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【摘要】 内质网（Endoplasmic reticulum,ER）是加工蛋白质和储存钙的主要场所，对应激反应极为敏感。缺血对大脑是一个极为强烈的应激原，所以脑缺血再灌注损伤（Ischemia/ reperfusion ，I/R）时扰乱了内质网稳态，使错误折叠或未折叠蛋白在ER内蓄积，导致内质网应激（Endoplasmic reticulum stress,ERS）。
【关键词】 脑缺血再灌注损伤 神经元 内质网应激
【中图分类号】R743.31 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5085（2013）34-0114-02
脑血管病是目前危害人类健康的主要疾病，其中缺血再灌注损伤（Ischemia/ reperfusion ，I/R）占了很大比例[1]。研究发现，脑缺血作为一个强应激原极易引起对应激极为敏感的细胞器内质网损伤，扰乱内质网稳态[2-3]。当细胞遭受缺血缺氧，炎症反应，糖剥夺，ER内钙耗竭，自由基生成增多等各种损伤时，削弱了内质网正确折叠多肽和清除未折叠蛋白质的能力，大量未折叠和错误折叠蛋白在ER内的聚集，损伤了内质网（Endoplasmic eticulum ，ER）的正常生理功能，进而诱导内质网应激反应（Endoplasmic eticulum stress, ERS）[2]发生。
1 脑缺血再灌注损伤诱导的ERS
1.1 脑缺血Ca2+浓度变化内质网的影响
ER是细胞内储存钙的重要场所, 正常情况下, ER内钙离子浓度为0.1-1mm-ol/L。脑缺血时，缺血区的神经元由于缺少氧气和能量的供应,往往造成跨膜离子浓度的失衡，而细胞膜的去极化又导致电压依赖性Ca2+通道开放，使突触前兴奋性氨基酸释放，其与突触后相应受体的结合又可导致细胞外Ca2+的大量内流；另外，因为缺氧产生的NO也会使ER中Ca2+大量释放。研究发现[3]，当蛋白酶因为Ca2+从ER中大量释出而失活时，则会导致ER内UP或MP的大量聚积, 最终引起ERS。
1.2 脑缺血活性氧增多对内质网的影响
对细胞凋亡过程起重要作用的ER也极易受到氧化刺激的损伤[4]。已知活性氧在许多情况下都可以诱导神经元的死亡, 而在脑缺血再灌注（Ischemia/ reperfusion ，I/R）时，机体会产生大量的活性氧和自由基。研究表明[5], 这是由于再灌时活性氧生成增加而清除减少造成的。由于ER本身就是产生活性氧的细胞器之一, 因此I/R时神经元ER极有可能成为活性氧攻击的重要目标。
1.3 脑缺血时内质网分子伴侣GRP78的表达上调
葡萄糖调节蛋白78(Glucose regulated protein 78,GRP78)，又称免疫球蛋白重链结合蛋白（Binding immunoglobulin heavy chain protein,Bip），是内质网中含量最丰富的分子伴侣，在UPR过程中发挥了关键作用。研究发现，正常情况下GRP78与ER上的跨膜蛋白PERK、ATF6、Ire1结合，参与蛋白质的糖基化修饰、折叠和转运，促进新生蛋白的正确折叠，减少错误折叠蛋白在ER内的聚集，最终减轻ERS [6]。而当ER内UP大量积聚时，GRP78与跨膜蛋白PERK、ATF6、Ire1解离而应付UP，并启动三条信号通路，从而介导不同的下游反应[7]。因此，GRP78是内质网应激的经典标志物，其表达上调是ERS发生的敏感指标。
2 严重脑缺血诱导的细胞凋亡
2.1 脑缺血时CHOP通路诱导的凋亡途径
C/EBP同源蛋白 (C/EBP homology protein，CHOP)是一个b-zip转录因子，属于CCAATP增强子相连蛋白的转录因子C/EBP家族成员，又称作GADD153，是ERS标志蛋白IRE1、 ATF6、PERK的共同下游，在正常情况下在各种细胞广泛低水平表达，而在ERS时表达明显增强，过度表达的CHOP则促进细胞周期停滞或细胞凋亡[8] 。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆大鼠I/R后，在海马CA1区发现CHOP蛋白和mRNA表达程序上调，且其上调水平与再灌注48 h后的神经细胞凋亡数目相关[9]，提示脑缺血/再灌注损伤过程中CHOP参与内质网应激反应从而诱导神经细胞凋亡。
2.2 脑缺血时Caspase-12通路诱导的凋亡途径
ERS介导的细胞凋亡中胱冬酶(Caspase-12)和胱冬酶（Caspase-4）是凋亡的起始因子[8]。Caspase-12和Caspase-4是Caspase亚家族成员，仅存在于ER膜上，无应激时以前体形式存在。在大鼠脑缺血实验中，对照组Caspase-12不表达，而缺血组各时间点在顶叶皮层及纹状体内Caspase-12蛋白均有表达，从脑缺血6h升高，12h达到峰值，至24h时又明显下降。其升高原因可能是因为持续性缺血使受损细胞优先选择了程序性细胞死亡[10]。而24h 组蛋白表达下降可能是因为ERS后期使蛋白合成受阻，Caspase-12的蛋白表达减少。
2.3 脑缺血时JNK通路诱导的细胞凋亡
JNK具有JNK1、JNK2及JNK3三个异构体[11]，转录因子c-jun是JNK的天然底物。当JNK被MAP2Ks双磷酸化激活后，JNK便从细胞质中转移到细胞核中[11]，通过对c-jun的磷酸化诱导细胞凋亡。在正常ER中，GRP78与Irel紧密结合，当ERS时，Irel通过激活c-jun氨基末端激酶途径来诱导凋亡。
3 结语
综上所述，脑缺血作为一个强应激原会引机体内环境的紊乱，从而扰乱ER平衡，引起ERS[12]。缺血/再灌注损伤可引起广泛的蛋白质合成抑制及ER分子伴侣葡萄糖调节蛋白78 (Glucose regulated protein 78 ，GRP78)的表达上调。GRP78作为ERS经典标志物，其表达的上调提示缺血/再灌注时出现了内质网应激。所以，通过干预引发ERS的机制, 应当可以减少脑缺血再灌注损伤时由于ERS诱导的细胞凋亡 [13]。因此，研究脑缺血和ERS的关系对理论及临床研究具有重要价值。
参考文献
[1] 唐璐，张智博.内质网应激与脑缺血再灌注损伤[J].实用预防医学，2008,15(3):965～967
[2] Pahl HL.Signal transduction fron the endoplasmic reticulum to the cell nucleus[J] .Physio; Rev,1997,79:683～701.
[3] Sargsyan E,Baryshev M,Mkrtchian S.The physiological unfolded protein response in the thyroid epithetical cells[J].Biochem Biophys Res Commun,2004,322(2):570～576.
[4] 赵鹏，史忠，周坤，苑爱军，聂鑫等.颈交感干离断对大鼠脑缺血再灌注损伤内质网应激相关因子的影响[J].第三军医大学学报,2010,32(22):2361～2364.
[5] Aind,Nita V,Spulber S, et al.Oxidative damage following cerebral ischemia depends on reperfusion biochemical study in rat [J].Cell Mol Med,2001,5(2)163～170.
[6] Szegezdi E,Logue SE,Gorman AM. Mediators of endoplasmic reticulum stress-induced apoptosis[J]. EM BO Rep,2006,7(9):880～885.
[7] 戚思华，耿英杰，马雪松等.脑缺血预处理对脑缺血再灌注损伤小鼠Caspase-3活性的影响[J].中华麻醉学杂志，2007,27（5）:473～474.
[8] Degracia DJ, Montie HL.Cerebral ischemia and the unfolded protein response.J Neurochem,2004,91(1):1～8.
[9] Oyadomari S, Araki E, Mori M, et al. Endoplasmic reticulum stress mediated apoptosis in pancreatic β-cells [J]. Apoptosis, 2002, 7: 335～345.
[10] Wu DC,Ye W, Che XM, et al.Activation of mitogen-activated protein kinases after permanent cerebral artery occlusion in mouse brain[J]. Cereb blood flow metab,2000,20(6):1320～1330.
[11] Reijonen S, Putkonen N, Nφrremφlle A,et al.Inhibition of endoplasmic reticulum stress coun-teracts neronal cell death and protein aggregation caused by N-terminal mutanthuntingtin pr-oteins[J]. Exp CellRes,2008,314(5):950~960.
[12] Manning AM, Davis RJ. Targeting JNK for therapeutic benefit from junk to gold[J]. NatRev Drug Disov,2003,2(7):554～565.
[13] 韩江全，吴俊雄.脑缺血再灌注损伤机制的研究进展[J].内科,2011,6（6）523～525.
论文作者:丁恒1,,马艳2
论文发表刊物:《中外健康文摘》2013年第34期供稿
论文发表时间:2014-1-22
标签：内质网论文; 脑缺血论文; 损伤论文; 蛋白论文; 诱导论文; 细胞论文; 凋亡论文; 《中外健康文摘》2013年第34期供稿论文;