检验医学与临床2015年11月第12卷第22期Lab Med Clin,November 2O15,Vo1.12,No.22 ・・ 3435 ・ 综 述・ 肿瘤坏死因子在缺血性脑血管病发病机制中作用的 研究进展 李 娜 综述,胡晓芳 ,郑 伟 审校(1.辽宁医学院研究生院,辽宁锦州 121001;2.沈阳 军区总医院检验科,沈阳 110016) 【关键词】肿瘤坏死因子; 缺血性脑血管病; 发病机制 DOI:10.3969/j.issn.1672-9455.2015.22.060 文献标志码:A 文章编号:1672—9455(2015)22—3435—03 脑血管病已成为危害我国中老年人身体健康和生命的主 要疾病,其中缺血性脑血管病在脑血管病中占有6O ~80 。 缺血性脑血管病作为脑血管病的重要亚型,具有高发病、高致 残及高致死性的特点,长期以来一直缺乏有效的治疗手段,给 社会及家庭造成沉重的经济和心理负担。因此对于其发病机 制的研究显得尤为重要。近年来,随着对缺血性脑血管病发病 机制研究的不断深入,越来越多的证据显示免疫应答与炎性反 应、血小板活化等均在缺血性脑血管病发病机制中发挥着重要 作用。另有研究显示,肿瘤坏死因子(TNF)作为重要的促炎症 因子,其可介导相关炎性反应,并可导致血小板活化。本文针 对TNF的促炎作用及其对血小板活化的调控两个方面,对 TNF在缺血性脑血管病发病机制中的作用综述如下。 1 TNF介导的炎性反应在缺血性脑血管病发病机制中的 作用 1.1 TNF的生物学特性TNF主要由活化的巨噬细胞,NK 细胞及T淋巴细胞产生,1985年Shalaby把巨噬细胞产生的 TNF命名为TNF_ ,把T淋巴细胞产生的淋巴毒素命名为 TNF—B。人类TNF—d定位于6p21.4,长约3.6 kbp,有4个外 显子和3个内含子,与主要组织相容性复合体(MHC)基因紧 密连锁位于人类白细胞抗原HLA-B和HLA—C2位点之间的 人类主要组织相容性复合体11I(MHCⅢ类)基因区内,由TNF- A和TNF-B组成,分别编码TNF- ̄和TNF-13l1]。TNF-13基因 位于TNF-a基因的5 端,相隔1.2 kbp,每个基因约有3 000 个碱基对,有4个外显子和3个内含子,其中第4个外显子与 TNF- 高度同源,编码8O ~9O 的成熟蛋白质,这些均提示 这两个基因来自同一个祖先。TNF—a有两种受体,分别是相 对分子质量为55 000的肿瘤坏死因子受体I(TNFR I)及相 对分子质量为75 000的肿瘤坏死因子受体II(TNFR II)。 TNF_d大部分生物学活性是由TNFR I所介导,在细胞损伤、 细胞的程序性死亡、激活NF一 B等生物活性的传递过程中起 重要作用。TNFR II通过促进TNF-a结合TNFR I而增加 TNFR I诱导的作用,同时增加细胞间黏附分子一1(ICAM-1) 的表达。 1.2 TNF介导的炎性反应与缺血性脑血管病的关系TNF 主要通过以下方式介导炎性反应:(1)TNF- ̄与内皮细胞结合 可增加过氧化物阴离子产生,刺激细胞脱颗粒和髓过氧化物 酶,从而使内皮细胞分泌白细胞介素(IL一8和IL一1)和粒细胞一 巨噬细胞集落刺激因子(GM—CSF)等炎性因子增加,并促使中 * 基金项目:辽宁省自然科学基金资助项目(201102240)。 通讯作者.E—mail:zhengweidr@163.tom。 性粒细胞在内皮细胞上黏附,进而刺激机体局部发生炎性反 应;(2)TNF—a通过刺激单核细胞和巨噬细胞生成并释放IL 1、IL一8,导致炎症进一步发展扩大[2]。另有研究表明,TNF_a 通过激活诱导型一氧化氮合酶(iNOs),使N0合成增加,进而 刺激外周血单核细胞释放IL一8,使炎性反应进一步加重口]。 有研究显示,炎性反应在缺血性脑血管病发病机制中发挥 重要作用[4]。当发生缺血性脑血管病时,由于缺氧等因素可刺 激内皮细胞、多形核白细胞和巨噬细胞、小胶质细胞以及星形 胶质细胞等一些具有免疫活性的细胞产生细胞因子,如TNF_ “和IL 6等。Martinez Sfinchez等lc 认为在脑缺血发生后12 h 内血浆TNF-a浓度达到高峰。TNF对白细胞具有趋化作用, 并可诱导内皮细胞表达ICAM一1、P一选择素等黏附分子,同时 具有神经毒性作用,可诱导神经细胞凋亡并可提高星形胶质细 胞内MHClI表达,从而引起白细胞滤过及破坏血脑屏障;而 IL一6可诱导内皮细胞、白细胞、血小板等其基因表达,从而可对 大脑产生二次损伤 ]。由此提示,TNF通过诱导ICAM一1、P 选择素等黏附分子表达以及MHCⅡ的过度活化从而参与缺 血性脑血管病的发生。 1.3血小板活化及早期凋亡信号的表达在缺血性脑血管病发 病机制中的作用 在缺血性脑血管病发病机制中,血小板发挥 重要作用。血小板被活化后,可结合于单核细胞、粒细胞,从而 削弱内皮下层,因此与动脉粥样硬化炎症过程有关。Park 等[7 认为TNF—a可能调控血小板的活化。Pignatelli等 8 报道 称TNF—a通过激活花生四烯酸途径来活化血小板。 Nagahama等l_g 认为TNF- 等因子可能与血小板活化标 志物如P一选择素(CD62p)及结合素V等有关。线粒体内跨膜 电位的去极化可引起血小板凋亡,并可表达多种凋亡相关物质 如胱天蛋白酶(caspase一3、caspase ̄8、caspase-9)及Bax、Bcl一2 等。Cevik等_1叩发现在缺血性脑血管病发病早期阶段,炎症可 引起血小板活化及早期凋亡信号的表达,并且血小板活化及早 期凋亡信号的表达增强与血液循环中高浓度的TNF_a有关。 这可能提示在高浓度的TNF_a影响下,血小板可被TNF_a引 起的相关炎性因子活化,而TNF-a释放的相关凋亡蛋白可引 起血小板等缺血细胞的早期凋亡。由此提示,血栓形成有关的 机制可能在缺血性脑血管病发病机制中发挥作用。 2 TNF基因多态性在缺血性脑血管病发病机制中的作用 近年来,与环境有关的遗传变异在脑血管病发病机制中的 研究日益增多。发生在编码促炎因子基因内的多态性在缺血 检验医学与临床2015年11月第12卷第22期 I ab Med Clin,November 2015,Vo1.12,No.22 性脑血管病发病机制及预后方面发挥重要作用_1 。TNF—a和 TNF- ̄均有4个外显子及3个内含子,是脑血管病发病机制中 最复杂的促炎症因子 。 2.1 TNF— +488位G/A基因多态性 TNF—d基因筛查显 示,其第1个内含子区域下游488位存在腺嘌呤与鸟嘌呤替换 (G/A),且等位基因A与TNF—a产生增多有关_1 。Munshi 等 ” 研究显示,病例人群中TNF—a(+488)G/A基因多态性 等位基因及基因型频数与对照组显著不同,且差异有统计学意 义,并且发现AA基因型及等位基因A与缺血性脑血管病有 显著关联。其机制均和等位基因A与TNF-a产生增加有关。 血浆高TNF- 水平可能会增加血栓形成的风险,因为TNF-a 此,在缺血性脑血管病发病机制中,对TNF的研究至关重要。 参考文献 [1]um JY,An NH,Kim HM.TNF-alpha and TNF—beta gene polymorphisms in cerebral infarction[J].Mol Neu rosci,2003,21(2):167—171. [2]Li X,Huang Q,Ong CN,et a1.Chrysin sensitizes tumor necrosis factor-alpha—induced apoptosis in human tumor cells via suppression of nuclear factor—kappa B[J].Cancer Lett,2010,293(1):109—116. [3]Singh U,Kumar A,Sinha R,et a1.Calreticulin transacety— 可作用于血管内皮,增加毛细血管渗透性,活化血管内皮,引起 嗜中性粒细胞在毛细血管及小血管内大量黏附聚集。TNF—a 亦可通过各种机制如血栓形成,内皮素一1及氮氧化合物释放, 诱导白细胞聚集及滤过从而破坏血脑屏障及组织损伤等机制 使缺血损伤加重,增加梗死面积。在缺血性脑血管病人群中发 现其血浆及脑脊液中TNF_n浓度增高,TNF作为重要的促炎 性因子,可能作用于缺血性脑血管病的发生及发展。 2.2 TNF—a一308位G/A基因多态性 在众多研究TNF—a 基因多态性的文献中,研究较多的有位于TNF一“启动子上游 的一308位G/A基因多态性。但其研究结论不完全一致。可 能与种族差异等有关。如Wawrzynek等_1 对居住在波兰的 高加索人群研究发现,病例组与对照组人群中AA纯合子、GG 纯合子及G/A杂合子数目相近,无踢显差异。而Rubattu 等l_1 研究显示在意大利青少年人群中TNF-a基因变异与缺 血性脑血管病有关。Gupta等 研究发现TNF- ̄G/A基因 多态性可能与高血压及高胆固醇血症有关。 2.3 TNF-ft+252位A/O基因多态性 在TNF- ̄t第一个内 含子下游252位存在单个单核苷酸基因多态性,命名为Nco I 基因多态性(A252G,rs909253),即其存在限制性片段长度多 态性(RFLP),此由等位基因TNFB1内的鸟瞟呤和TNFB2上 的腺嘌呤组成。此基因多态性被认为与TNF- ̄转录增加及与 包括心肌梗死、缺血性脑血管病等易感性有关 。TNFB1等 位基因含有两个限制性酶切(Nco I)位点分别位于196、586 bp,TNFB2则无限制性酶切位点,其等位基因位于782 bp。而 杂合子TNFB1/B2含有3个片段分别位于782、586 bp及196 bp。TNF-f]等位基因发生在邻近TNF a启动子部位的染色体 内,选择性的激活TNF一 基因,可能会引起TNF—a产生增 加 。de Sousa Parreira等 研究发现,携带TNFB2/B2基 因型的缺血性脑血管病患者血浆TNF—a水平是其他基因型患 者的4.9倍,同时携带此基因型的患者其血浆白细胞计数、II 一6 水平、血糖水平、红细胞沉降率等均高于其他基因型,并与疾病 预后和脑梗死面积呈正相关,这些均提示此等位基因可能与缺 血性脑血管病发病及预后有关。 3小 结 TNF作为重要的促炎性因子,其通过介导相关炎性反应 及促进血小板活化在缺血性脑血管病发病机制中发挥着重要 作用。其主要通过诱导ICAM一1、P一选择素等黏附分子表达以 及炎性细胞因子MHC1I的过度活化,并且通过花生四烯酸途 径引起血小板过度活化进而参与缺血性脑血管病的发生。而 TNF—n及TNF- ̄基因多态性是导致缺血性脑血管病发生的重 要遗传因素。国内外多项研究数据表明TNF基因多态性可引 起缺血性脑血管病患者血浆及脑脊液内TNF-a水平增高。因 lase catalyzed modification of the TNF—alpha mediated pathway in the human peripheral cells by polyphenolic ac— etates[J].Chem Biol Interact,2010,185(3):263—270. [4]Bokhari FA,Shakoori TA,Butt A,et a1.TNF-alpha:a risk factor for ischemic stroke[J].J Ayub Med Coil Abbotta— bad,2014,26(2):l1l一114. r5]Martinez—Sdnchez P,Guti6rrez—Ferndndez M,Fuentes B, et a1.Biochemical and inflammatory blomarkers in Ische— mic stroke:translation study between humans and two ex- perimental rat model[J].J Transl Med,2014,12:220— 223. [61 Wang Q,Tang XN,Yenari MA.The inflammatory re— sponse in stroke[J].J Neuroimmunol,2007,184(1/2): 53-68. [71 Park KM,Bowers WJ.Tumor necrosis factor-alpha medi ated signaling in neuronal homeostasis and dysfunction [J].Cell Signal,2001,22(7):977—983. [81 Pignatelli P,De Blase L,Lenti I ,et a1.Tumor necrosis factor—alpha as trigger of platelet activation in patients with heartfailure[J].Blood,2005,106(6):1992—1994. r-9]Nagahama M,Nomura S,Ozaki Y,et a1.Platelet activation markers and solubleadhesion molecules in patients with systemic lupus erythematosus[J].Autoimmunity,2001, 33(2):85—94. [1O]Cevik O,Adiquzel Z,Baykal Z,et a1.The apoptotie actions of platelets in acute ischemic stroke rJ].Mol Biol Rep, 2013,40(12):6721—6727. [u]de Sousa Parreira J,Kallaur AP,Lehmann MF,et a1. Tumor necrosis factor beta Nco I polymorphism (rs909253)is associated with inflammatory and metabol— ic markers in acute ischemic stroke[J].Metab Brain Dis, 2015,30(1):159-167. [1 2]Jongeneel CV,Beutler B.Genetic polymorphism in the human TNF region:correlation or causation?[J].J 1n— flamm,1995—1996,46(1):iii—vi. [131 Munshi A,Raieshwar K,Kaul S,et a1.Association of tumor necrosis factor-a and matrix meta1loDroteinase一3 gene variants with stroke[J].Europe,2011,18(8):1053— 1059. [141 Wawrzynek A,Dobiala J,Wender M,et a1.TNF—d gene G-308A polymorphism and the risk of ischemic stroke [J1.Neurol Neuroehiru,2014,48(6):387—390. 检验医学与临床2015年11月第12卷第22期Lab Med Clin,November 2015,Vo1.12,No.22 ・3437. [15]Rubattu S,Speranza R,Ferrari M,et a1.A role of TNF— alpha gene variant on j uvenile ischemic stroke:a case—con— [17]Wang X,Cheng S,Brophy VH,et a1.A meta—analysis of candidate gene polymorphisms and ischemic stroke in six study populations:association of lymphotoxin—alpha in trol study[J].Eur J Neurol,2005,12(12):989—993. [16]Gupta V,Gupta A,Jafar T,et a1.Association of TNF-d promoter gene G一308A polymorphism with metabolic syndrome,insulin resistance,serum TNF—d and leptin lev— non—hypertensive patients[J].Stroke,2009,40(3):683— 695. els in Indian aduh women[J].Cytokine,2012,57(1):32— 36. (收稿日期:2015—03—25 修回日期:2015—08—15) ・综 述・ 肿瘤细胞休眠的新机制研究进展 李 明 综述,刘跃亮 △审校(1.重庆市巫溪县人民医院检验科检验科400000) 405800;2.重庆市中医院 【关键词】肿瘤转移; 肿瘤复发;肿瘤细胞休眠 DOI:10.3969l/j.issn.1672—9455.2015.22.061 文献标志码:A 文章编号:1672—9455(2015)22—3437—03 生物细胞休眠是普遍存在于生物界的一种自然现象。近 年来众多研究表明,肿瘤细胞休眠是肿瘤复发和远处转移的主 要原因。对肿瘤细胞休眠机制研究,目前较明确的机制,如各 种因素激活休眠相关基因、暂时性抑制肿瘤血管生成、肿瘤细 胞自身的免疫逃逸、生物体癌基因与抑癌基因之间的相互作 现分散现象,而且具有异质性 ],这群细胞被从休眠中唤醒后, 在周围微环境适宜的条件下,可能再次诱发肿瘤复发。肿瘤细 胞进入休眠状态,有其独特的机制,与发生转移的肿瘤细胞不 同。转移的肿瘤细胞,先在经过上皮细胞与间叶细胞之间的过 渡转换_】],这种过渡细胞可能会稍晚于肿瘤细胞发生分散。早 用、信号转导的分子机制等因素。然而,研究的主要目的是发 掘更有效的肿瘤治疗方法与手段,如通过有意地促进肿瘤细胞 休眠,延缓肿瘤转移与复发,抑制恶性肿瘤的快速进展,在早期 即抑制肿瘤的发展等。本方通过阅读大量文献,收集并整理针 期发生分散的肿瘤细胞,先经过长时间的休眠,再过渡为可转 移的肿瘤细胞 ]。关于肿瘤细胞团早期发生分散,目前可获得 的研究数据表明,首先,早期分散的肿瘤细胞经过独自的分化 并最终发展为与原发肿瘤细胞不同的生物学特性[1],这解释了 对肿瘤细胞休眠的新思路、新方法及通过建立各种实验动物模 型并进行科学观察得出的最新进展,为肿瘤治疗新方法、新思 路提供有力的科学依据和理论支持,现综述如下。 1肿瘤转移和复发 肿瘤患者死亡的主要原因就是肿瘤转移和(或)抗肿瘤治 为什么常规抗肿瘤治疗没有明显的效果;其次,实验动物模型 研究表明,发生分散的肿瘤细胞处于休眠状态,这得到了临床 证据支持 ],长时间的休眠和分散,使得这部分肿瘤细胞对常 规抗肿瘤治疗不敏感,成为后期复发的源头。此外,转移生态 位学说认为,早期发生分散的肿瘤细胞在机体内其他部位获得 疗后复发,而且在早期并没有发现转移或复发的任何迹象。这 种令人费解的临床现象,成为现代肿瘤学理论研究人员的研究 热点与重点。肿瘤细胞分散地存在并且播散到机体的其他部 位或组织,多数学者认为这可能在肿瘤诊断的早期就已经发 生。对肿瘤患者实施辅助治疗,通常被认为可以有效预防局部 肿瘤复发或可以靶向抑制残留病灶内的肿瘤细胞。临床数据 表明部分患者通过辅助治疗得到一定的治疗效果,但是,不是 所有患者都能获得同样的效果。有研究数据证实,残留病灶内 了一定的营养物质支持 ]。早期分散的肿瘤细胞会主动发展 为肿瘤转移,即使这部分细胞一直处于休眠状态,这表现为早 期分散的肿瘤细胞和发生转移的肿瘤细胞有着密切的关系,早 期分散的肿瘤细胞群可以逃避抗肿瘤药物而生存下来_6],成为 晚期肿瘤转移的源头。原发肿瘤与复发肿瘤细胞之间,其生物 特性是有差异的,这种差异体现在残留于患者体内休眠的肿瘤 细胞所表现出来的独特的生物学特征。 2.2休眠中的肿瘤细胞 有关肿瘤休眠,最早期是2o世纪 40年代由wIlis等人研究发现并命名;后来,被Hadfield等人 再次进行了较详细的描述。这两篇文献都源于在研究中观察 到肿瘤细胞有丝分裂周期停滞和细胞增殖抑制。休眠,被形容 为三种形式:细胞休眠,通过内在的或外在的机制使实体肿瘤 细胞或分散的肿瘤细胞处于沉默状态[7 ;血管生成休眠,即肿 瘤细胞团块内部,存活的分散的肿瘤细胞与因血管生成不良而 死亡的肿瘤细胞之间的平衡;免疫介导的休眠,即肿瘤细胞团 块内细胞本身分泌的毒素物质的作用 使该团块细胞数量保 持相对平衡。临床研究表明,散在的单个肿瘤细胞是不具有增 散在的肿瘤细胞,其生物学特性与原发肿瘤或已经发生转移的 肿瘤细胞的生物学特性有很大差异,造成这种差异的主要原因 是分散于病灶内的肿瘤细胞可以使患者无任何临床症状和不 表达可检测到的肿瘤分子标记,而且可以进入休眠状态,对靶 向治疗药物或常规抗肿瘤药物不敏感或逃避。如乳腺癌患者 中,大约有62 的患者在5年内再次产生可检测到的肿瘤标 记物¨]],这些结果或许在暗示分散的肿瘤细胞可以引起复发。 因此,通过靶向抑制分散的休眠中的肿瘤细胞,或许可以延长 更多肿瘤患者的生存期。 2肿瘤细胞休眠的新机制 殖能力的,因为不能检测到任何细胞增殖相关标记物信息,这 可能是细胞休眠的真实表现方式。另有学者将这一现象描述 2.1肿瘤细胞早期分散并进入休眠状态 肿瘤细胞早期就出 通讯作者。E—mail:oliu6688@163.corn。