综述：组织型纤溶酶原激活剂作为缺血性中风的批准策略：tPA的结构、作用机制及新型靶向方法综述

《Journal of Molecular Neuroscience》：Tissue Plasminogen Activator as an Approved Strategy for Ischemic Stroke: A Review of tPA’s Structure, Mechanism of Action and the Novel Targeting Methods

本综述系统梳理了组织型纤溶酶原激活剂（tPA）的结构功能、神经保护与神经毒性双重作用机制，及其在缺血性中风治疗中的应用挑战与前沿进展。文章重点探讨了tPA通过不同受体（如LRP1、Annexin-II、NMDAR）调控的细胞信号通路（如PI3K/Akt、ERK），并详述了纳米载体（如脂质体、微泡、磁性纳米颗粒）等新型靶向递送策略如何延长tPA半衰期、提高溶栓效率并减少出血风险，为拓展其治疗窗口提供了重要方向。

　　

tPA的结构与功能

组织型纤溶酶原激活剂（tPA）是一种丝氨酸蛋白酶，其成熟形式由527或520个氨基酸组成，包含五个功能结构域：指状结构域、表皮生长因子样结构域、两个三环结构域（Kringle-1和Kringle-2）以及蛋白酶结构域。其中，指状结构域介导与纤维蛋白的结合，Kringle-2结构域通过赖氨酸结合位点（LBS）与纤溶酶原、血小板衍生生长因子-CC（PDGF-CC）及N-甲基-D-天冬氨酸受体（NMDAR）相互作用，而蛋白酶结构域中的催化三联体（His³²²-Asp³⁷¹-Ser⁴⁷⁸）是其酶活性的核心。tPA存在长（L-tPA）和短（S-tPA）两种变体，区别在于N末端是否保留甘氨酸-丙氨酸-精氨酸（Gly-Ala-Arg）三肽。

tPA的双重角色：神经保护与神经毒性

tPA在脑中发挥双重作用。其神经保护效应主要通过激活PI3K/Akt、ERK、mTOR-HIF-1α等信号通路，促进神经元存活、突触可塑性和能量代谢。例如，tPA与低密度脂蛋白受体相关蛋白1（LRP1）结合后可反式激活Trk神经营养因子受体，进而激发抗凋亡信号；tPA还能通过激活AMPK促进星形胶质细胞和内皮细胞产生乳酸，为神经元提供能量支持。此外，tPA非蛋白酶依赖性地促进脑源性神经营养因子（BDNF）和神经生长因子（NGF）的活化，增强学习记忆能力。

然而，tPA的神经毒性作用与其狭窄的治疗窗口（3–4.5小时）密切相关。超出窗口给药会加剧血脑屏障（BBB）破坏，通过激活基质金属蛋白酶-9（MMP-9）、诱导型一氧化氮合酶（iNOS）和核因子κB（NF-κB）信号通路，导致脑水肿和神经血管单元损伤。tPA与NMDAR的NR1亚基结合后，增强Ca²⁺内流，激活多聚ADP-核糖聚合酶（PARP），引发神经元兴奋性毒性死亡。研究显示，tPA缺失（tPA^-/-）或使用神经丝氨酸蛋白酶抑制剂（neuroserpin）可显著减轻缺血性脑损伤。

tPA的靶向递送策略

为克服tPA的局限性，纳米医学技术被广泛应用于提高其靶向性和安全性。脂质体封装能显著延长tPA半衰期（如PEG化脂质体将tPA半衰期从5.87分钟延长至132.62分钟），并可通过修饰纤维蛋白原γ链肽段增强与血小板GPIIb/IIIa受体的结合，实现血栓特异性递送。

微泡（MBs）和磁性纳米颗粒（MNPs）在超声或磁场引导下可实现局部药物释放。例如，负载tPA的微泡在超声触发下能加速血栓溶解，而Fe₃O₄磁性纳米颗粒结合tPA后，在外磁场引导下仅需20%的标准剂量即可恢复血管再通。此外，抗纤维蛋白抗体靶向的tPA递送系统（如单链抗体-scFv与单链尿激酶融合构建的诊疗一体化微泡）能同时实现血栓诊断和治疗监测。

未来展望

tPA的双重作用受其异构体类型（如单链与双链tPA）、受体表达差异及神经元成熟度等因素调控。未来研究需进一步解析tPA与特定受体（如MET酪氨酸激酶受体）互作调控NMDAR内吞的机制，以期通过纳米载体实现tPA的精准递送，拓展其治疗窗口并降低出血风险，为缺血性中风治疗提供新范式。