孕烷X受体在中枢神经系统中的功能研究进展.pdf

DOI:10.16605/ki.1007-7847.2022.08.0182孕烷 X 受体在中枢神经系统中的功能研究进展收稿日期:2022-08-05;修回日期:2022-10-17;网络首发日期:2023-02-10基金项目:辽宁省自然科学基金面上项目(2022-MS-326);辽宁省教育厅科学研究经费项目(LZ2020023);大连市高层次人才创新支持计划“青年科技之星”项目(2019RQ116);大连医科大学本科创新人才培养教学改革项目(111806010321)作者简介:李成杰(1998),男,辽宁丹东人,学生;*通信作者:栾志琳(1984),女,辽宁大连人,博士,副教授,主要从事核受体在重大代谢性疾病中的功能研究,E-mail:。李成杰1,2,罗易杨1,2,吕烨1,2,栾志琳1*(1.大连医科大学 医学科学研究院,中国辽宁 大连 116044;2.大连医科大学附属第一医院,中国辽宁 大连 116011)摘要:孕烷 X 受体(pregnane X receptor,PXR)是核受体超家族的成员之一,其本质是配体激活型转录因子。PXR 高表达于肝脏和肠道,在肾脏和脑等器官也有表达。自发现以来,PXR 就被公认为是外源物质和内源物质的感受器,在激活状态下,可以调节药物代谢酶、转运蛋白和其他代谢相关蛋白质的表达,从而起到解毒等作用。由于 PXR 高表达于肝脏和肠道,所以其在消化系统的功能被大量研究报道。近年来,随着 PXR 在越来越多的脑区被检测到,其在中枢神经系统中的生理和病生理功能被广泛关注。本文主要就 PXR 在中枢神经系统的表达谱、在血脑屏障中的功能,以及其与神经疾病和神经毒性的关系,与行为学的相关性等进行综述。上述内容一方面可指导临床合理用药,另一方面可拓展科研工作者新药研发的思路;同时,也为未来 PXR 在中枢神经系统中功能的进一步研究提供了理论基础和方法思路。关键词:孕烷 X 受体(PXR);中枢神经系统;血脑屏障;神经疾病;神经毒性;行为学中图分类号:Q42,R741文献标志码:A文章编号:1007-7847(2023)04-0305-11Research Progress on Role of Pregnane X Receptor in CentralNervous SystemLI Chengjie1,2,LUO Yiyang1,2,L譈 Ye1,2,LUAN Zhilin1*(1.Advanced Institute for Medical Sciences,Dalian Medical University,Dalian 116044,Liaoning,China;2.The First AffiliatedHospital,Dalian Medical University,Dalian 116011,Liaoning,China)Abstract:As a member of the nuclear receptor superfamily,pregnane X receptor(PXR)is a ligand-activatedtranscription factor.It is highly expressed in liver and intestine,as well as in kidney,brain and other organs.Since its discovery,PXR has been recognized as a sensor for exogenous and endogenous substances.In theactivated state,it can regulate the expression of drug-metabolizing enzymes,transporters,and other metabo-lism-related proteins to exert detoxification effects.Its functions in the digestive system have been intensivelyexplored due to its high expression in liver and intestine.In recent years,with the detection of PXR in moreand more brain regions,its physiological and pathophysiological functions in the central nervous system haveattracted much attention.This review summarized the expression profile of PXR in the central nervous sys-tem,its role in the blood-brain barrier,its relationship with neurological diseases and neurotoxicity,and itscorrelation with the behavioral science.The summary may provide guidance on clinical medication and newideas for drug development,and also be beneficial for future research on PXR functions in the central ner-vous system.Key words:pregnane X receptor(PXR);central nervous system;blood-brain barrier;neurological disease;neurotoxicity;behavioral science（Life Science Research，2023，27（4）：305-315）第 27 卷 第 4 期生命科学研究灾燥造援27 晕燥援4圆园23 年 8 月蕴蚤枣藻 杂糟蚤藻灶糟藻 砸藻泽藻葬则糟澡Aug.圆园23窑 细胞与生理学 窑生命科学研究圆园23 年核受体(nuclear receptor,NR)是一个转录因子超家族,其成员参与调节众多生理过程,如代谢、生殖、炎症和昼夜节律等。核受体可感知代谢产物水平的变化,以驱动其下游靶基因进行差异表达,从而发挥不同的生理功能1。大多数核受体都具有相同的特征性结构域,包括 N 末端结构域(N-ter-minal domain,NTD)、高度保守的 DNA 结合域(DNAbinding domain,DBD)、铰链区以及可以与激动剂或抑制剂结合的 C 末端配体结合域(ligand bindingdomain,LBD),其中 NTD 包含非配体依赖性活化功能区 1(activation function 1,AF-1),LBD 包含配体依赖性活化功能区 2(activation function 2,AF-2)2。核受体可以通过与配体结合而被激活或抑制,进而发挥作用。配体可分为内源性物质和外源性物质,内源性物质包括激素和维生素等,外源性物质包括抗生素和肠道细菌的代谢产物等3。迄今为止,核受体在人类已被发现有 48 个成员,在小鼠有 49 个成员,在大鼠有 47 个成员4。根据其生理配体和潜在功能,核受体可大致分为 3 个亚型:第一类是内分泌受体,它们是脂溶性激素和维生素的高亲和力受体;第二类是领养孤儿受体,它们最初因为序列与内分泌受体具有一定的同源性而被发现,由于相应的配体不被人所知,所以被称为孤儿受体,但随着配体的发现它们被“去孤儿化”;第三类是真正孤儿受体,它们的天然或合成配体尚未被发现,甚至它们可能没有相对应的配体5。孕烷 X 受体(pregnane X receptor,PXR)是核受体第 1 亚家族第玉组 2 号成员,所以也被命名为 NR1I26。最初人们发现,PXR 可以在外源性有害物质的激活下促进一些酶和转运蛋白的表达,而这些酶与转运蛋白又可以促进有害物质的代谢和排出,因此 PXR 被认为具有解毒功能,也被称为外源物质感受器7。但随着研究的深入,PXR 更多的功能被揭示。比如:PXR 可以调节肝脏中葡萄糖和脂质等内源性物质的代谢,并影响全身的代谢稳态8;PXR 的激活可以抑制核因子 资B(nu-clear factor-kappa B,NF-资B)靶基因的表达,减少炎症因子的释放,从而发挥抗炎效应9。近年研究表明,PXR 被其激动剂活化后可以和叉头盒 O 类蛋白(forkhead box protein O,FOXO)相互作用,下调细胞周期抑制基因的表达,从而促进细胞增殖10。以上提及的 PXR 功能均是在肝脏或肠道发现的,由于近年来 PXR 在不同物种的多种神经结构中被广泛发现,且都发挥了既重要又多样的生理和病生理功能,所以本文将根据 PXR 在脑组织的最新研究总结其在中枢神经系统的功能。1PXR 概述PXR 因能被类固醇分子激活而又被称为类固醇和外源性受体(steroid and xenobiotic receptor,SXR)6。1998 年,研究人员发现了一种新的核受体,并在公共表达序列标签(expressed sequence tag,EST)数据库进行了一系列序列检索,最后关注到了一个来自于小鼠肝脏 cDNA 文库的克隆片段,它与很多核受体的 LBD 具有同源性,根据这部分序列信息,小鼠 PXR(mPXR)的 cDNA 首次被克隆11。随后,人 PXR(hPXR)的 cDNA 也被克隆12。在人体内,PXR 主要在肝脏、小肠和结肠表达,肾脏、肾上腺和脑等器官也有少量表达13。和大部分核受体一样,PXR 包括 AF-1、高度保守的DBD、相对较短的铰链区、LBD 其他部分和 AF-2(图 1A)。其中,DBD 包含两个锌指结构和一个核定位序列(nuclear localization sequence,NLS)。PXR可以通过锌指结构与维甲酸 X 受体(retinoid Xreceptor,RXR)组成异二聚体,进而与特异的 DNA反应元件相结合14。PXR 蛋白 LBD 中大且灵活的配体结合口袋使它能够与众多不同结构的内源性和外源性配体结合,受体的空腔主要是疏水的,但有 8 个极性的残基分布在结合口袋表面,这也在一定程度上反映了与之结合配体的特征,这些配体通常是具有少量极性基团的亲脂化合物14-15。PXR 的配体繁多复杂,主要可以分为内源性配体和外源性配体。内源性配体主要包括激素、激素代谢物和胆汁酸等,外源性配体主要包括合成药物、自然产物、环境化学制品和微生物代谢物等。其中,合成药物又包括抗生素利福平、抗癌化疗药、糖皮质激素类药物地塞米松、降胆固醇他汀类药物、钙通道阻滞剂和巴比妥类药物等16-18。另外,PXR 的配体显示出物种差异性,这是因为不同物种 PXR 的 LBD 同源性较低17,19(图 1B)。PXR 可通过直接与配体结合的方式被激活或抑制。在小鼠肝脏细胞中,PXR 主要位于细胞质,并与热休克蛋白 90(heat shock protein 90,HSP90)和胞质组成型雄甾烷受体(constitutive androstanereceptor,CAR)驻留蛋白(cytoplasmic CAR reten-tion protein,CCRP)形成复合物,在配体与 PXR 结合后,PXR 从蛋白质复合物中分离并依赖 NLS 易306第 4 期李成杰等：孕烷 X 受体在中枢神经系统中的功能研究进展图 1PXR 的蛋白质结构与配体依赖性转录活性调控机制示意图(A)PXR 的一般结构。PXR的一般结构包括非配体依赖性活化功能区 1(AF-1)、高度保守的 DNA 结合域(DBD)、相对较短的铰链区以及配体结合域(LBD),LBD还包含配体依赖性活化功能区 2(AF-2);(B)PXR结构域氨基酸序列的同源性比较。在人、兔、小鼠、大鼠中,DBD 高度保守,LBD 差异较大;(C)PXR 经配体激活后参与代谢相关酶和外排性转运蛋白的转录调节。Fig.1The protein structure and regulation mechanism of ligand dependent transcriptional activity of PXR(A)The general structure of PXR.It contains a AF-1 domain,a highly conserved DBD,a relatively short hinge region,and aLBD,and the LBD also contains a AF-2 domain;(B)Comparison of amino acid sequence homology in PXR structural domains ofseveral vertebrates.The DBD is highly conserved and the LBD varies greatly in sequences of different species;(C)Transcriptio-nal regulation of metabolism-related enzymes and efflux transporters by ligand-activated PXR.位到细胞核20-21。在细胞核,PXR 和 RXR 结合为异二聚体后与位于靶基因 5忆端的启动子区域的生物异源物质效应元件(xenobiotic response ele-ment,XRE)结合,从而启动转录过程22(图 1C)。实际上,在结合配体后,PXR 的 LBD 可发生构象变化,这使得它可以招募共活化因子或共抑制因子,从而促进或抑制靶基因转录23。PXR 也可以通过间接机制被激活或抑制,但具体机制暂时不清楚,可能涉及细胞周期蛋白依赖性激酶信号通路24。除此之外,PXR 的激活还可以被翻译后修饰调节,具体包括泛素化、磷酸化、SUMO 化和乙酰化25。2PXR 在中枢神经系统的表达2.1PXR 在中枢神经系统的表达谱至今,人们在小鼠、大鼠、兔、猪和人类等许多物种的中枢神经系统都检测到 PXR 的表达,而已知的 PXR 在每个物种的表达脑区也不尽相同,主要涉及的脑区有大脑皮质、海马、小脑和毛细血管等13,26-38。表 1 根据目前的研究具体总结了 PXR在不同物种中枢神经系统的表达谱。实际上,从mRNA 表达水平上来说,PXR 在人脑中的表达明显低于肝脏和肠道13。2.2配体对中枢神经系统 PXR 表达的影响当中枢神经系统的细胞暴露于 PXR 的配体后,PXR 不但会被激活或抑制,其表达量往往也会发生改变。表 2 总结了配体对中枢神经系统PXR表达的影响。本文涉及的配体均为 PXR 激活剂,但它们对 PXR 表达的影响却不尽相同。少数实验结果是无明显变化,比如:用地塞米松处理小鼠和用利福平处理猪之后,PXR 在小鼠的血脑屏障和猪的脑膜、大脑皮质、中脑、海马、小脑、脑毛细血管中的表达基本不变32,35。另一些实验结果是下调,比如:小鼠的少突胶质细胞暴露于地塞米松、人脑源性微血管内皮细胞(human brain-derivedmicrovessel endothelial cell,hBDMEC)暴露于 Z-没药甾酮之后,这些细胞内的 PXR 表达量减少39-40。在其他大部分实验中,配体对 PXR 表达的影响是上调。Narang 等41报道,当将大鼠的脑毛细血管内皮细胞暴露于地塞米松一段时间后又置于无地塞米松的条件下培养时,PXR 的表达是先增加而后恢复到对照组水平,这说明地塞米松对 PXR 表达的影响具有可逆性,进一步的研究证明这种影响部分依赖于糖皮质激素受体(glucocorticoid recep-tor,GR)信号通路。另有研究报道,大鼠脑毛细血管内皮细胞暴露于地塞米松、猪脑毛细血管内皮细胞暴露于利福平和贯叶金丝桃素后,PXR 的表达均增加且表现出时间依赖性和浓度依赖性36,42-43。除此之外,大鼠的脑毛细血管细胞暴露于卡马西平等药物、小鼠的海马细胞暴露于壬基酚以及人脑毛细血管细胞暴露于利福平之后,PXR 的表达也相应增加30,40,44。(A)AF-1DBDHingeLBDAF-2(B)(C)Human AF-1 DBD HingeLBDRabbitMouseRat94%82%96%77%96%76%LigandPXRRXRmRNATransporterEnzymeHeterodimer307生命科学研究圆园23 年表 1PXR 在中枢神经系统的表达谱Table 1The expression profile of PXR in the central nervous system of different speciesSpeciesRatMouseRabbitPigHumanExpression area in brainCortexHippocampusMidbrainBrain capillariesHippocampusCerebellumBrain capillariesOligodendrocytesCortex,midbrain,cerebellumMeninges,cortex,hippocampus,midbrain,cerebellumBrain capillariesThalamus,pons,spinal cord,medullaCerebellumBrain capillariesExamined expression formmRNAmRNA,proteinmRNA,proteinmRNA,proteinmRNA,proteinmRNAmRNA,proteinmRNA,proteinmRNAmRNAmRNA,proteinmRNAmRNAmRNA,proteinReference2627282930313233343535-363713382.3致病物质对中枢神经系统 PXR 表达的影响除了配体,一些致病物质或有毒物质也会影响 PXR 在中枢神经系统的表达。过量的贫铀和胆红素对机体有很强的毒性,红藻氨酸(kainic acid,KA)和 L-谷氨酸可以诱导癫痫,茁 淀粉样蛋白(amy-loid 茁-protein,A茁)可以诱导阿尔茨海默病(Alzhei-mer s disease,AD);在上述物质中,除了 A茁 使脑中 PXR 表达减少,其他物质都能使中枢神经系统的 PXR 表达增加26-27,31,45-46(表 3)。3PXR 在血脑屏障中的功能3.1PXR 调节靶基因转录PXR 本质上是一种转录因子,其主要功能是调节靶基因转录。目前,关于 PXR 靶基因的研究主要集中在 ATP 结合盒蛋白(ATP-binding cassetteprotein,ABC protein)和参与药物代谢的酶。在同一物种中,如果在其他组织中证明了某基因是PXR 的靶基因,且在血脑屏障中 PXR 和靶基因表 2配体对 PXR 在中枢神经系统表达的影响Table 2Effects of ligands on PXR expression in the central nervous system of different speciesSpeciesRatMousePigHumanLigandDexamethasoneCarbamazepine,phenobarbital,phenytoinNonylphenolDexamethasoneRifampicinRifampicin,hyperforinZ-GuggulsteroneRifampicinExperimental modeIn vivo,in vitroIn vitroIn vitroIn vivoIn vitroIn vivoIn vitroIn vitroIn vitroObserved brain areaBrain capillariesBrain capillariesHippocampusBrain capillariesOligodendrocytesMeninges,cortex,midbrain,hippocampus,cerebellum,brain capillariesBrain capillariesBrain capillariesBrain capillariesExamined expression formmRNA,proteinProteinmRNA,proteinProteinmRNAmRNAmRNAProteinProteinEffectUp-regulationUp-regulationUp-regulationNo effectDown-regulationNo effectUp-regulationDown-regulationUp-regulationReference41-42443032393536,434040表 3致病物质对 PXR 在中枢神经系统表达的影响Table 3Effects of pathogenic substances on PXR expression in the central nervous system of different speciesSpeciesRatMousePigPathogenicsubstanceDepleted uraniumKainic acidBilirubinL-GlutamateAmyloid 茁-proteinInduceddiseaseCytotoxicityEpilepsyHyperbilirubinemiaEpilepsyAlzheimer s diseaseExperimentalmodeIn vivoIn vivoIn vivoIn vitroIn vitroObservedbrain areaCortexHippocampusCerebellumBrain capillariesBrain capillariesExaminedexpression formmRNAmRNA,proteinmRNAProteinProteinEffectUp-regulationUp-regulationUp-regulationUp-regulationDown-regulationReference2627314546308第 4 期表 4在血脑屏障受 PXR 调节的靶基因Table 4Target genes regulated by PXR at the blood-brain barrier of different species都表达,那么在理论上可以说 PXR 也在血脑屏障中调节该基因的表达。按照这种思路,参考既往文献29,38,47-53报道,我们推测 P-糖蛋白(P-glyco原protein,P-gp)基因、多药耐药相关蛋白 2(multidrugresistance-associated protein 2,MRP2/ABCC2)基因、细胞色素 P450 3A4(cytochrome P450 3A4,C-YP3A4)基因和有机阴离子转运多肽2(organic aniontransporting polypeptide 2,OATP2)基因在某些物种血脑屏障上的表达可能受到 PXR 的调节(表 4)。3.2PXR 和 P-糖蛋白P-gp 又叫作多药耐药蛋白 1(multidrug resis-tance protein 1,MDR1),是 ABC 蛋白超家族 B 亚家族 1 号成员,因此也被称为 ABCB1,它是一种依赖于 ATP 的外排性转运蛋白,位于很多类型的细胞质膜上,许多不同结构的化合物(包括药物和环境毒素)已经被证明是它的底物54。PXR 和 P-gp对药物治疗的影响具有两面性。一方面,它们可以减少毒性药物在脑的大量积累。在中枢神经系统的临床用药过程中,阿米替林(amitriptyline,AMI)和其代谢产物去甲替林(nortriptyline,NOR)常引起较为严重的中枢神经系统中毒,同时它们也都是P-gp 的底物。有研究表明,给予 AMI 中毒的大鼠一定剂量的地塞米松,可以激活其血脑屏障中的PXR,从而上调 P-gp 的表达,增加 NOR 的排出,最终缓解中毒42。另一方面,它们也可能降低一些药物在脑中的浓度从而降低治疗效果。长春新碱是一种可用于治疗颅内肿瘤的化疗药,也是 P-gp的底物之一。在临床上,颅内肿瘤化疗时人们通常合并使用地塞米松,以减轻疼痛和脑水肿。在体外培养的大鼠血脑屏障内皮细胞中进行的实验表明:地塞米松可通过 PXR 和 GR 依赖的方式上调该细胞 P-gp 的表达,从而更加限制了长春新碱被大脑所摄取,最终降低治疗效果41。这为临床用药带来了一些启示:如果所用药物是 P-gp 的底物,当我们想要减轻药物造成的神经毒性时,可以使用一些 PXR 激活剂,以促进转运蛋白将毒性药物排出血脑屏障;当我们想要目标药物在脑内发挥作用时,可以减少 PXR 激活剂的使用或采用一些 PXR 抑制剂,以增加脑内药物浓度。PXR 和 P-gp 之间存在反馈通路。在人体,苯巴比妥是 PXR 的配体,同时 P-gp 也介导苯巴比妥的外向转运55-56。以此推测,在苯巴比妥的外向转运过程中,存在一个负反馈通路,即苯巴比妥激活 PXR,促进 P-gp 表达,使更多的苯巴比妥被转运到血脑屏障以外,而血脑屏障内的苯巴比妥则相对减少,其对 PXR 的激活作用相对减弱。事实上,很多 PXR 的激动剂或抑制剂同时也是 P-gp的底物或抑制剂,这会形成很多反馈通路57。这些机制可能会帮助机体更精细地调节血脑屏障内外的物质转运。3.3PXR 和多药耐药相关蛋白 2MRP2 也是 ABC 蛋白超家族的一员,主要表达在极性细胞的顶端细胞膜,它通过转运生物转化的第二阶段产物在解毒和化学保护中发挥重要作用。另外,MRP2 还可以与谷胱甘肽协同运输不带电荷的化合物,从而调节许多药物的药代动力学58。一项研究表明,MRP2 和谷胱甘肽 S-转移酶-仔(glutathione S-transferase-仔,GST仔)均在大鼠脑毛细血管内皮细胞中表达,且 PXR 配体孕烯醇酮-16琢-腈(pregnenolone-16琢-carbonitrile,PCN)可上调它们的蛋白质表达水平。进一步的免疫荧光染色显示,GST仔 与 MRP2 大多有相同的定位。这些结果提示:代谢酶和外排性转运蛋白存在功能偶联;与肝细胞一样,脑毛细血管也具有由核受体、代谢酶和外排性转运蛋白组成的调节网络,它可以调节血脑屏障的功能49。我们推测这种协同功能的机制可能是:脑内的代谢废物或毒性物质与 PXR 结合,从而上调代谢酶和外排性转运蛋白的表达,这些代谢废物或毒性物质被代谢酶转化为转运蛋白的底物,进而被排出血脑屏障。3.4PXR 和紧密连接蛋白屏障的基本单位由脑毛细血管内皮细胞、星SpeciesHumanRatTarget geneP-gpCYP3A4MRP2OATP2Reference proving the geneis a target gene of PXR47485052Reference proving the gene andPXR gene express at the blood-brain barrier3838,4929,5129,53李成杰等：孕烷 X 受体在中枢神经系统中的功能研究进展309生命科学研究圆园23 年形胶质细胞、周细胞和相邻的神经元组成,内皮细胞通过连接复合体连接,其中就包括紧密连接59。紧密连接通过调节液体、离子和小血浆蛋白的扩散以及血细胞的渗透,从而控制内皮细胞旁路通透性60。在野生型小鼠血脑屏障表达的紧密连接蛋白主要是带状闭合蛋白 1(zonula occludens-1,ZO1)和封闭蛋白 5(claudin-5,CLDN5),而在 PXR基因敲除小鼠的血脑屏障中,ZO1 表达减少,CL-DN5 表达不变,这提示 PXR 和紧密连接蛋白 ZO1的表达相关61。4PXR 和神经相关疾病4.1PXR 和阿尔茨海默病AD 是引发痴呆的原因之一,指的是与年龄相关的伴有特殊神经病理学的认知和功能衰退62。根据神经病理学和临床检查,AD 的特点是:存在淀粉样斑块和神经原纤维缠结,并伴有大脑淀粉样血管病(cerebral amyloid angiopathy,CAA)和神经胶质反应。淀粉样斑块主要由 A茁 组成,A茁 主要积聚在大脑皮质和海马,其与小胶质细胞反应相关,并可导致多种细胞毒性因子的产生。毒性微环境、淀粉样斑块和神经原纤维缠结共同导致了 AD 的发生和神经元减少57。此外,AD 患者脑脊液中的胆固醇和氧化固醇浓度明显高于健康人63。现有研究提示,PXR 激活对患有 AD 的机体起到保护作用。首先,PXR 激活可以增加 A茁 的排出,从而减轻 AD。在正常人的血脑屏障中,PXR 激活上调P-gp 的表达,P-gp 介导 A茁 从脑到循环血液的排出。有研究利用体外制备的囊泡和 Western-blot技术直接证明了 P-gp 和 ATP 可以转运 A茁64;还有报道指出,在未痴呆的死亡受试者脑中,脑血管内皮细胞 P-gp 的表达和脑组织 A茁 的累积量呈明显的负相关65。在 AD 患者的血脑屏障中,P-gp 的表达减少且功能降低。相关免疫组织化学染色结果提示,与正常人相比,AD 患者大脑皮质血管内皮细胞中的 P-gp 表达明显降低66。一项用(R)-11C维拉帕米和正电子发射断层扫描(positron emis-sion tomography,PET)技术评估 AD 患者 P-gp 功能的研究显示:与健康人相比,AD 患者血脑屏障的 P-gp 功能降低67。有趣的是,A茁 也能下调 PXR的表达以及 P-gp 的表达和功能活性。将猪脑内皮细胞(porcine brain endothelial cell,PBEC)暴露于 A茁 后,PXR 表达减少,P-gp 的表达和活性也降低46。这里就存在一个正反馈调节,即 AD 患者脑中本来就存在一定的 A茁 累积,而 A茁 又能下调PXR 的表达以及 P-gp 的表达和功能活性,这又进一步加重了 A茁 的累积,最终导致 AD 逐渐加重。综上所述,PXR 可能是减少 AD 患者脑中 A茁累积的靶点之一。据报道,用罗氟司特(roflumilast,ROF)处理 AD 模型小鼠可以起到治疗效果,其原因之一就是 ROF 增加了 PXR 和 P-gp 的表达,减少了海马中 A茁 的累积68。其次,PXR 激活可以增加胆固醇的排出,从而减轻 AD。在过去的研究中,别孕烯醇酮(allo-pregnanolone,AP琢)被证明可以改善 AD 模型小鼠的学习和记忆缺陷,于是有人想观察 AP琢 对 A茁累积的影响。研究者用 AP琢 分别处理两组 AD 模型小鼠,一组小鼠还没有出现 A茁 累积,而另一组则已经出现。一段时间后,前者脑中 A茁 的累积较对照组明显减少,而后者则只有高相对分子质量的 A茁 明显降低。这说明 AP琢 抑制了 A茁 的寡聚过程。由于 AP琢 已被提出通过 PXR 调节胆固醇稳态,而胆固醇稳态失调又和 A茁 累积相关,故研究者又观察了两组小鼠的 PXR 变化,结果显示:前者 PXR 表达增加,后者 PXR 表达减少。根据实验结果,研究者认为 A茁 累积减少的机制可能是:AP琢 诱导 PXR 表达增加,导致 CYP3A4、CYP3A13和有机阴离子转运蛋白的活化,从而加快胆固醇的代谢和排出,进而减少 A茁 的累积69。根据上述AP琢 治疗效果的特点可知:如果该成果未来被应用于临床,其主要适用范围应该是有家族史的潜在发病人群和被诊断为轻度认知障碍的患者。最后,PXR 可以促进某些酶的表达,从而保护少突胶质细胞。从 AD 的病理来看,少突胶质细胞参与了和炎性酶如:分泌型磷酸酯酶 A2(sec-reted phospholipase A2,sPLA2)升高相关的炎症过程。同时,在 AD 的早期,患者血浆和脑脊液中氧化固醇的浓度增加,而在晚期,患者血浆中的氧化固醇浓度降低。于是有人对氧化固醇对少突胶质细胞的影响产生了兴趣。实验结果表明:高浓度的氧化固醇可以改变少突胶质细胞形态并诱导细胞凋亡,同时高浓度的氧化固醇也可以通过PXR 激活 sPLA2-域A,而 sPLA2-域A 可以保护细胞形态和减少细胞死亡33。一般来说,PXR 的解毒机制主要为:其被毒物刺激后,调节各种代谢酶和转运蛋白的表达,从而将毒物转化或排出。而在这项研究中,PXR 被毒物刺激后,可以调节310第 4 期对细胞有保护作用的酶的表达,从而起到解毒作用,这可能是一种新的 PXR 解毒机制。至于sPLA2-域A 保护细胞的机制还有待进一步研究。4.2PXR 和癫痫临床癫痫发作被定义为可以引起短暂的临床症状和体征的脑内异常的同步神经元活动。癫痫发作的病因主要包括结构性病变、遗传因素、感染、代谢紊乱、免疫性因素和未知因素,不同年龄人群的常见病因不尽相同70。耐药性癫痫(drug-resistant epilepsy,DRE)发生在大约 30%的癫痫患者中,因此癫痫的耐药机制受到广泛关注45。一方面,癫痫本身的特点导致了它的耐药性。一项利用耐药性癫痫患者脑标本进行的研究表明:与正常人相比,患者的脑毛细血管内皮细胞中 PXR、GR、CYP3A4 和 CYP2C9 的表达均增加;进一步的研究表明:在癫痫患者的脑组织中,病理生理改变、药物的生物转化以及合并症共同导致了 PXR 和 GR 的表达增加,其中,GR调控 CYP3A4、CYP2C9 和 PXR 的表达,而PXR 直接调控 CYP3A4 的表达并部分调控 CYP2C9 的表达,这些均导致 CYP3A4 和 CYP2C9 的表达增加,CYP3A4 和 CYP2C9 参与药物的代谢,最终导致癫痫的耐药性71。另一方面,抗癫痫药物(anti-epileptic drug,AED)也会导致耐药性。将体外培养的大鼠脑毛细血管内皮细胞暴露于卡马西平、苯巴比妥、苯妥英、托吡酯、噻加宾和左乙拉西坦 6种 AED 后,P-gp、MRP1 和 MRP2 的表达均增加,其中卡马西平、苯巴比妥和苯妥英能使 PXR 的表达明显增加;进一步研究发现,卡马西平、苯巴比妥和苯妥英诱导的 P-gp 和 MRPs 的表达与 PXR的表达增加有关。根据实验结果,研究者认为:卡马西平、苯巴比妥和苯妥英可以通过上调 PXR 的表达使 P-gp、MRP1 和 MRP2 的表达增加,最终导致 AED 在中枢神经系统的浓度降低,这可能是导致癫痫耐药性的一种机制44。也有人用体外培养的小鼠脑毛细血管内皮细胞同时围绕以上两个因素进行了研究。Ke 等45用 L-谷氨酸处理细胞来诱导癫痫状态,用卡马西平处理细胞来模拟药物治疗状态,结果表明:无论是用 L-谷氨酸或卡马西平单独处理细胞,还是二者联合处理细胞,P-gp、CYP3A、PXR 和 NF-资B 的表达均增加;且后续研究证明:P-gp 的表达增加主要由 PXR 介导,CYP3A 的表达增加主要由 NF-资B 介导。依据实验结果,结合卡马西平是 PXR 和 CYP 的底物,研究者认为,癫痫发作和某些 AED 的治疗可通过PXR 和 NF-资B 的介导增加 P-gp 和 CYP3A 的表达,进而促进 AED 排出和代谢,最终导致癫痫的耐药性。从上述提及的机制可知,PXR 是导致癫痫患者产生耐药性的关键物质。为了减少这种耐药性,我们可以选择或开发与 PXR 调节的酶或转运蛋白无关的药物;此外,抑制 PXR 的表达和活性可能也是一种途径。癫痫患者对