分享自:

抑制中性粒细胞胞外诱捕网形成通过STING依赖性IRE1α/ASK1/JNK信号通路改善创伤性脑损伤小鼠的神经炎症和神经元凋亡

期刊:journal of neuroinflammation

学术研究报告:抑制中性粒细胞胞外诱捕网形成通过STING依赖性IRE1α/ASK1/JNK信号通路改善创伤性脑损伤后的神经炎症与神经元凋亡

一、研究团队与发表信息
本研究由Guihong ShiLiang LiuYiyao Cao等来自天津医科大学的研究团队完成,发表于Journal of Neuroinflammation(2023年,第20卷,第222页)。论文以开放获取形式发布,遵循Creative Commons Attribution 4.0 International License协议。

二、学术背景与研究目标
创伤性脑损伤(Traumatic Brain Injury, TBI)是全球范围内导致死亡和残疾的主要原因之一,其继发性损伤(如神经炎症和神经元凋亡)是治疗难点。中性粒细胞胞外诱捕网(Neutrophil Extracellular Traps, NETs)是中性粒细胞释放的网状结构,由DNA、组蛋白(如H3Cit)、髓过氧化物酶(MPO)等组成,既往研究发现NETs在TBI患者脑组织中广泛存在,且与不良预后相关。然而,NETs在TBI中如何加剧神经炎症和神经元凋亡的机制尚不明确。

本研究旨在:
1. 验证NETs抑制剂Cl-amidine对TBI后神经功能的保护作用;
2. 揭示NETs通过STING(Stimulator of Interferon Genes)依赖性IRE1α/ASK1/JNK信号通路调控神经炎症和凋亡的机制;
3. 探索靶向NETs的治疗潜力。

三、研究流程与方法
1. 动物模型与分组
- 使用8-10周龄雄性C57BL/6小鼠,通过电磁控制皮层撞击(Controlled Cortical Impact, CCI)建立TBI模型。
- 实验分组:假手术组(Sham)、TBI+溶剂对照组(Vehicle)、TBI+Cl-amidine治疗组(50 mg/kg,腹腔注射,术后1小时开始连续3天)、TBI+STING激动剂(2′3′-cGAMP)或抑制剂(C-176)干预组、TBI+腺病毒过表达PAD4(Ad-PAD4)组。

  1. NETs检测与抑制

    • 时间动态分析:通过Western blot检测损伤皮层中中性粒细胞标志物Ly6G和NETs标志物瓜氨酸化组蛋白H3(H3Cit)的表达,发现其峰值出现在TBI后3天(p<0.001)。
    • Cl-amidine干预:抑制PAD4(NETs形成关键酶),显著降低H3Cit表达(p<0.01)和血浆MPO-DNA复合物水平(p<0.01)。
  2. 神经功能评估

    • 改良神经严重程度评分(mNSS):Cl-amidine组在术后1天和3天评分显著改善(p<0.05)。
    • 转棒测试(Rotarod)角落测试(Corner Test):治疗组运动协调性和感觉不对称性显著恢复(p<0.05)。
  3. 脑损伤与血流分析

    • 磁共振成像(MRI):Cl-amidine减少脑水肿体积(术后3天,p<0.001)。
    • 激光散斑对比成像(LSCI):治疗组脑血流(CBF)在术后12小时至3天显著恢复(p<0.01)。
  4. 血脑屏障(BBB)完整性检测

    • Evans Blue渗出实验:Cl-amidine减少BBB通透性(p<0.05)。
    • 免疫荧光与Western blot:治疗组紧密连接蛋白(ZO-1、Occludin)表达上调(p<0.05),IgG渗出减少(p<0.001)。
  5. 神经炎症与细胞凋亡

    • 免疫荧光:Cl-amidine减少小胶质细胞(Iba-1+)和促炎型M1巨噬细胞(CD16+/Iba-1+),增加抗炎型M2巨噬细胞(Arg-1+/Iba-1+)(p<0.001)。
    • TUNEL与Fluoro-Jade C染色:治疗组皮层和海马CA1区凋亡神经元减少(p<0.01)。
  6. 机制验证

    • STING通路激活:STING激动剂2′3′-cGAMP逆转Cl-amidine的保护作用,增加IRE1α/ASK1/JNK磷酸化(p<0.01)。
    • 腺病毒过表达PAD4:加剧神经炎症和凋亡,而STING抑制剂C-176或IRE1α抑制剂Kira6可逆转此效应(p<0.001)。

四、主要结果与逻辑链条
1. NETs的动态变化:TBI后3天,NETs在脑组织和循环中达峰值,Cl-amidine有效抑制其形成。
2. 功能保护:NETs抑制改善神经功能、BBB完整性和CBF,证实其直接保护作用。
3. 分子机制:NETs通过释放DNA激活STING,进而触发IRE1α/ASK1/JNK通路,驱动神经炎症和凋亡。
4. 干预验证:STING或IRE1α抑制剂可阻断NETs的破坏性效应,形成“NETs-STING-IRE1α”轴。

五、结论与价值
本研究首次阐明:
1. NETs-STING-IRE1α/ASK1/JNK轴是TBI后神经损伤的核心机制之一;
2. Cl-amidine作为NETs抑制剂,通过靶向该通路发挥神经保护作用,为TBI急性期治疗提供新策略;
3. 研究揭示了STING在NETs介导的神经炎症中的关键角色,拓展了其对内源性DNA响应的认识。

六、研究亮点
1. 创新性机制:首次将NETs与STING依赖性内质网应激通路(IRE1α/ASK1/JNK)关联;
2. 多模态验证:结合行为学、影像学(MRI/LSCI)、分子生物学(Western blot/qPCR)和病理学(免疫荧光)方法;
3. 转化潜力:Cl-amidine已进入临床试验(如类风湿关节炎),其用于TBI的快速转化值得期待。

七、其他价值
研究还发现,NETs的促炎作用与微glia/巨噬细胞极化密切相关,为免疫调节治疗提供了新靶点。此外,腺病毒介导的PAD4过表达模型为后续NETs相关研究提供了工具。

(全文约2000字)

上述解读依据用户上传的学术文献,如有不准确或可能侵权之处请联系本站站长:admin@fmread.com