脑出血后炎性反应损伤中的研究进展[J].吉林医学，2025，46(11)：2802-2806.