在环境温度降低时，生物体会产生某种蛋白来调节机体功能，以适应温度变化，这类蛋白被称为“冷休克蛋白”（cold shock proteins，CSPs） ^［1］。冷诱导RNA结合蛋白（cold inducible RNA-binding protein，CIRP）和RNA结合修饰蛋白3（RNA binding motif protein 3，RBM3）是近年来研究较多的两种冷休克蛋白。Nishiyama等 ^［2］于1997年在小鼠的睾丸细胞中首次发现CIRP，并在培养的BALB/3T3鼠胚成纤维细胞（MEF细胞）中发现浅低温（32～35℃）能够诱导CIRP表达水平的升高。相关研究表明CIRP mRNA在标准环境下大鼠脑组织中就有表达 ^［3］，在低温大鼠模型中，脑组织中CIRP mRNA表达明显增加 ^［4］。新近研究发现CIRP既能通过抑制神经细胞凋亡，产生神经保护作用及维持神经干细胞的增殖和分化能力，却又能加重炎症反应，导致脑损伤，但其具体机制尚不明确。因此，本文综述CIRP在脑组织中的表达及其在脑缺血中的作用及相关研究进展。

CIRP主要位于细胞核中，包含两个明显的结构域（图14-1）。一个是氨基端共有序列RNA结合域（RMM），也称核糖核蛋白（RNP）基序、RNP共有序列或RNA识别基序。这种结构域具有高度保守性，并可与相关RNA结合 ^［5］。另一个是羧基端甘氨酸富集结构域（RGG），功能尚不明确。浅低温可诱导CIRP的表达，随后CIRP优先结合到mRNA内含子3＇末端、5＇非编码区或3＇非编码区，这种结合对于3＇末端的裂解和多聚腺苷酸化起着重要的作用 ^［6］。

迄今为止，研究者已陆续从小鼠、人类、大鼠、墨西哥美西螈、非洲爪蟾、牛蛙、鲑鱼等多种生物细胞中分离出CIRP的cDNA，比较了它们的核苷酸序列及预测的氨基酸序列，发现它们无论是在核酸结构上，还是在氨基酸结构上都是高度保守的，具有较高的同源性。人的CIRP基因编码区核苷酸序列与小鼠、大鼠的同源性分别为86. 6%、85. 1%，人类CIRP的氨基酸序列与小鼠、大鼠的同源性分别达到95. 3%、94. 8%。

正常情况下，皮层第2层至第6层神经元以及内嗅皮质、梨状皮质神经元都能够表达CIRP，海马CA1-3区的锥体细胞以及齿状回的颗粒细胞、门细胞也能够表达CIRP，而在胶质细胞、纤维束、海马伞、胼胝体中则没有CIRP表达 ^［3］。低氧能诱导小胶质细胞中CIRP的表达、转移和释放，而低温处理却不能改变小胶质细胞中CIRP的表达水平 ^［7，8］。

　CIRP主要位于细胞核中 ^［2，9］，在人类精细胞的胞浆中亦存在CIRP的表达。相关研究表明，氧化应激、紫外线照射、渗透压改变、内质网应激以及失血性休克等多种刺激均可诱发CIRP向胞浆的转移 ^{［10，11］}。

常温下，CIRP在脑组织中呈低水平表达，其中大鼠皮层、海马、纹状体CIRP mRNA的表达没有差异，而下丘脑CIRP mRNA的表达较皮质和海马少 ^［3，4］。

脑组织中CIRP的表达具有昼夜节律性。视交叉上核和脑皮质中的CIRP表达水平白天升高，晚上降低，且这一脑区的表达水平明显高于皮层和海马组织 ^［12］。光线能够明显增加CIRP的表达，而且CIRP的表达在眼和脑组织中同步升高，这表明CIRP可能在生物节律中起一定作用 ^［13］。

前期研究在对嗜铬细胞瘤细胞进行8h浅低温处理时发现其CIRP mRNA表达升高。Tong等人 ^［8］将小鼠海马切片在33. 5℃下进行培养发现，CIRP mRNA的表达水平在30分钟开始升高，48h达到高峰，但蛋白表达水平无明显改变。在大鼠四血管缺血模型中，浅低温诱导CIRP在各个脑区不同程度的表达。下丘脑CIRP mRNA于低温后1h开始增加，海马、皮层CIRP mRNA于低温后2h开始升高，低温后4h，皮层和下丘脑CIRP mRNA表达达到高峰 ^［4］。在在体实验中，Kaneko等人发现浅低温促进了嗅球和下丘脑CIRP mRNA的表达，且在浅低温后24h达到高峰，持续48h ^［14］。

在深低温（17℃）培养小鼠海马切片24h后，神经细胞和胶质细胞大量死亡，且在深低温培养过程中，CIRP的表达水平并没有明显的增加 ^［8］。而在高温（42℃）环境下，CIRP的表达水平降低 ^［15］。

CIRP的表达还受到脑缺血的影响。在局部缺血的大鼠海马神经元中CIRP表达降低，而皮层中CIRP的表达没有明显变化。然而，亦有研究表明在大鼠脑缺血模型中，皮层CIRP mRNA表达水平增加，但其增加程度小于低温诱导的CIRP mRNA增加水平，且低温诱导的CIRP mRNA水平的升高会因脑缺血而延迟 ^［16］。

另外，低氧能够通过低氧诱导因子1非依赖机制诱导CIRP上调，而H ₂O ₂却能抑制CIRP的温度依赖性表达 ^［11］。除了上述提及的影响因素之外，紫外线、渗透压等也能影响CIRP的表达。

脑缺血开始后数分钟至数小时，机体兴奋性神经递质释放增多，亚细胞器损伤，正常蛋白结构和功能丧失，导致细胞毒性水肿和坏死。再灌注时，线粒体损伤加重，坏死片段生成，引起一系列亚急性（数小时至数天）改变，包括凋亡、炎症、细胞因子生成等。慢性期（数周至数月）开始修复，包括残片清除、细胞生成、突触的形成和重建。本文着重讨论CIRP对能量代谢、凋亡、存活因子、炎症、神经干细胞生成的影响。

低温的神经保护作用在很大程度上是由于低温能够降低神经细胞代谢率，减少能量需求。温度每降低1℃，脑氧耗和糖代谢减少约5%。通过减少脑代谢储备消耗，低温能够防止乳酸产生增加（依赖无氧代谢）引起的下游级联反应和酸中毒。低温还可通过诱导CIRP表达升高产生神经细胞保护作用。然而，亦有研究在大鼠低温模型中发现，低温诱导的CIRP并不影响糖酵解中间产物乳酸、丙酮酸以及磷酸果糖激酶1的浓度，表明低温诱导的CIRP可能并不参与能量代谢。缺血缺氧会导致线粒体损伤，ATP产生减少，能量供应减少，糖酵解增加。缺血也能诱导CIRP表达的升高，但升高的CIRP并不能降低能量代谢水平 ^［16］。

导致细胞凋亡的途径主要有线粒体凋亡途径（内源性途径）、死亡受体凋亡途径（外源性途径）和内质网凋亡途径三种，也有学者将内质网途径纳入线粒体途径中 ^［17］。浅低温下冷休克蛋白表达增高，之后激活并启动CIRP介导的抗凋亡信号转导通路，主要通过阻断线粒体凋亡途径，抑制神经元凋亡，从而起到神经保护作用。Jun研究小组 ^［18］用肿瘤坏死因子（TNF-α）和环己酰亚胺处理小鼠胚胎成纤维细胞（mouse embryo fibroblast，MEF），诱导凋亡，并比较了常温（37℃）和浅低温（32℃）下细胞凋亡情况，发现浅低温能够提高细胞存活率，降低Caspase-8活性。与低温下将CIRP沉默的MEF细胞相比，转染CIRP cDNA的细胞存活率升高，Caspase-8活性降低，表明浅低温诱导的CIRP能够抑制TNF-α诱导的凋亡，应用细胞外信号调节激酶（extracellular regulated protein kinases，ERK）阻滞剂后，浅低温诱导的CIRP的抗凋亡作用减弱。另外，增加标准环境下小鼠MEF细胞CIRP的表达，NF-κB的活性增加。因此在浅低温应激下，CIRP通过激活MAPK级联中的ERK通路和NF-κB信号通路达到抗凋亡作用，而浅低温对p-ERK的表达没有明显的影响。在H ₂O ₂诱导大鼠神经元细胞凋亡实验中，浅低温能够通过促进CIRP的表达，抑制H ₂O ₂诱导的细胞凋亡，降低凋亡因子Caspase-3的活性，而加入CIRPRNAi慢病毒抑制CIRP的表达后，神经元凋亡速率增快，活化的Caspase-3表达增加，说明CIRP确实改善了H ₂O ₂诱导的神经元凋亡，是浅低温脑保护途径之一 ^［19］。

硫氧环蛋白（thioredoxin，TRX）能够清除氧自由基，降低氧化应激，抑制凋亡，具有细胞保护作用。CIRP作为应激反应蛋白能特异的结合TRX mRNA的3’-UTR以增加TRX蛋白合成，CIRP还可从胞核转移至胞浆与TRX转录子结合，来促进TRX表达。Li等 ^［19］人再次指出将CIRP沉默后，浅低温诱导的TRX表达减少，H ₂O ₂引起的神经细胞凋亡增加。因此，CIRP-TRX信号通路在浅低温诱导的神经细胞保护中发挥重要的作用。

研究表明，神经系统疾病的炎症性病理改变能够加剧急性脑损伤，导致小胶质细胞的活化和促炎因子的释放。低温能够降低缺血区中性粒细胞和活化的胶质细胞的数量，减少包括促炎因子在内［如白介素（IL）-1β，IL-6和肿瘤坏死因子α（TNF-α）等］在内的多种炎症调节因子水平 ^［21］。然而，对于浅低温诱导的CIRP对炎症因子的作用这一领域，研究较少。相关研究表明，无论是低氧环境，还是饮酒过度，均能使小胶质细胞CIRP表达水平升高，并转移至胞浆，释放至胞外。CIRP通过激活细胞表面TLR4受体，活化炎症因子，使TNF-α和IL-6水平升高，刺激炎症反应，导致组织损伤 ^{［7，9，21］}。

低温对脑内源性细胞生成的影响还不是很清楚。有研究表明，低温能够抑制干细胞的增殖，而亦有研究发现低温能够保护神经细胞的增殖分化能力 ^［22］。Fukuda等人 ^［23］发现浅低温可通过激活CIRP保护神经干细胞的增殖分化能力，抑制神经细胞凋亡，将CIRP沉默后，表皮生长因子表达减少，神经干细胞凋亡增加。

从基础到临床，低温治疗缺血性脑损伤都是一项公认的有效措施，且降温方法也比较完善 ^［24］。CIRP作为一种冷诱导RNA分子伴侣在其中起着相当重要的作用。尽管CIRP可通过抑制凋亡、促进ERK的磷酸化、增加TRX的表达以及维持神经细胞增殖分化能力等途径产生脑保护作用，但其具体作用机制尚不明确。仍需要更多、更精确的在体实验和临床大样本量的观察。