在環境溫度降低時，生物體會產生某種蛋白來調節機體功能，以適應溫度變化，這類蛋白被稱為“冷休克蛋白”（cold shock proteins，CSPs） ^［1］。冷誘導RNA結合蛋白（cold inducible RNA-binding protein，CIRP）和RNA結合修飾蛋白3（RNA binding motif protein 3，RBM3）是近年來研究較多的兩種冷休克蛋白。Nishiyama等 ^［2］于1997年在小鼠的睪丸細胞中首次發現CIRP，并在培養的BALB/3T3鼠胚成纖維細胞（MEF細胞）中發現淺低溫（32～35℃）能夠誘導CIRP表達水平的升高。相關研究表明CIRP mRNA在標準環境下大鼠腦組織中就有表達 ^［3］，在低溫大鼠模型中，腦組織中CIRP mRNA表達明顯增加 ^［4］。新近研究發現CIRP既能通過抑制神經細胞凋亡，產生神經保護作用及維持神經干細胞的增殖和分化能力，卻又能加重炎癥反應，導致腦損傷，但其具體機制尚不明確。因此，本文綜述CIRP在腦組織中的表達及其在腦缺血中的作用及相關研究進展。

CIRP主要位于細胞核中，包含兩個明顯的結構域（圖14-1）。一個是氨基端共有序列RNA結合域（RMM），也稱核糖核蛋白（RNP）基序、RNP共有序列或RNA識別基序。這種結構域具有高度保守性，并可與相關RNA結合 ^［5］。另一個是羧基端甘氨酸富集結構域（RGG），功能尚不明確。淺低溫可誘導CIRP的表達，隨后CIRP優先結合到mRNA內含子3＇末端、5＇非編碼區或3＇非編碼區，這種結合對于3＇末端的裂解和多聚腺苷酸化起著重要的作用 ^［6］。

迄今為止，研究者已陸續從小鼠、人類、大鼠、墨西哥美西螈、非洲爪蟾、牛蛙、鮭魚等多種生物細胞中分離出CIRP的cDNA，比較了它們的核苷酸序列及預測的氨基酸序列，發現它們無論是在核酸結構上，還是在氨基酸結構上都是高度保守的，具有較高的同源性。人的CIRP基因編碼區核苷酸序列與小鼠、大鼠的同源性分別為86. 6%、85. 1%，人類CIRP的氨基酸序列與小鼠、大鼠的同源性分別達到95. 3%、94. 8%。

正常情況下，皮層第2層至第6層神經元以及內嗅皮質、梨狀皮質神經元都能夠表達CIRP，海馬CA1-3區的錐體細胞以及齒狀回的顆粒細胞、門細胞也能夠表達CIRP，而在膠質細胞、纖維束、海馬傘、胼胝體中則沒有CIRP表達 ^［3］。低氧能誘導小膠質細胞中CIRP的表達、轉移和釋放，而低溫處理卻不能改變小膠質細胞中CIRP的表達水平 ^［7，8］。

　CIRP主要位于細胞核中 ^［2，9］，在人類精細胞的胞漿中亦存在CIRP的表達。相關研究表明，氧化應激、紫外線照射、滲透壓改變、內質網應激以及失血性休克等多種刺激均可誘發CIRP向胞漿的轉移 ^{［10，11］}。

常溫下，CIRP在腦組織中呈低水平表達，其中大鼠皮層、海馬、紋狀體CIRP mRNA的表達沒有差異，而下丘腦CIRP mRNA的表達較皮質和海馬少 ^［3，4］。

腦組織中CIRP的表達具有晝夜節律性。視交叉上核和腦皮質中的CIRP表達水平白天升高，晚上降低，且這一腦區的表達水平明顯高于皮層和海馬組織 ^［12］。光線能夠明顯增加CIRP的表達，而且CIRP的表達在眼和腦組織中同步升高，這表明CIRP可能在生物節律中起一定作用 ^［13］。

前期研究在對嗜鉻細胞瘤細胞進行8h淺低溫處理時發現其CIRP mRNA表達升高。Tong等人 ^［8］將小鼠海馬切片在33. 5℃下進行培養發現，CIRP mRNA的表達水平在30分鐘開始升高，48h達到高峰，但蛋白表達水平無明顯改變。在大鼠四血管缺血模型中，淺低溫誘導CIRP在各個腦區不同程度的表達。下丘腦CIRP mRNA于低溫后1h開始增加，海馬、皮層CIRP mRNA于低溫后2h開始升高，低溫后4h，皮層和下丘腦CIRP mRNA表達達到高峰 ^［4］。在在體實驗中，Kaneko等人發現淺低溫促進了嗅球和下丘腦CIRP mRNA的表達，且在淺低溫后24h達到高峰，持續48h ^［14］。

在深低溫（17℃）培養小鼠海馬切片24h后，神經細胞和膠質細胞大量死亡，且在深低溫培養過程中，CIRP的表達水平并沒有明顯的增加 ^［8］。而在高溫（42℃）環境下，CIRP的表達水平降低 ^［15］。

CIRP的表達還受到腦缺血的影響。在局部缺血的大鼠海馬神經元中CIRP表達降低，而皮層中CIRP的表達沒有明顯變化。然而，亦有研究表明在大鼠腦缺血模型中，皮層CIRP mRNA表達水平增加，但其增加程度小于低溫誘導的CIRP mRNA增加水平，且低溫誘導的CIRP mRNA水平的升高會因腦缺血而延遲 ^［16］。

另外，低氧能夠通過低氧誘導因子1非依賴機制誘導CIRP上調，而H ₂O ₂卻能抑制CIRP的溫度依賴性表達 ^［11］。除了上述提及的影響因素之外，紫外線、滲透壓等也能影響CIRP的表達。

腦缺血開始后數分鐘至數小時，機體興奮性神經遞質釋放增多，亞細胞器損傷，正常蛋白結構和功能喪失，導致細胞毒性水腫和壞死。再灌注時，線粒體損傷加重，壞死片段生成，引起一系列亞急性（數小時至數天）改變，包括凋亡、炎癥、細胞因子生成等。慢性期（數周至數月）開始修復，包括殘片清除、細胞生成、突觸的形成和重建。本文著重討論CIRP對能量代謝、凋亡、存活因子、炎癥、神經干細胞生成的影響。

低溫的神經保護作用在很大程度上是由于低溫能夠降低神經細胞代謝率，減少能量需求。溫度每降低1℃，腦氧耗和糖代謝減少約5%。通過減少腦代謝儲備消耗，低溫能夠防止乳酸產生增加（依賴無氧代謝）引起的下游級聯反應和酸中毒。低溫還可通過誘導CIRP表達升高產生神經細胞保護作用。然而，亦有研究在大鼠低溫模型中發現，低溫誘導的CIRP并不影響糖酵解中間產物乳酸、丙酮酸以及磷酸果糖激酶1的濃度，表明低溫誘導的CIRP可能并不參與能量代謝。缺血缺氧會導致線粒體損傷，ATP產生減少，能量供應減少，糖酵解增加。缺血也能誘導CIRP表達的升高，但升高的CIRP并不能降低能量代謝水平 ^［16］。

導致細胞凋亡的途徑主要有線粒體凋亡途徑（內源性途徑）、死亡受體凋亡途徑（外源性途徑）和內質網凋亡途徑三種，也有學者將內質網途徑納入線粒體途徑中 ^［17］。淺低溫下冷休克蛋白表達增高，之后激活并啟動CIRP介導的抗凋亡信號轉導通路，主要通過阻斷線粒體凋亡途徑，抑制神經元凋亡，從而起到神經保護作用。Jun研究小組 ^［18］用腫瘤壞死因子（TNF-α）和環己酰亞胺處理小鼠胚胎成纖維細胞（mouse embryo fibroblast，MEF），誘導凋亡，并比較了常溫（37℃）和淺低溫（32℃）下細胞凋亡情況，發現淺低溫能夠提高細胞存活率，降低Caspase-8活性。與低溫下將CIRP沉默的MEF細胞相比，轉染CIRP cDNA的細胞存活率升高，Caspase-8活性降低，表明淺低溫誘導的CIRP能夠抑制TNF-α誘導的凋亡，應用細胞外信號調節激酶（extracellular regulated protein kinases，ERK）阻滯劑后，淺低溫誘導的CIRP的抗凋亡作用減弱。另外，增加標準環境下小鼠MEF細胞CIRP的表達，NF-κB的活性增加。因此在淺低溫應激下，CIRP通過激活MAPK級聯中的ERK通路和NF-κB信號通路達到抗凋亡作用，而淺低溫對p-ERK的表達沒有明顯的影響。在H ₂O ₂誘導大鼠神經元細胞凋亡實驗中，淺低溫能夠通過促進CIRP的表達，抑制H ₂O ₂誘導的細胞凋亡，降低凋亡因子Caspase-3的活性，而加入CIRPRNAi慢病毒抑制CIRP的表達后，神經元凋亡速率增快，活化的Caspase-3表達增加，說明CIRP確實改善了H ₂O ₂誘導的神經元凋亡，是淺低溫腦保護途徑之一 ^［19］。

硫氧環蛋白（thioredoxin，TRX）能夠清除氧自由基，降低氧化應激，抑制凋亡，具有細胞保護作用。CIRP作為應激反應蛋白能特異的結合TRX mRNA的3’-UTR以增加TRX蛋白合成，CIRP還可從胞核轉移至胞漿與TRX轉錄子結合，來促進TRX表達。Li等 ^［19］人再次指出將CIRP沉默后，淺低溫誘導的TRX表達減少，H ₂O ₂引起的神經細胞凋亡增加。因此，CIRP-TRX信號通路在淺低溫誘導的神經細胞保護中發揮重要的作用。

研究表明，神經系統疾病的炎癥性病理改變能夠加劇急性腦損傷，導致小膠質細胞的活化和促炎因子的釋放。低溫能夠降低缺血區中性粒細胞和活化的膠質細胞的數量，減少包括促炎因子在內［如白介素（IL）-1β，IL-6和腫瘤壞死因子α（TNF-α）等］在內的多種炎癥調節因子水平 ^［21］。然而，對于淺低溫誘導的CIRP對炎癥因子的作用這一領域，研究較少。相關研究表明，無論是低氧環境，還是飲酒過度，均能使小膠質細胞CIRP表達水平升高，并轉移至胞漿，釋放至胞外。CIRP通過激活細胞表面TLR4受體，活化炎癥因子，使TNF-α和IL-6水平升高，刺激炎癥反應，導致組織損傷 ^{［7，9，21］}。

低溫對腦內源性細胞生成的影響還不是很清楚。有研究表明，低溫能夠抑制干細胞的增殖，而亦有研究發現低溫能夠保護神經細胞的增殖分化能力 ^［22］。Fukuda等人 ^［23］發現淺低溫可通過激活CIRP保護神經干細胞的增殖分化能力，抑制神經細胞凋亡，將CIRP沉默后，表皮生長因子表達減少，神經干細胞凋亡增加。

從基礎到臨床，低溫治療缺血性腦損傷都是一項公認的有效措施，且降溫方法也比較完善 ^［24］。CIRP作為一種冷誘導RNA分子伴侶在其中起著相當重要的作用。盡管CIRP可通過抑制凋亡、促進ERK的磷酸化、增加TRX的表達以及維持神經細胞增殖分化能力等途徑產生腦保護作用，但其具體作用機制尚不明確。仍需要更多、更精確的在體實驗和臨床大樣本量的觀察。