热休克蛋白70与脑损伤

　　【摘要】热休克蛋白（HSPs）是一种非特异性细胞保护蛋白，其中热休克蛋白70（HSP70）是整个热休克蛋白（HSP）体系中的最保守的、最丰富的和最重要的。无论实验研究还是临床研究均已证实它的分子伴侣功能、细胞保护功能，可抗细胞凋亡、抗氧化等作用。并且实验研究证实热休克蛋白70对缺血性脑损伤具有保护作用，所以对其生物学方面的进一步研究将对缺血性脑损伤的临床治疗提供新思路。

　　【关键词】热休克蛋白70；生物学特性脑损伤文献综述

　　1 热休克蛋白的历史发展

　　由于热休克蛋白的生物学特性使其在应激反应中占有重要地位，而作为热休克蛋白家族中最保守最丰富的HSP70家族也因此在医学、生物学等领域成为研究的焦点。进化上高级保守的HSP70家族由21中蛋白质组成。其家族可细化分为4种：第一种HSP72，，即诱导型HSP70，在应激反应中大量表达是其特点。第二种为HSP73，即结构型HSP70，其特点为可在所有细胞中表达，并且受热引导。第三种是主要存在于内质网中的GRP78。最后一种为存在于线粒体的GRP75。

　　1962年，Ritassa[1]在研究中发现短暂的热休克可诱导果蝇的唾液染色体上出现多个膨突，从而发现了“热休克反应”（heat shock response，HSR）。10余年后，Tissieres在热休克反应中分离出一组特殊的蛋白质，因为这种蛋白质是在热刺激的环境中产生的，所以将这种蛋白命名为热休克蛋白（HSP）。现代研究证实，热休克蛋白70家族在分子伴侣、参与细胞耐热和细胞保护、抗细胞凋亡和抗氧化等方面发挥着重要的作用。

　　2 HSP70的表达与调控

　　某研究显示，热休克素（即HSP基因上特异DNA片段）和热休克转录因子的结合与HSP70的产生机制有关。在非应激的状态下，存在于胞浆中的单体的HSF不与HSE结合。当生物体受到外界某种应激刺激时，作为启动子的HSP和HSE结合，从而启动HSP70了转录合成。HSP70mRNA合成后被运出胞核进入核糖体，进而合成HSP70。然后，HSP70与胞浆中变性蛋白结合。正常情况下，HSP70mRNA的半衰期只有15-30min，而在热应激下半衰期可长达4h。研究表明，热应激条件下细胞内其他mRNA虽不被降解但翻译停止，而HSP70mRNA则大量翻译。

　　3 HSP70的生物学功能

　　3.1 分子伴侣功能

　　分子伴侣是指存在于细胞内，本身不具功能却能介导其他蛋白的正确装配的一种最终装配产物的组成成分。HSP70通过参与蛋白质折叠、细胞内运输以及蛋白质降解等过程，来达到维持细胞稳定性，提高细胞耐受性，增强抗氧化作用，从而达到细胞保护的目的。它是目前发现的主要分子伴侣之一。HSP70的分子伴侣功能可以总结为3条。（1）它参与蛋白质的折叠；（2）可促进错误折叠的蛋白质的降解或者解聚；（3）HSP70可帮助蛋白质完成细胞内的跨膜转移。

　　3.2 对细胞凋亡的抑制作用

　　细胞凋亡是指在细胞受到一定的生理或病理刺激时，细胞为保持其内环境的稳定性，激活相关基因表达所引起的细胞的自毁性死亡。唐茜茜等采用免疫组化的方法观察脑出血大鼠HSP70的表达，发现HSP70通过促进抗凋亡蛋白Bcl-2的表达，减少凋亡蛋白Bax的表达来达到对出血脑组织的细胞保护作用。

　　3.3 HSP70的细胞的保护作用

　　HSP70的细胞保护作用是指细胞在受到各种应激刺激时（如缺血、高热、机械损伤），细胞会产生HSP70，产生的HSP70可以增强细胞的耐受性，使异常蛋白质降解加速，来维持细胞内结构的稳定性，提高细胞的生存率，进而起到保护的细胞作用。陈秀莲对近些年来关于热休克蛋白70的相关研究进行总结，发现热休克蛋白70对脑损伤具有神经保护作用。

　　4 热休克蛋白70对脑损伤的影响

　　热休克蛋白70对脑组织缺血缺氧损伤的作用已经达成共识。方瑗等人应用免疫组化的方法对局灶性脑缺血大鼠进行再灌注后，观察大鼠脑组织中HSP70的表达，发现HSP70在缺血再灌注早期轻度表达，在24小时时出现表达高峰。说明HSP70对缺血缺氧损伤具有敏感性，缺血缺氧可诱导其表达。陈某等实验研究发现，局灶性脑缺血再灌注损伤后亚低温可下调HSP70mRNA、HSP70的表达，从而增强脑细胞的自我保护作用。王某等采用免疫组化的方法运用随机分组的方法对40只雄性大鼠进行全脑缺血处理，于不同时间段观察HSP70的表达，结果显示HSP70与脑缺血耐受存在着时间的相关性和量效关系。卢先锋等通过观察新生大鼠脑缺血缺氧后HSP70的表达发现，HSP70合成可能与脑水肿存在着密切联系。刘玉婷研究发现，HSP70的表达可能在一定程度上能反应神经功能缺损，但需要进一步深入研究。

　　综上所述，通过大量实验研究HSP70作为应激反应的敏感指标越来越被大家认可，其在疾病的辅助诊断、肿瘤、心血管疾病、脑损伤等方面的作用为临床提供了心得思路和方法。但如何提高人类机体的HSP70的水平与方法仍然是现代研究的一个热点问题。相信伴随着科学技术和生物技术的不断发展和完善，和对热休克70更深入的研究，HSP70及其药物将会有更加广阔的发展前景，并将为人类的的生命作出巨大的贡献。

　　参考文献

　　[1]Ritossa F.A new puffing pattern induced by temperature shock and DNP in Drosophila[J].Experientia，1962，18(12).

　　[2]任宝波，王玉艳，王纯净等.HSP70家族的分类及基因结构与功能[J].动物医学进展，2005，26(1).

　　张静 张椎铭 赵建军

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