【Ref: Karimy JK, et al. Nat Med. 2017 Aug;23(8):997-1003. doi: 10.1038/nm.4361. Epub 2017 Jul 10.】
脑室内出血（IVH）常常导致出血后脑积水（posthemorrhagic hydrocephalus，PHH）。目前，PHH的主要治疗方法为脑脊液分流术，但术后堵管和感染等并发症发生率较高。所以，寻找药物性治疗靶点仍是临床所急需。普遍认为，PHH的发生机制为脑脊液循环失衡，偏向于脑室系统梗阻和/或蛛网膜颗粒吸收障碍。然而，支持这一理论的基础研究证据却不多，它忽略脑脊液过度分泌对脑积水形成的影响。研究表明，在人和动物脑室内注射脑室血肿的代谢产物可引起脉络丛上皮（choroid plexus epithelium，CPE）的炎症反应和脑积水，可能是IVH后脑积水的分子机制之一。美国康涅狄格州纽黑文市耶鲁医学院神经外科的Jason K Karimy等通过研究，发现脑室出血后脉络丛上皮过度分泌脑脊液的炎症机制，文章发表于2017年7月的《Nature Medicine》在线。
在大鼠PHH模型中，作者发现IVH导致脑脊液过度分泌的分子机制为Toll样受体-4（TLR4）激活STE20相关脯氨酸丙氨酸丰富的蛋白激酶（SPAK），后者与脉络丛上皮顶端膜上的Na+–K+–Cl−共转运体（NKCC1）结合并使其磷酸化，最终激活NKCC1，引起脑脊液分泌过多。通过敲除TLR4基因或SPAK基因均可使脑脊液分泌正常，并显著减轻PHH症状；同样，通过药物阻断TLR4-NF-κB信号通路或SPAK-NKCC1共转运体复合体也能达到同样疗效（图1～3）。
图1. IVH引起的炎症反应可促使CPE过度分泌脑脊液，该过程可被布美他尼（NKCC1共转运体阻断剂，BUM）阻断。a.左图.大鼠体内脑脊液定量测定法示意图。黄色表示导管注射矿物油至第四脑室和中脑导水管，以阻断脑脊液循环。蓝色表示毛细导管插入侧脑室，靠近矿物油梗阻处，收集侧脑室CPE分泌的脑脊液；右上图.大鼠顶部开颅，立体定向下侧脑室注射血液或人工脑脊液,作为对照组，箭头代表注射部位，可见脑脊液流出；右下图.在活体wistar大鼠上直接测量脑脊液量，左侧箭头所指导管用于矿物油注射，右侧箭头所指为毛细导管和用于测量脑脊液的标尺。b.Vehicle对照组，仅作侧脑室穿刺，不注射任何物质，大鼠和大鼠IVH 24、48、74h和7d时脑脊液分泌率的柱状图。c.不同实验组大鼠冠状切面HE染色，可直接反映侧脑室体积；CTL代表vehicle对照组，IVH代表脑室出血后48小时，aCSF代表人工脑脊液注射对照组。d.不同实验组侧脑室体积定量柱状图。e.IVH后立即、每隔8小时，直至48小时，向脑室内注射碳酸酐酶抑制剂乙酰唑胺或NKCC1共转运体抑制剂布美他尼或腹腔注射NF-κB抑制剂PDTC，观察IVH后48小时脑脊液分泌率。f.静脉注射布美他尼对脑脊液分泌无明显影响。g.脑室内注射布美他尼可显著减少脑脊液分泌。
图2. IVH后炎症反应诱导CPE的SPAK-NKCC1复合体磷酸化和激活，导致脑脊液分泌过多。a.Western blot显示对照组和IVH组在48h的大鼠CPE裂解液中各种铁离子转运体蛋白表达情况。b.为Western blot的半定量柱状图。c.CPE裂解液中pSPAK和pNKCC1的免疫共沉淀结果；上图为pSPAK和pNKCC1，下图为总的SPAK和NKCC1；p表示磷酸化。d.CPE裂解液中SPAK和NKCC1的免疫共沉淀结果。e.荧光双标显示对照组、IVH组和PDTC组大鼠的pSPAK（绿色）和pNKCC1（红色）蛋白表达情况；蓝色为DAPI，细胞核。f.为e图荧光强度的半定量柱状图。g.基因敲除或药物阻断SPAK后IVH组脑脊液分泌情况。h.大鼠冠状切面HE染色图片显示脑室内注射各种药物后脑室大小。i.为h图脑室体积定量柱状图。
图3. IVH后SPAK-NKCC1上调导致脑脊液过度分泌必需依赖TLR4-NF-κB信号通路。a.Western blot显示，在有或无TLR4阻断剂TAK-242的情况下，对照组与IVH组大鼠在24、48小时和7天时CPE裂解液中各种铁离子转运体蛋白表达情况。b.Western blot显示，TLR4野生型和TLR4基因敲除的大鼠CPE中，各种铁离子转运体蛋白的表达情况。c、d、e和f.为半定量的柱状图。g.TLR4野生型、TLR4野生型+TAK-242和TLR4基因敲除大鼠在IVH后48小时的脑脊液分泌情况。
上述研究结果揭开过去尚未被认识的PHH后CSF过度分泌的发病机理，提示TLRs在调节脑内部环境方面发挥的作用；同时发现激酶调节CSF分泌的生理机制。作者认为针对该靶点有望用FDA已批准的药物治疗脑积水。
（湘南学院附属医院神经外科冯梦龙编译，复旦大学附属华山医院王知秋教授审校，《神外资讯》主编、复旦大学附属华山医院陈衔城教授终审）
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