缺血性脑血管病是一种致死率、致残率很高的常见病、多发病，其相应供血区脑组织由于缺血、缺氧而出现坏死或软化，并引起短暂或持久的局部或弥漫性脑损害。Rho激酶是Rho蛋白的重要下游底物，参与血管平滑肌收缩、内皮功能调节、炎症细胞浸润、细胞凋亡等多种生物学过程，在缺血性脑血管病的发生、发展等过程中起重要作用^[1]。

1 Rho激酶的基本结构和生物学功能 1.1 Rho激酶的基本结构

Rho激酶(Rho associated coiled-coil kinase, ROCK)属于丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶超家族，是小GTP结合蛋白Rho的重要下游底物^[2]。已发现的Rho激酶分为ROCKⅠ(ROCK β或p160ROCK)和ROCKⅡ(ROCK ɑ)两种亚型，前者主要存在于肺、肝、脾、肾和睾丸等非神经组织，后者主要在脑、肌肉、心脏等组织表达。完整的ROCKⅠ和ROCKⅡ约含有1300个氨基酸，分子量在160 kD左右。蛋白质的一级结构有65%的同源性，自N端依次为激酶催化结构域(kinase domain/catalytic domain, CD)、包含Rho蛋白结合域(Rho-binding domain, RBD)的卷曲螺旋区和包含半胱氨酸富集区的PH结构域(pleckstrin homolgy domain)，其中催化结构域的同源性高达92%^[3]。机体的Rho激酶以同源二聚体的形式存在^[4]。当活化的小GTP结合蛋白Rho与Rho激酶相互结合时，可以改变Rho激酶的构型，消除其自抑制作用而激活Rho激酶^[4]。激活的Rho激酶通过磷酸化下游效应分子，而发挥生物学功能。

1.2 Rho激酶的生物学效应

在缺血性脑血管病的发病过程中有多种因子可激活Rho/Rho激酶信号通路，如内皮素1、血管紧张素Ⅱ、白介素1、肿瘤坏死因子ɑ(TNF-ɑ)及凝血酶等^[5-7]。激活的Rho激酶可以磷酸化多种下游效应器发挥其生物学功能：①抑制肌球蛋白轻链磷酸酶(myosin light chain phosphatase, MLCP)的活性来上调肌球蛋白轻链(myosin light chain, MLC)磷酸化水平^[8]；②直接将MLC磷酸化；③激活单丝氨酸蛋白激酶(LIM Kinase)进而抑制丝切蛋白活性来稳定肌动蛋白多聚体；④激活脑衰反应调节蛋白-2(CRMP-2)引起生长锥塌陷；⑤激活钠氢交换体(sodium-hydrogen exchanger, NHE)形成黏着斑；⑥磷酸化埃兹蛋白/根蛋白/膜突蛋白家族(ezrin/radixin/moesin, ERM)通过ERM蛋白的桥接作用，可将肌动蛋白微丝与细胞膜相连^[34]。由于以上底物均参与细胞运动，故Rho激酶也被认为是调节细胞运动的重要激酶之一。此外，Rho激酶也可以抑制内皮型一氧化氮合酶(eNOS)活性，在炎症、氧化应激、血栓形成和纤维化等过程中起重要作用^{[9, 12]}。

2 Rho激酶抑制剂的种类及作用

按照化学结构特征可以将Rho激酶抑制剂分为5种，分别为异喹啉类、吡啶类、吲唑类、吡唑类和其他^[10]。它们均为小分子有机化合物，主要是通过与Rho激酶催化结构域的ATP结合位点相结合，从而起到抑制Rho激酶的磷酸化作用^[10]。法舒地尔是目前唯一在临床上应用的异喹啉类Rho激酶抑制剂，在神经系统疾病中主要通过抑制Rho激酶发挥以下药理作用：抑制钙敏化效应，扩张血管改善脑组织微循环；抑制炎性细胞的迁移和浸润，减少炎症介质的产生；抑制脑神经细胞受损, 促进神经元轴突生长^{[8, 19, 25, ]}。

3 Rho激酶及其抑制剂与短暂性脑缺血发作

目前认为，短暂性脑缺血发作(transient ischemic attack, TIA)的发病主要与动脉痉挛狭窄、微栓塞及微血栓形成等有关。研究发现，Rho激酶一方面可以通过直接磷酸化MLC产生血管平滑肌收缩效应；另一方面也可以通过抑制MLCP活性而导致其无法使MLC脱磷酸从而使血管持续性收缩^[8]。同时也有研究报道，脑实质小动脉内压力增高时，P2Y受体通过耦联的Rho/Rho激酶信号通路激活TRPM4通道引起肌纤维去极化，进一步激活电压依赖性钙离子通道使Ca²⁺内流而激活肌球蛋白轻链激酶(MLCK)，导致血管收缩^[11]。在病理情况下这种多重效应可能导致血管的痉挛, 诱发TIA。此外，Rho激酶还可通过减少内皮型一氧化氮合酶(eNOS)及细胞间黏附分子-1(ICAM-1)的表达，引起血管内皮损伤，来参与动脉粥样硬化的发展及TIA发作^{[12, 13]}。Nakakuki等^[14]研究发现, CRP也可激活Rho/Rho激酶，而后者能进一步激活NF-κB，使纤溶酶原激活物抑制剂-1(PAI-1)表达增加，从而抑制纤维蛋白的溶解并促进血栓的形成和发展。

在TIA治疗方面，Iida等^[15]研究发现Rho激酶抑制剂法舒地尔和Y27632可以浓度依赖性减少一种血栓素类似物U46619诱导的血小板聚集以及炎症因子sCD40释放和血小板衍生因子(PDGF)的分泌，进而减少TIA的发作。研究也表明他汀类降脂药可以通过抑制Rho激酶活性，降低血脂及炎性因子IL6、IL8、C反应蛋白(CRP)的水平，减轻对血管内皮的损伤^[16]。此外在生理或病理因素刺激下内皮祖细胞可动员到外周血中参与血管的修复^[17]。有研究报道在培养基中加入Y27632能显著提高功能性内皮祖细胞数目，同时发现法舒地尔能提高内皮祖细胞的迁移，促进新生血管的形成，有助于TIA后的血管修复及血流恢复^[18]。2013年吴铁松等^[19]应用奥扎格雷联合法舒地尔治疗TIA患者后发现该方案能显著改善脑血流，恢复脑动脉流速，降低神经元特异性烯醇化酶(NSE)、脂蛋白相关磷脂酶A2(LP-PLA2)、肿瘤坏死因子-α(TNF-ɑ)和超敏C反应蛋白等炎性因子，对TIA有较好的治疗效果。也有临床报道盐酸法舒地尔联合低分子肝素治疗TIA，治愈率及有效率均显著提高^[20]。

4 Rho激酶及其抑制剂与脑梗死

脑梗死可诱发神经细胞及线粒体损伤，造成缺血后继发性脑损害。大量研究表明，细胞凋亡是脑缺血再灌注损伤后神经元死亡的重要方式之一^[21]。细胞凋亡涉及细胞骨架的形态学改变，Rho/Rho激酶信号通路是细胞骨架肌动蛋白收缩的重要调节通路，在细胞凋亡形态学变化过程中起着重要作用。而在细胞凋亡过程中凋亡蛋白酶(Caspases)扮演着始动因子的作用，Caspases-3可将ROCK的自我抑制性C端水解掉而激活ROCK进而调控肌动蛋白－肌球蛋白介导细胞皱缩，参与细胞凋亡过程^[22]。

Rho激酶与脑梗死后的炎症介质释放有关，其可作为p38和JNK信号通路的上游信号分子，参与TNF-α诱导炎性因子IL-6的合成和释放。薛松等^[23]研究发现盐酸法舒地尔能抑制c-jun磷酸化水平，从而推测Rho激酶可能通过介导JNK信号通路下游效应器c-jun的激活而导致脑缺血再灌注诱导的神经元损伤。2013年黄龙坚等^[24]发现Y-27632可抑制大鼠脑缺血再灌注后JAK-sTAT信号传导通路的活化，通过减轻细胞凋亡，抑制脑缺血再灌注后的快速级联反应，从而起到神经保护作用。

众所周知，血脑屏障作为神经血管单元的一部分对维持脑组织内环境稳定具有重要生物学意义，脑缺血再灌注后许多因素介导血脑屏障的破坏。2013年Cui等^[25]发现盐酸法舒地尔可以改善小鼠脑缺血再灌注损伤后血脑屏障通透性以及上调GAP-43(growth associated protein-43)和紧密连接蛋白-5(claudin-5)的表达。2014年Gibson等^[26]发现Rho激酶抑制剂可以通过调节血管内皮细胞氧化应激和紧密连接蛋白的表达来修复损伤的血脑屏障。

此外，研究表明Rho激酶与轴突再生密切相关，已知中枢神经系统髓鞘中含有丰富的轴突生长抑制因子，如勿动蛋白A(Nogo-A)、少突胶质细胞髓鞘糖蛋白(OMGP)、髓鞘相关蛋白(MAG)。脑梗死后脑组织缺血缺氧，这些抑制因子被激活后作用于共同的受体NgR(一种和糖基磷脂酰肌醇相连接的轴突表面蛋白)，进而激活下游的Rho激酶调节生长锥中的微丝，使生长锥溃变，抑制轴突再生^[27]。梁燕等^[28]通过建立大脑中动脉缺血再灌注(MACO)大鼠模型，发现法舒地尔可降低Rho激酶及Nogo-A的表达，推测法舒地尔可能通过调节Rho激酶活性并进一步影响Nogo-A/NgR而实现轴突再生。2015年Yu等^[29]通过建立视神经损伤动物模型研究视神经损伤后病理变化过程以及法舒地尔对损伤的视神经的作用时发现法舒地尔能够有效减轻损伤神经的轴突肿胀和线粒体空泡化，提示法舒地尔可能通过抑制Rho激酶活性达到减轻神经损伤的作用。

Rho激酶还与胶质细胞功能密切相关。Fu等^[30]报道Y27632及盐酸法舒地尔可以通过影响ERK信号通路，增强小鼠小胶质细胞的吞噬能力。星形胶质细胞作为脑组织中分布最为广泛的的一类胶质细胞，其通过终足连接血管与神经参与能量传递，神经递质的摄取和循环，抗氧化活性，营养因子合成，内环境平衡等过程^[31]。研究表明，脑梗死后星形胶质细胞过度激活、增生，同时终足收缩，形成胶质瘢痕，并分泌神经生长抑制因子抑制神经元的再生。而法舒地尔可以促进终足的形成，减少反应性星形胶质细胞的胶质化及胶质瘢痕的形成，从而促进神经元的修复和存活^[32]。

Rho激酶还与认知功能障碍的发生相关。有报道证实，长期抑制Rho激酶活性可促进海马神经元再生并改善慢性缺血性脑供血不足大鼠的空间学习记忆能力^[33]。长时程增强(LTP)效应被普遍视为构成学习与记忆基础的主要分子机制之一，Huang等^[34]研究发现利用盐酸法舒地尔长期抑制Rho激酶活性可通过上调GABAa和GABAb的表达诱导LTP，同时又能减少GABA能神经元磷酸化水平来提高LTP诱导的频率和幅值，从而改善大脑前循环缺血导致的认知功能障碍。

5 总结与展望

综上所述，在缺血性脑血管病的发生发展过程中，Rho/Rho激酶信号通路通过多种机制参与其病理生理反应过程。抑制该信号通路能有效改善脑组织血供，抑制炎症介质的释放，促进神经轴突再生，减轻认知功能障碍，改善神经胶质细胞功能。随着基础及临床研究的不断深入，Rho激酶抑制剂在临床防治缺血性脑血管病方面将会有更广阔的前景。