综述评论世界临床药物WORLD CLINICAL DRUGS Vol.41 N〇.n
•综述靶向激肽释放酶-激肽系统缺血性脑卒中研究进展 岳佳新，王志勇*
(中国医药工业研究总院上海医药工业研究院，上海200040)
摘要：激肽释放酶-激肽系统（kallikrein-kinin system，KJCS)是哺乳动物机体内重要的生理调控系统，其通过激肽释放酶裂解激肽原产生激肽，后者与体内激肽受体结合并通过下游多条信号通路发挥生物学效应。KKS与缺血性脑卒中（ischemic stroke, I S)的发生、发展紧密相连，参与调控细胞凋亡、氧化应激和炎症反应以及血管新生等。此外，作为IS病因、病理 的重要方面，血栓性炎症的发生、发展亦涉及KKS。本文基于KKS，对其在IS疾病进程中的作用相关研究进展进行综述，以期为IS药物的研发提供新的干预靶点和策略。 关键词：激肽释放酶-激肽系统；血栓性炎症；缺血性脑卒中；细胞凋亡
中图分类号：R743.3 文献标志码：A 文章编号：1672-9188(2020) 11-0900-05
DOI：10.13683/j.wph.2020.11.012
Research progress in the treatment of ischemic stroke by targeting the kallikrein-kinin system
YUE Jia-xin, WANG Zhi-yong*
{Shanghai Institute o f P harmaceutical Industry, China State Institute o f P harmaceutical Industry, Shanghai 200040, China)
Abstract: The kallikrein-kinin system (KKS) is an important physiological regulation system of the mammals, in which kinin is produced from kininogen via kallikrein and binds to its receptors to exert various biological effects through downstream multiple signaling pathways. KKS is closely associated with the pathogenesis of ischemic stroke (IS), being involved in modulating apoptosis, oxidative stress, inflammation as well as neovascularization. Moreover, as the important aspect of the pathogenesis of IS, the thrombo inflammation occur and progress requiring the involvement of KKS. Based on the KKS, we reviewed the research progress of the role of KKS in the disease progression of IS in order to provide the new intervening target and strategy.
Key words: kallikrein-kinin system; thrombo inflammation; ischemic stroke; apoptosis
激肽释放酶-激肽系统（kallikrein-kinin system,
KKS)是哺乳动物机体内重要的生理调控系统，广
泛存在于心血管、肾脏、胰腺以及中枢神经系统等，
参与血压调节、炎症反应、心血管稳态、疼痛传
递、细胞因子释放和细胞增殖等，并与某些神经系
统疾病的发生、发展有密切联系[1]。缺血性脑卒中
收稿日期 作者简介 通讯作者 基金项目2020-06-28：修回曰期：2020-10-27
岳佳新，硕士研宂生，研宂方向：心脑血管药理方向。
王志勇，研宄员，研究方向：心脑血管药理方向。
上海市生物物质成药性评价专业技术服务平台（15DZ2291700)
(ischemic stroke,IS)是指由于脑动脉血栓形成或栓
子栓塞引起的急性血液循环障碍性疾病，其发病率、
死亡率、复发率和致残率均处于高水平，约占全部
景秀中学脑卒中的80%[2]。关于I S的，急性期主要以静
脉溶栓或经动脉机械取栓为主，然而由于此种
时间窗狭窄，患者受益有限；而针对神经损伤的脑
组织保护药物，目前绝大多数均面临临床转化失败
的困境，这凸显出当前I S防治的严峻形势[w]。近
年来，“血栓性炎症”学说正日益受到重视，其发生、
发展严重影响I S缺血脑区的再灌注程度以及脑损伤
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的程度，进而影响I S的预后。这一学说的关键 涉及以血浆型激肽释放酶为中心的K K S系统，其不 仅可通过生成的缓激肽促进血管通透和炎症，且可 通过接触途径激活以激血因子XII (coagulation factors XII, F X II)a为中心的内源性凝血级联系统，促进血 栓形成，影响血栓相关性炎症的进展[5]。因此，本 文对K K S与IS病因、病理之间的关系及相关研究 进展进行综述，以期为I S药物的研发提供新的 干预靶点和策略。
1KKS概述
K K S是由前激肽释放酶、激肽释放酶（kallikrein, KLK)、激肽原、激肽、激肽受体以及激肽酶等组 成的一个复杂的内源性多酶系统。激肽原是活性激 肽的前体，是由肝细胞/血管内皮细胞合成并分泌的 一种单链糖蛋白。根据转录后剪切方式的差异，人 激肽原按基因结构、分子量大小、分布特征及主要 的生物学功能可分为两种：高分子量激肽原（high molecular weight kininogen,HMWK)和低分子量激肽原（low molecular weight kininogen,LMWK)161〇FCLIC属于丝氨酸蛋白酶超家族的成员之一，在血管 内皮细胞、体液及中性粒细胞中广泛存在，可分为 血浆型（PK)和组织型（TK)两种类型t7]。PK-KLK 由肝细胞特异性表达，主要分布于血液循环中，作 用于 HMWK，生成缓激肽（bradykinin,BK); TK-K U C则通过作用于LM W K产生胰激肽，激肽与各自受体的结合激活下游包括一氧化氮-环磷鸟苷 (nitric oxide-cyclic guanosine monophosphate,NO-cGMP)和前列环素-环磷酸腺苷在内的信号级联通 路，进而触发广泛的生物学效应，包括血管扩张、平滑肌收缩和松弛、炎症反应、参与血液凝固和纤 维蛋白溶解等W。激肽受体分为B1和B2受体两种 亚型，均属于G蛋白偶联受体超家族，具有7个跨 膜结构域、一个胞外氨基末端和一个胞内羧基末端 结构域；其中B2受体广泛表达于与炎症相关的大多 数细胞类型，包括脑内皮细胞、神经元、星形胶质 细胞和小胶质细胞等，主要介导激肽急性生理效应；而B1受体在正常生理条件下几乎无法检测到，但当
受到炎症、应激及休克等刺激时，会发生反应性高
表达[9]。
2 K KS在丨S病理进程中的作用
K K S在维持细胞存活、增殖、细胞完整性以及
保护其免受氧化应激、炎症干扰和血管新生等方面
具有重要的作用。对其进行调控，有助于干预脑缺
血/再灌注（ischemia/reperftision，I/R)所导致的脑
损伤进程。
2.1 K K S与细胞死亡
I/R可引起神经元超微结构变化和细胞凋亡；而
线粒体损伤是丨/R引发神经元损伤乃至凋亡的关键
步骤[1W。I/R会引发线粒体功能障碍，诱导细胞
素c(cytochrome c,Cytc)从线粒体释放到细胞质
中，后者通过半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-9进一步激
活凋亡关键执行分子半胱氨酸蛋白酶-3，从而启动
线粒体凋亡途径。研究表明，缺血后经腹腔给予BK
可抑制半胱氨酸蛋白酶-3的表达，并显著降低海马
C A1神经元胞浆中C ytc的水平，表明B K通过抑制
线粒体凋亡途径发挥脑细胞保护作用[11]。例如，给
予T K可通过激活细胞外调节蛋白激酶（extracellular regulated protein kinases,ERK)信号通路促进I/R
损伤的皮质神经元的存活；而给予B2受体拮抗剂 HOE140则可抑制上述过程，提示激活B2受体有助
于神经细胞的存活。
实际上，激肽可通过激活B2受体，发挥抗凋
亡、抗氧化应激、抗炎和抗兴奋毒性作用，并调节
自噬、促进祌经和血管再生等来对抗I/R致脑损伤,
从而发挥脑细胞保护作用m]»而对于B1受体，其
在脑缺血后主要表达于星形胶质细胞^2]；而经BK
处理过的星形胶质细胞可通过释放活性氧（reactive oxygen species,ROS)、基质金属蛋白酶（matrix metalloprotein,MMP)、血红素加氧酶-1(heme oxygenase，HO-1)和一氧化碳等神经毒因子促进神
经元凋亡[13]。阻断B1受体可显著对抗脑缺血所致
脑损伤[14:，提示B1受体的激活参与脑缺血所导致
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的神经元损伤。此外，作为TK-K L K的人尿激肽原 酶可通过抑制由缺血激活酪氨酸激酶2/M C U通路，保护线粒体功能，最终阻止神经元凋亡[15]。
2.2 K K S与炎症/氧化应激
I/R可诱导炎症/氧化应激相关活性分子（如活 性氧/氮、兴奋性氨基酸、细胞因子和激肽）的产 生和释放，损伤血管内皮细胞、破坏血脑屏障，从 而诱发水肿形成和神经元损伤，继而触发多种促死 信号通路，最终导致细胞死亡，并危害脑卒中后神 经功能恢复1161。而K K S参与上述调节过程，其中 激肽在脑缺血后血脑屏障破坏和细胞因子释放过程 中起着至关重要的作用[17]。而直接调控K L K水平 亦可影响I S的病理进程n8#。例如，外源性给予人 TK-K L K可通过B2受体的激活抑制凋亡、炎症以及 促进血管新生和神经再生等，对抗脑缺血损伤，发 挥脑细胞保护作用。这提示上调T1C-KL1C水平可能 有益于急性丨S的。此外，有学者发现在大鼠大 脑中动脉栓塞模型中静脉给予T K可明显减低脑缺 血后大鼠神经功能缺损评分、梗死体积以及炎症因 子（如白细胞介素-1P和肿瘤坏死因子-〇0水平，并 伴有Toll样受体4和核因子tcB水平的抑制以及核因 子E2相关因子2途径的激活，这表明TK-ICLK通过 调控炎症和氧化应激产生神经保护作用[M]。K K S有 可能通过促进一氧化氮和前列腺素的合成以减低氧 化应激，进而缓解相关组织损伤，这一过程与包括 B2受体在内激肽受体的激活有关[211。相应地，小鼠 静脉给予组织型纤溶酶原激活剂（tissue plasminogen activator,TPA)会增加循环激肽释放酶样活性，从 而阻断血浆激肽释放酶，减轻由T P A引起的水肿和 脑血管通透性，这与K K S
在促进血管通透性和血管 源性水肿方面的作用是一致的[22]。重建人类社会
2.3 K K S与血管再生
脑缺血可诱导梗死周围区域的微血管密度增加，I S患者脑内血管密度与病死率之间存在相关性，这 表明促进血管生成是促进丨S后功能恢复的可能策略 之一 [23]。研究表明，外源性给予TK-K L K在脑缺血后D14显著增加梗死周边脑区血管密度，提示KLK 具有促进血管新生的作用：进一步研宂表明，KLK 促进血管新生的作用是通过激活蛋白激酶B-糖原合 成酶激酶3p-血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor,VEGF)途径介导的24 ；而给予人尿 胰激肽原酶（human urine kallidogenase,HUK)亦可增加脑梗死周边脑区毛细血管密度，其可能 通过激活血管内皮细胞的E R K-爱帕琳肽/血管 紧张素受体A T1相关受体蛋白-V E G F信号级联 进而促进血管再生的[25]。
2.4 K K S与血栓性炎症
血栓性炎症，即与血栓形成相关的炎症。Nieswandt等[26]在2011年首次提出其概念，其等在 梳理血小板受体及其相关下游信号通路以及内源性 凝血系统在脑缺血过程中的作用时，通过展现血栓 形成和炎症通路之间的关联，将I S作为一种“血拴- 炎症”疾病（thrombo-inflammatorydisease)126-271。这 一术语精确地揭示了在神经血管单位发生的血栓形 成（例如血小板）和炎症（例如免疫细胞）之间的 相互关系128]。I/R时，在因缺血所导致的血管内皮 损伤部位，血小板通过胶原-血管性血友病因
子-血 小板糖蛋白lb轴促进血小板活化，以及血小板糖蛋 白Ib/Ila的功能上调，促使血小板聚集；同时，FXII 通过血小板活化后所暴露出的带负电荷的无机聚磷 酸盐表面，转为有活性的FXIIa，进而启动内源性凝 血级联通路，促进血栓形成。同时，活化的FXlla 可裂解血浆激肽释放酶原，使其活化形成PK-K LK，进而裂解HMW K并释放B K。B K经与内皮细胞上 的相应受体结合后，启动一系列信号级联通路，损 伤内皮细胞，上调促炎因子表达，诱导活化胶质细 胞，最终导致脑细胞损伤U9_3°]。在大脑中动脉栓塞 模型中，PK-K L K缺陷小鼠大脑梗死体积明显降低，微血管通畅性提高，血栓形成减少，这表明抑制PK-K L K可通过抗血栓形成和抗炎机制改善卒中预 后[3n。实际上，作为桥连内源性凝血系统和KKS 的关键分子，PK-K L K可以正反馈的方式激活FX11,
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并进一步激活FX1及下游的内源性凝血级联通路，从而发挥促血栓形成作用[M。干扰PK-K L K可能成 为此类神经系统疾病及其他血栓栓塞性疾病潜在治 疗方案。在I S复杂的疾病进程中，血栓和炎症反应 相互交织。因此，靶向抑制血拴性炎症有望成为治 疗或预防急性I S的有效干预策略。而鉴于KICS在 炎症以及血栓性炎症发生、发展过程中的重要作用，对其进行调控有望成为I S的有效干预手段。
3 H U K的研究进展
H U K是从新鲜人尿液中提取的一种包含238个氨基酸的糖蛋白，其将激肽原转化为激肽，起到血 管扩张的作用，选择性地扩张大脑的小动脉，促进 新血管的生成[33_34]。2005年，中国食品药品监督管 理局批准H U K用于轻度至中度急性丨S，属于国 家丨类新药。
近期，对H U K进行的一项开放标签、单臂、多中心IV期研究，拟重新评估H U K急性I S的安 全性和有效性[35]。有学者收集了 2016年10月至 2017年6月的病例，结果显示，与对照组相比，接 受H U K的患者在1年内卒中复发的风险更低，并且能够促进急性1S患者的良好恢复，表明HUK 可安全、有效地I S[36]。此外，HUK联合丁苯 酞（butylphthalide)或依达拉奉（edaravone) IS 的效果优于单用丁苯酞或依达拉奉[3M8]。
4小结
综上所述，K K S通过调控细胞凋亡、氧化应激、炎症反应和血管再生等参与神经功能修复进程，同时在血栓性炎症中发挥重要作用。因此，靶向KKS 有望成为抗I S药物研发的重要策略。
参考文献：
[1] Fisher M, Bastan B. Identifying and utilizing the ischemic
penumbra[J]. Neurology, 2012, 79(13 Suppl 1): S79-S85. [2] Xu LJ, Ouyang YB, Xiong XX, et al.Post-stroke treatment
with miR-181 antagomir reduces injury and improves
long-term behavioral recovery in mice after focal cerebral
ischemia [J]. Exp Neurol, 2015, 264: 1-7.[3] Luo Y, Tang HS, Li H, et al.Recent advances in the
development of neuroprotective agents and therapeutic targets
in the treatment of cerebral ischemia [J]. Eur J Med Chem,
2019,162: 132-146.
[4] Christophe BR, Mehta SH, Garton ALA, et al.Current and
future perspectives on the treatment of cerebral ischemia [J].
Expert Opin Pharmacother, 2017, 18(6): 573-580.
[5] Albert-WeiBenberger C, Siren AL, Kleinschnitz C. Ischemic
stroke and traumatic brain injury: the role of the kallikrein-
kinin system [J]. Prog Neurobiol, 2013, 101-102: 65-82.
[6] Nokkari A, Abou-El-hassan H, Mechref Y, et al.Implication
of the kallikrein-kinin system in neurological disorders: quest
for potential biomarkers and mechanisms [J]. Prog Neurobiol,
2018, 165-167: 26-50.
[7] Masurier N, Arama DP, El Amri C, et al.Inhibitors of
kallikrein-related peptidases: an overview I J]. Med Res Rev,
2018, 38 (2): 655-683.
[8] Koumandou VL, Scorilas A. Evolution of the plasma and tissue
kallikreins, and their alternative splicing isoforms [J]. PLoS
One, 2013, 8 (7): e68074- e68074.
[9] Qadri F, Bader M. Kinin B1 receptors as a therapeutic target
for inflammation [J]. Expert Opin Ther Targets, 2018, 22(1):
31-44.
[10] Anzell AR, Maizy R, Przyklenk K, et al.Mitochondrial
quality control and disease: insights into ischemia-reperfusion
injury [J]. Mol Neurobiol, 2018, 55 (3): 2547-2564.
[11] Ji BY, Cheng BH, Pan YY, et al.N europrotection of
bradykinin/bradykinin B2 receptor system in cerebral
ischemia [J]. Biomed Pharmacother, 2017, 94:1057-1063.
[12] Sang HF, Liu L, Wang LM, et al. Opposite roles of bradykinin
B1 and B2 receptors during cerebral ischaemia-reperfusion
injury in experimental diabetic rats[J]. Eur J Neurosci, 2016,
43(0:53-65.
[13] Yang CM, Hsieh HL, Lin CC, et al.Multiple factors from
bradykinin-challenged astrocytes contribute to the neuronal
区域经济发展apoptosis: involvement of astroglial ROS, MMP-9, and HO-1/
CO system [J]. Mol Neurobiol, 2013, 47 (3): 1020-1033.
[14] Austinat M, Braeuninger S, Pesquero JB, et al.Blockade of
bradykinin receptor B1but not bradykinin receptor B2 provides
protection from cerebral infarction and brain edema [J]. Stroke,
2009, 40(0:285-293.
[15] Zhang K, Yan JJ, Wang L, et al.The Pyk2/MCU pathway in
the rat middle cerebral artery occlusion model of ischemic
2020
v
o
l.
4
1
z
o.
il
综述评论世界临床药物WORLD CLINICAL DRUGS Vol.41 N O.11
stroke [J]. Neurosci Res, 2018, 131: 52-62.
[16] Li PY, Stetler RA, Leak RK, et al.Oxidative stress and
DNA damage after cerebral ischemia: potential therapeutic targets to repair the genome and improve stroke recovery [J].
Neuropharmacology, 2018, 134: 208-217.
[17] Jin R, Liu L, Zhang SH, et al.Role of inflammation and its
深圳市龙华区基础教育mediators in acute ischemic stroke [J]. J Cardiovasc Trans Res, 2013, 6(5): 834-851.
[18] Chao JL, Bledsoe G, Yin H, et al.The tissue kallikrein-kinin
system protects against cardiovascular and renal diseases and ischemic stroke independently of blood pressure reduction [J].
Biol Chem, 2006, 387(6): 1437-4315.
[19] Zhao ZY, Xu ZY, Liu T, et al.Human urinary kallidinogenase
reduces lipopolysaccharide-induced neuroinflammation and oxidative stress in BV-2 cells [J]. Pain Res Manag, 2019, doi:
10.1155/201916393150.
[20] Yang JW, Su JH, Wan F, et al. Tissue kallikrein protects against
ischemic stroke by suppressing TLR4/NF-k B and activating Nrf2 signaling pathway in rats [J]. Exp Ther Med, 2017,
14(2): 1163-1170.
[21] Alexander-Curtis M, Pauls R, Chao JL, et al.Human tissue
kallikrein in the treatment of acute ischemic stroke [J]. Ther Adv Neurol Disord, 2019, doi: 10.1177/1756286418821918. [22] Simao F, Ustunkaya T, Clermont AC, et al.Plasma kallikrein
mediates brain hemorrhage and edema caused by tissue plasminogen activator therapy in mice after stroke [J]. Blood, 2017, 129(16): 2280-2290.
[23] Kanazawa M, Hatakeyama M, Ninomiya I. Angiogenesis and
neuronal remodeling after ischemic stroke [J]. Neural Regen Res, 2020, 15(1): 16-16.
[24] Ni YH, Cai KF, Hu YJ, et al.The long-term outcome
comparison of different time-delayed kallikrein treatments in
a mouse cerebral ischemic model [J]. Stem Cells Int, 2018,
2018: M l.
[25] Han LJ, Li J, Chen YT, et al.Human urinary kallidinogenase
promotes angiogenesis and cerebral perfusion in experimental stroke [J]. PLoS One, 2015, 10 (7): eO 134543- eO 134543. [26] Nieswandt B, Kleinschnitz C, Stoll G. Ischaemic stroke: a
thrombo-inflammatory disease?[J]. J Physiol, 2011, 589(17): 4115-4123.
[27] Revenko AS, Gao DC, Crosby JR, et al.Selective depletion
of plasma prekallikrein or coagulation factor XII inhibits
thrombosis in mice without increased risk of bleeding [J].
Blood, 2011, 118(19): 5302-5311.
[28] Stoll G, Nieswandt B. Thrombo-inflammation in acute
ischaemic stroke-implications for treatment [J]. Nat Rev Neurol, 2019, 15 (8): 473-481.
[29] Maiocchi S, Alwis I, Wu MK, et al.Thromboinflammatory
functions of platelets in ischemia-reperfusion injury and its dysregulation in diabetes [J]. Semin Thromb Hemost, 2018, 44(2): 102-113.
[30] De M eyer SF, D enorm e F, L an g h a u ser F, et al.
Thromboinflammation in stroke brain damage [J]. Stroke, 2016,47(4): 1165-1172.
[31] Gob E, Reymann S, L anghauser F, et al.Blocking
of plasm a kallikrein am eliorates stroke by reducing thromboinflammation [J]. Ann Neurol, 2015, 77 (5): 784-803.
[32] Renne T, Schmaier AH, Nickel KF, et al. In vivo roles of factor
儿科护理学XII[J]. Blood, 2012, 120(22): 4296-4303.
[33] Chen L, Geng LX, Chen JM, et al.Effects of urinary
四川省卫生管理干部学院
kallidinogenase on NIHSS score, mRS score, and fasting glucose levels in acute ischemic stroke patients with abnormal glucose metabolism [J]. Medicine, 2019, 98(35): el7008-el7008.
[34] Li JW, Chen Y, Zhang X, et al.Human urinary kallidinogenase
improves outcome of stroke patients by shortening mean transit time of perfusion magnetic resonance imaging [J]. J Stroke Cerebrovasc Dis, 2015, 24(8): 1730-1737.
[35] Ni J, Qu JZ, Zhang ZJ, et al.Re-evaluate the efficacy and
safety of human urinary kallidinogenase (RESK):protocol for an open-label, single-arm, multicenter phase IV trial for the treatment of acute ischemic stroke in Chinese patients [J].
Transl Stroke Res, 2017, 8 (4): 341-346.
[36] Han D, Chen X, Li DM, et al.Human urinary kallidinogenase
decreases recurrence risk and promotes good recovery [J].
Brain Behav, 2018, 8 (8): e01033- e01033.
[37] Qian Y, Lyu Y, Jiang MH, et al. Human urinary kallidinogenase
or edaravone combined with butylphthalide in the treatment of acute ischemic stroke [J]. Brain Behav, 2019, 9(12): e01438-e01438.
[38] Ke J, Jing M. Analysis o f treatment effect of urinary
kallidinogenase combined with edaravone on massive cerebral infarction [J]. Biomed Rep, 2016, 5 (2): 155-158.
(编辑：楼媛媛)
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