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Tepp-46通过抑制糖酵解促进缺血性中风后小胶质细胞的M2极化

期刊:international immunopharmacologyDOI:10.1016/j.intimp.2025.114148

这篇文档属于类型a,即报告了一项独立原创研究的学术文献。以下是对该研究的详细学术报告:

一、研究团队与发表信息
本研究的通讯作者为Qin Zhao(南京医科大学康达学院第一附属医院康复医学科)与Qinglun Su(同单位),第一作者Xiaomei Xia(南京医科大学康达学院)与Wenli Chen(东南大学中大医院康复医学科)等合作完成。研究发表于*International Immunopharmacology*期刊2025年第149卷,文章编号114148。


二、学术背景与研究目标
科学领域:研究聚焦缺血性脑卒中(ischemic stroke)后的神经炎症调控机制,属于神经免疫代谢交叉领域。
研究动机:既往研究表明,小胶质细胞(microglia)在脑缺血后被激活并极化为促炎性M1表型,加剧神经元损伤。而代谢重编程(metabolic reprogramming)尤其是糖酵解(glycolysis)增强被视为M1极化的关键驱动因素。丙酮酸激酶M2型(PKM2)是糖酵解限速酶,其二聚体可入核调控炎症基因表达,但PKM2在脑缺血中的作用机制尚不明确。
研究目标:探讨PKM2激活剂TEPP-46能否通过抑制糖酵解促进小胶质细胞向抗炎性M2极化,从而缓解脑缺血损伤。


三、实验设计与流程
研究采用体内(小鼠模型)与体外(原代小胶质细胞)双模型系统,共分七个关键步骤:

  1. PKM2表达验证

    • 对象:C57BL/6J雄性小鼠(n=3/组)建立短暂大脑中动脉闭塞(tMCAO)模型,分1/3/7天三个时间点;原代小胶质细胞经氧糖剥夺/复氧(OGD/R)处理。
    • 方法:免疫荧光检测脑梗死周边区(penumbra)Iba1+小胶质细胞中PKM2共定位;Western blot定量PKM2表达。
    • 关键发现:小胶质细胞激活伴随PKM2表达随时间递增(p<0.001),OGD/R后6-12小时达峰值。
  2. TEPP-46神经保护效应

    • 处理:tMCAO小鼠术后腹腔注射TEPP-46(50 mg/kg,3天);体外OGD/R后加10 μM TEPP-12小时。
    • 检测
      • 炎症指标:Western blot显示TEPP-46降低促炎因子(iNOS、TNF-α、IL-1β、IL-6)表达(p<0.01)。
      • 血脑屏障:上调紧密连接蛋白(claudin5、occludin、ZO-1)。
      • 脑损伤:TTC染色显示梗死体积减少(p<0.01),改良神经功能缺损评分(mNSS)改善(p<0.05)。
  3. 小胶质细胞表型转化

    • 标志物分析:qPCR与免疫荧光显示TEPP-46抑制M1标记物IL-1β(p<0.001),促进M2标记物CD206表达(p<0.01)。
    • 吞噬功能:利用pHrodo荧光标记法,TEPP-46组吞噬效率升高2.3倍(p<0.001)。
  4. 糖酵解抑制机制

    • 代谢检测:Seahorse分析显示TEPP-46降低细胞外酸化率(ECAR)(p<0.001);ELISA证实乳酸生成减少(p<0.01)。
    • 葡萄糖摄取:2-NBDG荧光法显示TEPP-46抑制OGD/R诱导的葡萄糖摄取增强(p<0.05)。
  5. PKM2核转位调控

    • 构象分析:交联实验证实TEPP-46促进PKM2四聚体形成(tetramer/monomer比值升高,p<0.01)。
    • 亚细胞定位:核质分离实验显示TEPP-46抑制PKM2入核(核内PKM2减少42%,p<0.01)。
  6. HIF-1α通路干预

    • 互作验证:Co-IP实验表明TEPP-46阻断PKM2与HIF-1α结合。
    • 下游基因:qPCR显示糖酵解基因(GLUT1、LDHA)mRNA水平下降(p<0.05)。
  7. 机制总结与可视化
    通过共聚焦 microscopy与模式图阐明TEPP-46通过稳定PKM2四聚体→抑制核转位→阻断HIF-1α信号→下调糖酵解→促进M2极化的级联机制。


四、主要结果与逻辑关联
1. PKM2上调关联炎症:脑缺血后小胶质细胞PKM2表达与炎症程度呈正相关,提示其作为调控靶点的潜力。
2. TEPP-46的多效性:通过抑制PKM2二聚化,同时实现抗炎(降低IL-1β)、促修复(提升CD206)及代谢重编程(抑制糖酵解),且体内外结果一致。
3. 代谢-免疫轴:首次证实PKM2-HIF-1α-糖酵解通路是小胶质细胞表型转换的枢纽,为“代谢干预免疫”提供直接证据。


五、研究价值与意义
科学价值
- 揭示PKM2构象动态变化(四聚体/二聚体平衡)是调控小胶质细胞功能的新机制。
- 提出“代谢检查点”(metabolic checkpoint)概念,为神经炎症治疗提供新视角。
应用潜力
- TEPP-46作为已进入临床实验的PKM2激活剂,具有快速转化潜力。
- 为脑卒中后神经保护策略开发提供特异性靶点。


六、研究亮点
1. 方法创新:首创PKM2二聚体/四聚体交联分析法结合亚细胞定位技术,精确解析TEPP-46作用位点。
2. 跨尺度验证:从分子互作(Co-IP)到动物行为学(mNSS评分)实现全链条证据整合。
3. 临床相关性:所有实验均模拟临床脑缺血再灌注损伤时间窗,结论具转化指导意义。


七、其他重要发现
研究发现TEPP-46可增强小胶质细胞对凋亡神经元的吞噬(CD68+细胞增多),提示其可能通过“清除损伤 debris”促进组织修复,这一功能独立于抗炎作用,值得进一步研究。

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