Thepresentarticleprovidesanoverviewofblood-inducedbraininjuryafterICHandemphasizestheneedtoconductfurtherstudies,elucidatingthemechanismsofhematomaresolutionafterICH.脑出血导致原发性和继发性脑损伤。原发性脑损伤主要归因于血肿的占位效应，而渗出的血液成分诱导炎症和氧化应激通路，导致继发性脑损伤。由于出血和再出血，血肿具有高度动态的性质，破坏周围的大脑结构，导致早期神经功能障碍。继发性脑损伤在原发性脑损伤后的一段时间（从数小时到数天）内发展，它包括脑内细胞和分子的一系列变化，这些变化导致脑组织的进一步破坏。虽然继发性脑损伤往往导致严重的神经功能缺损甚至死亡，但对脑出血后继发性损伤的机制缺乏详细的了解。此外，一些有希望的临床试验未能证明脑出血后对患者的益处。沿着这些思路，针对脑出血引起的原发性脑损伤的最佳治疗方法迄今为止在临床试验中尚未产生决定性的益处。因此，有必要对脑出血继发性脑损伤的机制进行研究，寻找新的治疗靶点。重要的是，尽管没有血肿扩大的迹象，许多患者的病情仍在恶化。导致脑出血后继发性脑损伤的关键因素是已知的激活细胞毒性、兴奋毒性、氧化和炎症途径的血液成分—凝血酶、血红蛋白、血红素和铁。凝血酶与脑出血凝血酶是一种胰蛋白酶样的变构丝氨酸蛋白酶，对凝血至关重要，它在血小板、中性粒细胞、单核细胞和淋巴细胞的质膜上产生，由其非活性前体凝血酶原在血液凝固级联反应激活后被裂解形成。脑出血激活凝血级联反应，进而导致大量凝血酶的释放和脑内积聚。凝血酶调节许多细胞内信号通路，如脑内MAPK和PI3K信号，在胶质细胞活化、神经元存活和神经发生中发挥作用。重要的是，在啮齿动物脑内输注凝血酶导致促炎细胞因子上调、血脑屏障破坏、神经毒性、DNA片段化、激活Src激酶、调节NMDA受体功能、增强MMP-9表达、增加脑水肿，神经功能缺损，显示出凝血酶的神经毒性特点。凝血酶在诱导水通道（如AQP-4和AQP-9）中也起着关键作用，这些水通道有助于ICH后脑水肿的进展。凝血酶抑制剂水蛭素减轻大鼠血源性脑水肿。此外，脑内注入凝血酶可导致大鼠局灶性运动性癫痫发作。值得注意的是，凝血酶诱导的脑损伤主要通过GPCR、PAR发生。PAR-1存在于神经元、少突胶质细胞和胶质细胞中，PAR的激活增强NMDA受体反应，并调节胶质细胞对脑损伤的反应。由于凝血酶能够激活胶质细胞，因此它也被认为是一种促炎剂。在小胶质细胞中p38MAPK，c-JunN-末端激酶（JNK）和NLRP3炎性小体被凝血酶激活，凝血酶诱导的小胶质细胞活化涉及PAR-1和PAR-4。此外，凝血酶在纳摩尔到微摩尔的浓度下诱导直接神经毒性。为此，10nM-10μM凝血酶诱导神经元死亡。相反，10pM–10nM凝血酶保护海马神经元免受各种细胞损伤。据报道，低剂量凝血酶预处理可减轻脑出血后的脑水肿，这与低浓度凝血酶的神经保护作用一致。凝血酶也可促进脑出血后的神经发生。然而，凝血酶在神经保护、神经发生和脑恢复中的确切功能作用尚待确定。血红蛋白和脑出血由于脑出血后红细胞溶解，Hb被释放到细胞外空间。一个血红蛋白分子包含四个血红素基团和一个球蛋白，每个血红素基团由一个中心含亚铁的卟啉环组成。释放后，血红蛋白亚单位中的铁从二价氧化为三价。这会破坏血红蛋白分子的稳定性，引发一系列炎症反应，导致血脑屏障破坏、血肿周围水肿、神经元死亡和脑出血后继发性脑损伤。脑组织中游离Hb被认为会加剧氧化性和炎症性脑损伤。为此，脑内输注Hb导致脑含水量增加。此外，作为血液的主要成分之一，Hb在脑出血诱导的神经元损伤中起着重要作用。因此，脑出血后及时清除Hb至关重要。负责清除血红蛋白的内源性受体之一是CD。富含半胱氨酸的清道夫受体CD结合并促进与血浆糖蛋白结合珠蛋白Haptoglobin结合的Hb的内吞和随后的清除。Hb-Hp复合物的形成也保护血红蛋白免受氧化修饰。沿着这些路线，在Hb-Hp复合体中，铁被隔离在血红蛋白的疏水口袋中，阻止其氧化和细胞毒性活动。在生理条件下脑内Hp水平较低，但脑出血后表达增加，脑损伤后也可通过循环进入脑内。值得注意的是，Hp的过度表达减轻了实验性脑出血后的脑损伤。此外，由于毒性Hb的快速分离，M/MCD天然高水平的患者可能有更快的血肿再吸收率和/或更少的神经炎症。此外，脑出血脑内CD的表达随着时间的推移而增加。在人死后大脑和猪脑出血模型中，血肿周围活化的M/M表达CD，提示小胶质细胞/巨噬细胞在脑出血后具有清除血红蛋白中的作用。综上，Hb-Hp-CD是Hb清除的主要途径，进而发挥神经保护作用。在临床前模型中，Hb毒性降低减轻了脑损伤，改善了ICH的功能结局。然而最近的研究表明CD的不同作用。沿着这个思路，CD在脑出血后急性期具有神经毒性作用，而在亚急性期具有神经保护作用，值得进一步研究。除小胶质细胞或巨噬细胞外，脑出血后神经元中CD也迅速上调。沿着这些路线，脑室内出血后释放的Hb通过CD被神经元摄取，导致细胞铁含量增加，引起神经元死亡。此外，CD已被证明与细胞表面分离，形成可溶性形式，在脑出血患者血浆中循环。急性血清可溶性CD（sCD）水平与血肿体积扩大和血肿周围水肿显著相关。研究表明，sCD还结合Hb-Hp复合物，并在Hb清除中发挥作用。然而，需要进行功能学研究来确定sCD在脑出血病理生理学中的确切作用。氯高铁血红素与脑出血Hemin是Hb的降解产物，通过激活小胶质细胞在脑出血相关的炎症性脑损伤中发挥重要作用。因此，TLR4是脑出血后Heme介导的炎症性脑损伤的关键调节因子，啮齿动物输注hemin导致脑内IL-1β水平升高和脑水肿。此外，heme激活TLR-2、cofilin和NLRP3信号，引起脑出血后炎症性脑损伤。hemin与过氧化物反应产生高活性自由基，是一种促氧化剂。此外，由于具有亲脂性，hemin会嵌入细胞质膜，导致脂质过氧化和膜功能障碍。值得注意的是，hemin对神经元、静息神经胶质细胞和微血管细胞有毒性并导致细胞死亡。然而据报道，与静息小胶质细胞相比，活化的小胶质细胞对hemin介导的细胞死亡不太敏感。游离heme还可诱导粘附分子表达，引起血管通透性和白细胞浸润。此外，hemin抑制脑线粒体mitoBKCa钙离子调节的钾通道，导致神经毒性。总之，hemin在脑出血后继发性神经元损伤中起关键作用，hemin介导的神经毒性部分是由于hemin分解代谢释放的铁。因此及时清除hemin对脑出血后的脑恢复和修复至关重要。为此，负责隔离和随后降解hemin的细胞主要是胶质细胞。一种60kda的血清糖蛋白血红素结合蛋白hemopexin，通过星形胶质细胞和神经元表达的LDL受体相关蛋白（LRP）将hemin摄取到脑细胞中。然而，脑出血后hemin浓度超过血清中hemopexin水平，导致hemin在细胞外隙积聚引起神经毒性。除hemopexin外，heme载体蛋白1（HCP1）也促进了星形胶质细胞对hemin的内吞。同工酶HO-1和HO-2主要负责细胞内heme降解。HO-1由HMOX-1基因编码，是一种可诱导的32kda蛋白，可被heme、NO、重金属、生长因子、细胞因子和修饰的脂质等刺激物上调。HO-1催化heme降解为等摩尔量的铁、胆绿素biliverdin和CO，在炎症、氧化应激、细胞凋亡、细胞增殖、纤维化和血管生成中起关键作用。尽管从heme分解代谢而来的铁会引起氧化性脑损伤，但HO-1的诱导通常伴随着铁蛋白ferritin的上调，铁蛋白是一种可以隔离铁的保护酶。然而脑出血后铁蛋白上调可能不足以处理释放的铁，导致神经毒性。胆绿素释放后，通过胆绿素还原酶的作用转化为胆红素bilirubin。此外，胆红素在低浓度下有抗氧化作用，但对大脑是有毒性的。除了免疫调节作用外，最近的一项研究表明CO在蛛网膜下腔出血后的红细胞吞噬和随后的血肿清除中起着关键作用。然而，药物抑制HO-1可减轻Hb引起的脑出血后水肿，改善神经保护，减小血肿体积和脑水肿。相应的，HO-1激活剂加重脑出血后脑损伤。此外，HO-1基因敲除小鼠在脑出血后第1天表现出神经功能改善和Iba1+细胞数量减少。总之，这些数据暗示了HO-1在脑出血急性期的神经毒性作用。值得注意的是，最近的研究表明HO-1在脑出血后期具有神经保护作用。因此，脑出血后期HO-1的药理学活化与血肿吸收增加、血管生成和神经功能改善有关。尽管脑出血后急性期主要表达HO-1的细胞是Iba1+的小胶质细胞或巨噬细胞，但脑出血后HO-1在小胶质细胞或巨噬细胞中的确切功能作用仍不清楚，需要利用转基因动物模型进行研究。在脑出血的亚急性期和晚期，还观察到HO-1在GFAP+星形胶质细胞中的表达。此外，与野生型相比，在GFAP+细胞中过度表达HO-1的小鼠表现出减少的脑损伤，暗示HO-1在星形胶质细胞中的保护作用。然而，脑出血后HO-1在改善长期神经功能中的作用需要更多的研究。在正常情况下，HO-1在大脑中几乎检测不到，大脑中的HO活性大部分来自HO-2亚型。HO-1在其启动子区含有多种调控元件，而HO-2启动子区唯一的功能反应元件是糖皮质激素反应元件。此外，尽管HO-1和HO-2具有α螺旋二级结构，但这两种同工酶的C端残基不同，而C端残基又在酶的转录中起调节作用。脑损伤后HO-1主要在胶质细胞中表达增加，而HO-2在神经元中呈组成型表达。HO-2在整个大脑中大量表达，分布于前脑、海马、中脑、基底节、丘脑、小脑和脑干。也有人提出，HO-2是负责具有稳态功能神经元细胞群体的CO产生。此外基础水平的HO-2通过调节细胞外SOD、Akt（蛋白激酶B）和凋亡信号激酶-1（ASK-1）参与细胞防御机制，后者反过来调节heme降解速率。此外，在脑出血后，HO-2-/-小鼠表现出比野生型小鼠更严重的神经损伤，表明HO-2具有神经保护作用。铁离子与脑出血铁是脑出血后氧化应激和继发性脑损伤的主要因素。出血后24小时，铁开始释放到脑组织，并沉积在血肿周围的脑组织中。游离铁有可能通过Fenton反应Fe（II）+H2O2→Fe（III）+OH–+?OH产生高度细胞毒性的羟基自由基hydroxylradicals导致脂质过氧化，将亚铁注射到大鼠大脑皮质15分钟内可引起脂质过氧化。此外，羟基自由基降解脂质过氧化物，从而产生羟基、烷氧基和过氧基，造成进一步损伤。这些自由基引起的脂质、DNA和蛋白质损伤导致神经元、胶质细胞和内皮细胞死亡。内皮细胞和神经血管单位的损伤导致血脑屏障破坏和血管源性水肿。脑出血可引起多种类型的细胞死亡如坏死、凋亡、坏死、自噬和铁死亡。值得注意的是，药物抑制铁死亡可改善脑出血后的神经功能。重要的是，铁已被确定为导致脑出血后脑水肿形成的独立因素。也引起Hb介导的氧化损伤。此外在脑出血临床前模型中，给予去铁胺可减轻的血肿周围铁蓄积、神经退行性变、小胶质细胞激活和白质损伤，改善神经功能结局。全身给予米诺环素（一种铁螯合剂）可减轻大鼠脑出血诱导的脑部铁过载、脑损伤和神经功能缺损。脑出血后脑内亚铁状态正性影响金属转运蛋白1（DMT1）和铁转运蛋白1（FPN1），DMT1和FPN1均通过促进跨膜铁输出而减轻脑出血后铁超载。重要的是，脑出血后脑内铁的积累需要更长时间才能清除，这是脑出血后迟发性神经退行性变、脑萎缩和长期神经功能缺损的部分原因。血肿清除与脑出血血肿量是脑出血后患者预后不良的关键预测因素之一。在临床实践中，神经功能结局与血肿吸收/清除率呈正相关。更大的血肿可能会导致脑损伤加重，这不仅是因为占位效应，还因为它会导致细胞毒性血液成分的积聚。这种细胞毒性损伤表现为复杂的氧化和炎症成分，最终导致神经功能障碍（图1）。因此，有效清除脑实质内血液的策略可以减轻脑出血后的脑损伤并促进脑功能恢复。在这方面，临床前研究中正在探索的转录因子之一是核因子红细胞2相关因子2（Nrf2）。Nrf2细胞信号已被证明有助于调节多种抗氧化剂，解毒作用和细胞存活基因。Nrf2激活剂增加了星形胶质细胞HO-1的表达，降低了星形胶质细胞对hemin的敏感性。一些研究已经证实了Nrf2激活剂在提高脑出血后血肿清除以及减轻氧化和炎症性脑损伤方面的作用。此外，与对照组相比，Nrf2基因敲除小鼠的血肿消退也明显受损，进一步证实Nrf2在血肿消退中起着关键作用。但是使用Nrf2激活剂观察到血肿清除的改善也可能是由于炎症和氧化信号的减弱以及随后抑制血肿扩大或大脑恢复机制的改善。然而，Nrf2激活剂通过培养的小胶质细胞增强了红细胞的吞噬作用，Nrf2是CD36的关键调节因子，CD36是一种清道夫蛋白，在小胶质细胞吞噬红细胞中起作用，暗示Nrf2在血肿清除中的关键作用。将临床前研究转化为临床试验的缺点之一是人体内Nrf2激活剂的生物利用度降低。此外，许多药理学的Nrf2激活剂通过增强细胞应激来激活Nrf2，并且是反应性亲电体，这使其临床应用受到质疑。此外，长期服用Nrf2激活剂富马酸二甲酯dimethylfumarate会导致多发性硬化患者淋巴细胞减少，而高龄会增加淋巴细胞减少症的风险。总之，增加Nrf2具有较高生物利用度的非亲电性治疗药物是非常必要的，以测试靶向Nrf2的疗效，从而改善脑出血后患者的预后。此外，尽管Nrf2信号在脑出血后发挥了关键作用，但脑出血后Nrf2激活的确切分子机制尚不完全清楚，需要进一步研究。结论和未来方向总的来说，血液成分在诱导脑出血后的神经毒性和继发性脑损伤中起着关键作用，因此，能够增强血液成分清除的分子介质对于改善脑出血后的神经功能结局至关重要。尽管高浓度凝血酶的神经毒性可能超过低浓度凝血酶的神经保护作用，但仍需进一步研究阐明低浓度凝血酶对脑出血后神经保护作用的确切分子机制。此外，CD和HO-1在脑出血后调节长期神经功能方面的确切作用有待进一步研究。考虑到Nrf2在脑出血后血肿消退中的作用，需要研究脑出血后Nrf2的内源性调节因子。总之，需要进一步研究血肿消退和脑恢复的内在调节因子，从而确定治疗脑出血的可行分子靶点。参考文献：MadangarliN,BonsackF,DasariR,Sukumari–RameshS.IntracerebralHemorrhage:BloodComponentsandNeurotoxicity.BrainSciences.;9(11):.PS：组成型表达指基因表达不受时期、部位、环境影响，没有时空特异性预览时标签不可点收录于话题#个上一篇下一篇
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