低氧誘導(dǎo)因子

低氧誘導(dǎo)因子（HIF-1）及相關(guān)因子在缺血性卒中的作用摘要：低氧是腦血管疾病發(fā)病過程中一個重要的病理生理因素，尤其在缺血性卒中過程中起著非常重要的作用。低氧是在卒中過程中低氧應(yīng)答時基因表達(dá)和恢復(fù)內(nèi)環(huán)境平衡的調(diào)節(jié)中心。低氧誘導(dǎo)因子（HIF-1）對缺血壞死后新生血管的形成和低氧誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡過程都是非常關(guān)鍵的因素。調(diào)控低氧誘導(dǎo)因子（HIF-1）水平將為缺血性疾病的治療開辟新的途徑。關(guān)鍵詞：低氧低氧誘導(dǎo)因子（HIF-1）卒中Abstract:lowoxygeniscerebrovasculardiseaseprocessisanimportantpathophysiologicalfactors,especiallyintheprocessofischemicstrokeplaysaveryimportantrole.Intheprocessoflowoxygenislowoxygenwhenansweringstrokegeneexpressionandrestorethebalanceinenvironmentalregulationcenter.Hypoxia-induciblefactor（HIF-1）forischemiaaftertheformationofnewbloodvesselsnecrosiswithlowoxygenapoptosisinducedprocessisverycrucialfactors.ControlHIF（HIF-1）levelforthetreatmentofischemicdiseaseswillopenanewway.Keywords:lowoxygenHIF（HIF-1）stroke1992年semenza在人的HEP3B細(xì)胞株的核提取物中發(fā)現(xiàn)一種蛋白質(zhì)，這種蛋白能特異性地結(jié)合于紅細(xì)胞生成物（EPO）基因增強(qiáng)子的寡核苷酸序列，這種蛋白即被命名為低氧誘導(dǎo)因子（HIF-1），隨著對其研究的不斷深入，在實驗中發(fā)現(xiàn)其與缺血/低氧狀態(tài)下機(jī)體的各種應(yīng)答機(jī)制關(guān)系密切?！?】但目前由于受實驗條件等各種原因的限制，低氧誘導(dǎo)因子（HIF-1）在缺血性腦血管卒中的研究中還處于起步階段。本文即對其和其他相關(guān)因子在缺血性腦血管卒中的發(fā)病機(jī)制中的作用作一概括總結(jié)。低氧誘導(dǎo)因子（HIF-1）的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與低氧應(yīng)答的相關(guān)機(jī)制HIF-1的結(jié)構(gòu)HIF-1是由一個120KD的a亞單位和一個91-94KD的8亞單位構(gòu)成，特點是一個異構(gòu)二聚體，兩個亞單位均為堿性螺旋-環(huán)-螺旋蛋白，且含有PAS結(jié)構(gòu)域【2】，屬于bHLH-PAS超家族的成員。其中HIF-1a是HIF-1的特異性蛋白，HIF-18是ARNT的基因產(chǎn)物，HIF-1的活性分以下幾個層次:HIF-1mRNA表達(dá)水平調(diào)節(jié)，蛋白表達(dá)水平調(diào)節(jié)，HIF-1的二聚化，以及DNA結(jié)合活性調(diào)節(jié)，HIF-1a的轉(zhuǎn)錄活性調(diào)節(jié)。常氧下HIF-1無DNA結(jié)合活性，但低氧可誘導(dǎo)HIF-1a蛋白水平和HIF-1DNA結(jié)合活性的增加，但HIF-18不受低氧誘導(dǎo)。HIF-1活性的調(diào)控HIF-1和HIF-1a是受細(xì)胞氧濃度的精確調(diào)節(jié)，HIF-1a是HIF-1的活性亞基，又是氧調(diào)節(jié)亞基。在非低氧條件下HIF-1a被泛素-蛋白酶體所降解，而低氧可使HIF-1a迅速積累，然后與HIF-18結(jié)合，形成二聚體【3,4】。HIF-18的蛋白表達(dá)是非氧依賴性的，可以在細(xì)胞內(nèi)持續(xù)表達(dá)。此外HIF-1的活性還受多種因子的調(diào)節(jié)，如白細(xì)胞介素18，腫瘤壞死因子（TNF）,NO等因子的調(diào)節(jié)。Bergeron等通過對新生大鼠腦缺氧預(yù)處理3h發(fā)現(xiàn)，缺氧預(yù)處理可明顯提高HIF-1a和HIF-18的表達(dá)水平，從而保護(hù)新生大鼠腦組織免受缺血/缺氧損傷【】，提示這種腦保護(hù)的機(jī)制可能是通過缺氧處理后導(dǎo)致腦組織HIF-1表達(dá)增高而實現(xiàn)。Ran等在成年大鼠持續(xù)性腦局灶缺血前24h給予正常壓力缺氧3h,可迅速提高HIF的含量及其靶基因EPO、血管內(nèi)皮細(xì)胞生長因子（vascularendothelialgrowthfactors,VEGF）、誘生型一氧化氮合酶（induciblenitriosynthesizeenzyme,iNOS）、糖酵解酶的mRNA水平;持續(xù)6h缺氧,24h后可上調(diào)EPO和VEGF在蛋白水平的表達(dá)【】。1.3靶基因及其生物學(xué)效應(yīng)HIF-1可與含有低氧反應(yīng)元件和順式作用轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)序列的靶基因結(jié)合，從而激活靶基因的轉(zhuǎn)錄。迄今發(fā)現(xiàn)HIF-1的靶基因有幾十個，可以誘導(dǎo)多種酶的表達(dá)，每種酶分別在器官、組織、細(xì)胞水平的低氧適應(yīng)反應(yīng)過程中起重要作用：如EPO刺激紅細(xì)胞再生以提高機(jī)體血液攜氧能力；轉(zhuǎn)鐵蛋白為血紅素合成提供鐵原料；VEGF、FLT-1、ANGII等影響血管新生。iNOS、血紅素氧合酶(HO1)用于合成NO和CO,從而影響血管緊張度或參與缺血預(yù)適應(yīng)第二窗口期的組織保護(hù)作用；Clutl、Glut3、LDH-A、醛縮酶、烯醇化酶、胰島素樣生長因子結(jié)合蛋白3(IGFBP3)等多種酶可促進(jìn)糖酵解從而增加ATP產(chǎn)量；凋亡前基因NiP3【5】影響細(xì)胞凋亡因子P53；銅藍(lán)蛋白參與應(yīng)急炎性反應(yīng)等。1.4低氧誘導(dǎo)因子(HIF-1a)與腦缺氧損傷大腦對低氧十分敏感，任何氧濃度降低的情況均可能誘導(dǎo)HIF-1的快速大量表達(dá)，HIF-1a神經(jīng)元的出現(xiàn)在時間上要早于神經(jīng)元形態(tài)改變。急性缺氧后4小時開始出現(xiàn)HIF-a的表達(dá)，8小時后逐漸減少，24小時后不能檢測到。慢性缺養(yǎng)狀態(tài)下，3?4周后出現(xiàn)大量HIF-1a缺血再灌注陽性的神經(jīng)元。在大鼠短暫性全腦缺血模型中，用免疫印跡(Westernblot)法和免疫細(xì)化學(xué)分析方法監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，缺血 15分鐘后，大腦皮質(zhì)和海馬有HIF-1mRNA和VEGFmRNA在同一神經(jīng)元的表達(dá)，在4?72小時再灌注期間持續(xù)表達(dá)【6】。在線栓大腦中動脈(multi-conjugateadaptiveoptics，MCAO)局灶腦缺血模型中發(fā)現(xiàn)HIF-1在梗死邊緣和扣帶區(qū)皮質(zhì)表達(dá)，其靶基因也在此區(qū)域表達(dá)，包括葡萄糖轉(zhuǎn)運體蛋白1(glucosetransporterin-1，GLUT-1)、乳酸脫氫酶(1actatedehydrogenase，LDH)、磷酸果糖激酶等。梗死區(qū)外凡有血流量下降的區(qū)域均出現(xiàn)HIF-1表達(dá)，提示腦缺血后HIF-1a表達(dá)區(qū)域可認(rèn)為是梗死區(qū)周圍慢性缺氧的區(qū)域?？梢奌IF-1在缺血性卒中過程中起著一定的負(fù)反應(yīng)作用。低氧誘導(dǎo)因子(HIF-1)的腦保護(hù)作用機(jī)制2.1低氧誘導(dǎo)因子(HIF-1)對血管內(nèi)皮生長因子的生物學(xué)調(diào)節(jié)VEGF是一種由二硫鍵連接的、相對分子質(zhì)量為36X10?42X10的糖蛋白二聚體，其對缺血再灌注組織的保護(hù)作用主要通過以下幾個途徑：2.1.1促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞的增殖和血管的生成VEGF是一種內(nèi)皮細(xì)胞特有的有絲分裂原，VEGF及其受體在HIF-1的刺激下表達(dá)增多。VEGF可以通過其特異性受體Flt-1與flk-1/KDR直接作用于血管內(nèi)皮細(xì)胞刺激其增殖，促使血管形成，改善局部血供。在這里VEGF促進(jìn)血管生成的方式為血管新生，有別于胚胎發(fā)育時的血管發(fā)生。VEGF不僅貫穿血管新生的整個過程,而且它還能在內(nèi)皮細(xì)胞中誘導(dǎo)抗凋亡蛋白Bcl-2的表達(dá)，抑制凋亡蛋白caspase-3的表達(dá)，維持內(nèi)皮細(xì)胞的生存。此外VEGF還能刺激內(nèi)皮細(xì)胞的遷移，對減輕內(nèi)皮增厚，防止血管再狹窄有重要意義。2.1.2增加血管通透性VEGF又被稱為血管通透因子，它增加血管通透性的作用十分強(qiáng)烈，尤其是微小血管。使血漿大分子外滲沉積在血管外的基質(zhì)中，為細(xì)胞的生長和新生毛細(xì)管的建立提供營養(yǎng)。其作用機(jī)制為VEGF與Flt-1受體結(jié)合，可使NO產(chǎn)生增加，NO可激活環(huán)氧化酶進(jìn)而可促進(jìn)前列環(huán)素的產(chǎn)生，后者可使血管通透性增加，促進(jìn)許多血漿蛋白滲出血管外，故有學(xué)者認(rèn)為VEGF可能導(dǎo)致缺血再灌注組織水腫，導(dǎo)致組織損傷，但有實驗證明VEGF使血管通透性增加，促進(jìn)血漿蛋白外滲的作用要早于缺血再灌注后的組織水腫，故可認(rèn)為VEGF不直接導(dǎo)致組織水腫。相反，有研究表明VEGF可以通過保護(hù)內(nèi)皮細(xì)胞進(jìn)而保護(hù)血腦屏障來減輕腦水腫。2.1.3對神經(jīng)系統(tǒng)的保護(hù)作用目前研究比較多的是關(guān)于VEGF在腦缺血再灌注中的保護(hù)作用，許多試驗表明VEGF對神經(jīng)組織有直接的保護(hù)作用。VEGF還可以刺激神經(jīng)元軸突生長，促進(jìn)膠質(zhì)細(xì)胞分裂、遷移、存活，另外還有促進(jìn)神經(jīng)再生的作用。綜上VEGF是HIF-1的一個重要靶基因，也是血管生成的主要調(diào)節(jié)因子。腦缺血后，HIF-1使VEGF表達(dá)增加，促進(jìn)了微循環(huán)重建，增加缺血組織血流灌注和供氧量，加快腦缺血缺氧的恢復(fù)過程【7】。VEGF基因的表達(dá)雖受多種因子的調(diào)控，但缺氧是其最主要的調(diào)節(jié)因素。缺氧時HIF-1通過與VEGF基因5’端的缺氧反應(yīng)元件(hypoxiaresponseelement，HRE)結(jié)合，提高其轉(zhuǎn)錄。缺氧時HIF-1a僅積聚，并且DNA結(jié)合活性增加，HIF-1a僅與VEGF基因的HRE結(jié)合后，促進(jìn)了VEGF的轉(zhuǎn)錄和表達(dá)，并增加缺氧情況下VEGFmRNA的穩(wěn)定性，VEGF進(jìn)而作用于存在血管內(nèi)皮細(xì)胞表面的血管內(nèi)皮生長因子受體1(VEGFR-1)和血管內(nèi)皮生長因子受體-2(VEGFR-2)，從而激活了一系列的缺血轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，誘導(dǎo)新生血管的生成。缺乏HRE啟動子的VEGF基因在低氧時表達(dá)并不增高，致使新生的血管減少，運動神經(jīng)元變性增加，說明VEGF的上調(diào)是通過HIF-1作用實現(xiàn)的。在缺氧反應(yīng)的過程中，VEGFmRNA的穩(wěn)定性起著關(guān)鍵作用。VEGFmRNA的半衰期在正常條件下較短，約為30分鐘，但在缺氧條件下可增加到6?8小時，這說明VEGF在缺氧條件下受HIF-1的調(diào)節(jié)不僅發(fā)生在轉(zhuǎn)錄水平，同時也發(fā)生在轉(zhuǎn)錄后的水平。激活的HIF-1促使VEGF和VEGF受體表達(dá)增加，刺激缺氧組織建立有效的側(cè)支循環(huán)，并恢復(fù)內(nèi)皮細(xì)胞的完整性，發(fā)揮自身搭橋作用，誘導(dǎo)新生血管形成，并使新生血管從正常組織向半暗帶及缺血中心區(qū)延伸，增加受累腦組織再灌注及供氧量，從而減少腦的缺血再灌注損傷。通過基因或藥物手段調(diào)節(jié)HIF-1的活性，可防止腦缺血【8】。2.2低氧誘導(dǎo)因子(HIF-1)作用于促紅細(xì)胞生成素而發(fā)揮腦保護(hù)作用EPO是一種相對分子質(zhì)量為30X10?39X10的糖蛋白，主要來源于腎小管問質(zhì)細(xì)胞和肝實質(zhì)細(xì)胞。HIF-1作用于EPO3'端的啟動子，促進(jìn)EPO的轉(zhuǎn)錄。EPO對缺血再灌注組織的保護(hù)作用主要有以下幾個方面：2.2.1EPO經(jīng)典的作用是作用于骨髓巨核前體細(xì)胞,刺激紅祖細(xì)胞及早幼紅細(xì)胞形成成熟的紅細(xì)胞集落并釋放進(jìn)入血液，提高血液內(nèi)紅細(xì)胞數(shù)量及攜氧量。2.2.2EPO與細(xì)胞凋亡：目前認(rèn)為抗凋亡作用可能是EPO對組織器官缺血再灌注保護(hù)作用的重要機(jī)制，根據(jù)目前的研究，其機(jī)制為：EPO與其受體EPOR結(jié)合，并啟動細(xì)胞內(nèi)的信號傳導(dǎo)機(jī)制，增加抗凋亡蛋白的表達(dá)，發(fā)揮抗凋亡作用。另外，EPO還可降低血中有促進(jìn)凋亡作用的細(xì)胞因子。研究表明EPO-EPOR的細(xì)胞內(nèi)信號傳導(dǎo)機(jī)制具有組織特異性，在不同的細(xì)胞及組織中不盡相同【21.22】。2.2.3EPO對血管的保護(hù)：EPO對血管的保護(hù)作用不僅是保持內(nèi)皮細(xì)胞的完整性，更重要的是EPO還能促進(jìn)血管新生。EPO在體內(nèi)、體外都有促血管生成作用，且與VEGF有相似的成血管潛能。EPO能通過促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞增生、分化、遷移，來介導(dǎo)血管生成從而對維持和重建血供，促進(jìn)損傷修復(fù)有重要意義。另外，根據(jù)研究，EPO在體內(nèi)促血管生成作用可能部分與促進(jìn)骨髓內(nèi)皮起源細(xì)胞(EPC)遷移至成血管處分化為血管有關(guān).。2.2.4此外，EPO可以通過上調(diào)抗氧化酶的表達(dá)及下調(diào)氧自由基的生成發(fā)揮其抗氧化作用。EPO還可以抑制許多致炎因子的釋放，從而減輕炎性細(xì)胞的浸潤，發(fā)揮對缺血再灌注組織的保護(hù)作用。另外，在神經(jīng)組織中EPO還可抑制谷氨酸的釋放，減輕谷氨酸與N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受體結(jié)合，介導(dǎo)的鈣鈉通道開放，大量持續(xù)的鈣內(nèi)流可以引起神經(jīng)元壞死。根據(jù)目前的研究，EPO抑制谷氨酸釋放的機(jī)制可能為抑制谷氨酸的轉(zhuǎn)錄與翻譯。低氧條件下激活的HIF-1能誘導(dǎo)腦源性的EPO生成，其與血源性EPO比較，產(chǎn)生的量少，但具有更高的活性，腦源性EPO對缺血導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞損傷有重要的保護(hù)作用。其機(jī)制如下：①抗炎癥作用。小膠質(zhì)細(xì)胞激活后可上調(diào)多種表面受體，釋放大量重要的促炎癥因子。EPO通過調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細(xì)胞激活以及控制細(xì)胞因子的釋放，從而維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。此外，EPO通過抑制一些促炎因子，如白細(xì)胞介素_6(IL-6)、TNF-a和單核細(xì)胞化學(xué)趨化因子蛋白-1的產(chǎn)生以及抑制炎癥細(xì)胞聚集而直接參與細(xì)胞炎癥反應(yīng)【9】。在腦和脊髓的創(chuàng)傷和缺血損傷以及多發(fā)性硬化模型中，EPO的抗炎作用已得到驗證。細(xì)胞死亡有炎性壞死和細(xì)胞凋亡兩種方式。EPO對神經(jīng)的保護(hù)作用在于對這兩種方式的阻斷，神經(jīng)細(xì)胞EPO受體被激活后通過干擾非受體型酪氨酸激酶(janus-aminotyrosinekinase-2，JAK-2)和核轉(zhuǎn)錄因子-KB(NF-KB)，能防止N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)和NO誘導(dǎo)的凋亡。EPO在體內(nèi)和體外的多種神經(jīng)細(xì)胞損傷模型中均有抗凋亡作用【10】；②維持血管完整性、促進(jìn)血管生成。在損傷過程中EPO可阻止血腦屏障通透性的增加，維持細(xì)胞與細(xì)胞之間連接的建立。EPO對大腦血管內(nèi)皮細(xì)胞提供直接保護(hù)，并可防止氧化應(yīng)激下的核變性。EPO還能促成新的毛細(xì)血管生成，并向無血管區(qū)域延伸，EPO能誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞基質(zhì)金屬蛋白酶-2的生成、細(xì)胞增殖和血管形成。由EPO誘導(dǎo)的血管生成也可在中樞神經(jīng)系統(tǒng)提供間接的細(xì)胞保護(hù)作用。由EPO誘導(dǎo)的血管生成也可為中樞神經(jīng)系統(tǒng)提供間接的細(xì)胞保護(hù)作用。EPO能促進(jìn)缺氧腦組織中毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖和遷移，這樣會給缺血細(xì)胞提供更多的血流和營養(yǎng)；③促進(jìn)神經(jīng)祖系干細(xì)胞增殖與分化。EFO提高了胚胎皮質(zhì)神經(jīng)元的生存力，促細(xì)胞存活并可上調(diào)神經(jīng)祖細(xì)胞的增殖反應(yīng)。與其他造血因子一樣，EPO也充當(dāng)著分化細(xì)胞的神經(jīng)營養(yǎng)因子，例如EPO可以影響細(xì)胞的再生、分化和存活，并誘導(dǎo)干細(xì)胞分化為多巴胺能神經(jīng)元或星形膠質(zhì)【11】；④抗興奮性毒性作用和抗NO介導(dǎo)的損傷。腦缺氧時神經(jīng)元產(chǎn)生大量HIF-1導(dǎo)致腦損傷，而同時HIF-1上調(diào)EPO基因的表達(dá)，激活的促紅細(xì)胞生成素受體(EPOR)阻止了NMDA導(dǎo)致的細(xì)胞凋亡。在大鼠海馬和大腦皮質(zhì)神經(jīng)元的原代培養(yǎng)中，EPO不能抑制NMDA受體介導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度的升高，但可阻止NO誘導(dǎo)的神經(jīng)元死亡。最近的研究顯示：NO能誘導(dǎo)神經(jīng)細(xì)胞培養(yǎng)物中EPOR的表達(dá)，從而通過這種方式支持EPO的神經(jīng)保護(hù)作用【12】。2.3血紅素氧合酶-1(HO-1)EdaTtiztiner等人的研究認(rèn)為，HO-1對缺血再灌注組織的保護(hù)作用主要與其能降解亞鐵血紅素有關(guān)。亞鐵血紅素為HO-1的底物，是有毒的物質(zhì)，能夠引起鐵的釋放、啟動Haber-Weiss或/和Fenton反應(yīng)，導(dǎo)致細(xì)胞損傷。HO-1可以將亞鐵血紅素轉(zhuǎn)化為三種生物活性物質(zhì)：一氧化碳、膽綠素、二價鐵離子。其中一氧化碳可以通過上調(diào)cGMP來調(diào)節(jié)血管的緊張度，使血管平滑肌松弛，抑制血小板凝聚，從而增加血流量和血管通透性，使缺氧組織得到充足的氧氣供應(yīng)。目前已有實驗證明加入外源性的一氧化碳，可以模擬HO-1的保護(hù)作用；膽綠素可以被膽綠素還原酶進(jìn)步轉(zhuǎn)化為膽紅素，而膽紅素是眾所周知的強(qiáng)抗氧化劑；二價鐵可以與鐵蛋白結(jié)合【13】。此外HO-1還能增加細(xì)胞對NO的耐受性，這對細(xì)胞也有保護(hù)作用，因為小劑量的NO可作為細(xì)胞內(nèi)的重要調(diào)節(jié)因子，但大劑量的NO對細(xì)胞有毒性作用【14】。2.4誘導(dǎo)型一氧化氦合成酶(iNoS)在生物體內(nèi)存在三種亞型的一氧化氮合成酶，分別是神經(jīng)元型(nNOS)、內(nèi)皮細(xì)胞型(eNOS)和誘導(dǎo)型(iNOS)。前兩者在細(xì)胞內(nèi)持續(xù)表達(dá)，其活性依賴于細(xì)胞內(nèi)鈣離子的水平，而iNOS主要是在病理的情況下受許多細(xì)胞因子誘導(dǎo)才表達(dá)的【15】。它可以使缺血缺氧組織內(nèi)NO生成增多，參與缺血再灌注損傷的保護(hù)作用。研究表明NO主要參與缺血預(yù)處理的延遲性保護(hù)作用，又稱第二窗保護(hù)作用(Secondwindowofprotection)，出現(xiàn)在組織短暫缺血24h后，并可延續(xù)至72h【16】。盡管有人認(rèn)為，iNOS誘導(dǎo)產(chǎn)生大量NO對組織有損傷作用，但一氧化氮在缺血再灌注組織中的護(hù)作用也已證實【17】。NO可激活可溶性的鳥苷酸環(huán)化酶(sGC)、生成環(huán)磷酸鳥苷(cGMP)，即通過NO-sGC-cGMP信號傳導(dǎo)途徑介導(dǎo)一系列反應(yīng)，如促進(jìn)血管舒張、減輕細(xì)間黏附分子(ICAM)的聚集、抑制白細(xì)胞和血小板黏附和聚集、抗血栓形成、減輕無復(fù)流現(xiàn)象等【18】。試驗也證明了無論內(nèi)源性還是外源性的NO都可通過cGMP途徑誘導(dǎo)心肌細(xì)胞預(yù)適應(yīng)延遲保護(hù)作用。NO可通過PKC-NF-kB途徑誘導(dǎo)HSP70蛋白表達(dá)而發(fā)揮對腦細(xì)胞的延遲保護(hù)作用。GangMinHur等人的研究表明核轉(zhuǎn)錄因子(NFkB)的激活可進(jìn)一步促進(jìn)iNOS的轉(zhuǎn)錄，使其蛋白表達(dá)增加，加速NO的生成，發(fā)揮持久的保護(hù)作用。NO可激活A(yù)TP依賴的鉀離子通道(KATP)KATP通道開放后促進(jìn)Ca2細(xì)胞外流，從而減輕Ca超載，并且KATP活化可逆轉(zhuǎn)鈣超載，防止肌質(zhì)網(wǎng)和線粒體在缺血/再灌注時ca超載造成后續(xù)的一系列損傷。另外KATP通道的開放，有助于維持細(xì)胞內(nèi)外的鉀離子濃度，對保持細(xì)胞內(nèi)外的離子平衡有重要作用°KATP通道的開放還可以引起血管平滑肌細(xì)胞超極化，阻礙肌肉收縮所必需的Ca內(nèi)流，從而最終引起血管擴(kuò)張，血流量增加。這對缺血再灌注損傷具有保護(hù)作用。2.5，目前,常氧條件下細(xì)胞因子IL-1對HIF-1的表達(dá)調(diào)控逐漸成為研究熱點，且對其分機(jī)制的研究取得了一定成果°Stiehl等［4］的實驗表明,常氧條件下胰島素和IL-lp通過磷脂酰肌醇-3激酶(PI3K)途徑對HIF-la進(jìn)行調(diào)節(jié)。Hellwig-Burgel等［5］的研究進(jìn)一步證實了這一點，他們發(fā)現(xiàn)抑制原代培養(yǎng)的人類腎臟近端小管細(xì)胞中的PI3K能夠阻斷IL-lp誘導(dǎo)的HIF-la蛋白蓄積。Haddad等［6］提出重組的人類IL-lp可參與調(diào)節(jié)HIF-la的穩(wěn)定性、核轉(zhuǎn)位，及其依賴于抗氧化劑/活性氧敏感機(jī)制的活化,可見非低氧途徑介導(dǎo)了細(xì)胞因子對HIF-la的調(diào)節(jié)作用。Jung等［7］在人肺腺癌細(xì)胞株A549中發(fā)現(xiàn),IL-lp通過兩條途徑提高細(xì)胞內(nèi)HIF-la水平。首先,IL-lP促進(jìn)HIF-la的生成需要通過依賴于PI3K/Akt(蛋白激酶B)/mTOR途徑NF-KB(nuclearfactor-KB)的活化。其次IL-lP抑制HIF-la的降解。同時證實了IL-lP介導(dǎo)HIF-la的上調(diào)是通過NF-kB/COX-2(環(huán)氧合酶-2)通路。NF-kB是調(diào)節(jié)基因編碼細(xì)胞因子的一個重要因子。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),常氧下IL-lp通過ERKl/2途徑誘導(dǎo)正常人類滋養(yǎng)層細(xì)胞中HIF-la的表達(dá)［8］。IL-l調(diào)節(jié)HIF-la表達(dá)的具體分子機(jī)制及所依賴的信號途徑還有待于深入研究。6TNF-a對HIF-l的調(diào)節(jié)TNF-a與IL-lp類似，能夠增強(qiáng)HIF-l的DNA結(jié)合活性［l］。Haddad等［6,9］報道,在肺泡上皮細(xì)胞活性氧(ROS)敏感途徑介導(dǎo)了TNF-a對HIF-a的調(diào)節(jié)。在常氧下，TNF-a可促進(jìn)HIF-la的轉(zhuǎn)位，并增強(qiáng)其轉(zhuǎn)錄活性。他們在分析TNF-a作用方式時觀察到H2O2,O2-?,?OH等氧自由基的積累。所有形式的活性氧均與HIF-la的活性成正相關(guān)。應(yīng)用抗氧化劑清除過氧化氫和羥自由基可阻斷TNF-a對HIF-la的活化，通過清除氧自由基阻滯NADPH(reducedformofnicotin-amide-adeninedinucleotidephosphate,還原型輔酶II)-氧化酶也會降低HIF-la的活性。抑制線粒體復(fù)合物l可以消除TNF-a對HIF-la的活化作用，同時干擾呼吸鏈也會逆轉(zhuǎn)TNF-a對HIF-la的興奮作用。由此顯示，活性氧族在介導(dǎo)TNF-a對HIF-a的活化過程中有重要作用,至于其具體的作用途徑還不明確。Zhou等［l0］研究發(fā)現(xiàn),與經(jīng)典的低氧誘導(dǎo)途徑不同,TNF-a通過NF-kB依賴途徑可誘導(dǎo)HIF-la泛素化，從而引起其與pVHL(腫瘤抑制蛋白)的相互作用。在HepG2細(xì)胞中,TNF-a能活化HIF-l,并且伴有經(jīng)典低氧反應(yīng)基因的表達(dá)上調(diào)，這說明泛素化的HIF-la也具有轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)活性。該實驗結(jié)果與前面所述的活性氧族敏感途徑并不矛盾,因為活性氧能作用于IKB激酶，從而影響NF-KB的活性。并且，他們進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，在近端小管LLC-PKl細(xì)胞中TNF-a通過NF-kB,PI3K,MAPK途徑增強(qiáng)Bcl-2的表達(dá)，而高度表達(dá)的Bcl-2能夠促進(jìn)HIF-lamRNA翻譯，最終導(dǎo)致HIF-la蛋白表達(dá)增加［ll］。Jung等［l2］則表明常氧條件下，TNF-a誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)HIF-la蛋白的積聚依賴于RIP(receptor-interactingprotein)途徑。有趣的是，盡管TNF-a對HIF-la的mRNA水平?jīng)]有影響，但用轉(zhuǎn)錄抑制放線菌素D預(yù)先處理細(xì)胞后卻能阻斷TNF-a對HIF-la蛋白的上調(diào)作用，而且pVHL基因的缺失也會抑制該效應(yīng)。綜上所述,TNF-a對常氧細(xì)胞內(nèi)HIF-la的誘導(dǎo)是在蛋白水平，但還有賴于NF-KB的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)。相反地,Peyssonnaux等［l3］提出在膿毒血癥形成過程中,HIF-la能促進(jìn)炎癥細(xì)胞因子TNF-a的分泌。TNF-a和HIF-l可能存在一個正反饋環(huán)，有著相互促進(jìn)作用?？梢婈U明其內(nèi)在的分子機(jī)制對炎癥的深入認(rèn)識有重要的指導(dǎo)意義。展望HIF-l作為低氧信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中的關(guān)鍵因子，廣泛參與多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)生和發(fā)展【20】，尤其在缺血性卒中的過程中起著非常重要的作用。對于HIF-l在缺血性腦血管病中的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑及其活性調(diào)節(jié)機(jī)制的闡明為缺血性腦血管病的治療提供了新的靶點。對于HIF-l羥化過程中的酶如PHD,FHD,VHL等，以及底物如鐵離子、2一酮戊二酸等，以及HIF-l與DNA的結(jié)合活性等進(jìn)行干預(yù)，均可以改變HIF-1的轉(zhuǎn)錄活性，誘導(dǎo)或抑制HIF-1的活性，發(fā)揮治療效果。由于HIF-1能夠調(diào)控一系列靶基因的表達(dá)，因此，針對HIF-1的治療可能遠(yuǎn)比針對單個靶基因的治療可能會有更好的療效。但同時，HIF有神經(jīng)保護(hù)和促神經(jīng)細(xì)胞凋亡的作用，它既可以參與致病，也可以抑制疾病的進(jìn)一步發(fā)展。因此，我們在針對HIF-1進(jìn)行治療時，必須保持謹(jǐn)慎。對HIF-1進(jìn)行干預(yù)的時間窗，以及進(jìn)行干預(yù)的具體內(nèi)容，誘導(dǎo)還是抑制，以及干預(yù)的持續(xù)時間、程度等都是有待進(jìn)一步研究深入的問題。我們期待將HIF-1研究的成果盡快實施于臨床。參考文獻(xiàn)：1.GLsemenza，GL 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