研究發(fā)現(xiàn)ASK1-K716R通過(guò)保護(hù)血腦屏障完整性減少創(chuàng)傷性腦損傷后神經(jīng)炎癥和白質(zhì)損傷

創(chuàng)傷性顱腦損傷(Traumatic brain injury，TBI)是引起全球廣泛關(guān)注的健康問(wèn)題。凋亡信號(hào)調(diào)節(jié)激酶 1（(Apoptosis signal-regulating kinase 1, ASK1）是多種中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)疾病的關(guān)鍵分子通過(guò)磷酸化級(jí)聯(lián)反應(yīng)分別激活p38 和 JNK 通路，從而參與細(xì)胞死亡以及炎癥反應(yīng)等等。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)ASK1敲除后對(duì)缺血性卒中和癲癇具有潛在的神經(jīng)保護(hù)作用。越來(lái)越多的研究證明ASK1的活性抑制在治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病、促進(jìn)腦損傷后神經(jīng)功能恢復(fù)方面具有相當(dāng)大的治療潛力。然而，ASK1對(duì)TBI的具體影響及其潛在機(jī)制仍不清楚。

復(fù)旦大學(xué)腦科學(xué)研究院高艷琴課題組與上海市肺科醫(yī)院合作，發(fā)現(xiàn)ASK1-K716R點(diǎn)突變抑制ASK1的活性，同時(shí)抑制了腦內(nèi)促凋亡JNKs通路和促炎癥p38通路的激活，進(jìn)一步研究也證實(shí)了ASK1-K716R抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞中下游JNKs的激活，減少了內(nèi)皮細(xì)胞凋亡和TJ蛋白丟失，保護(hù)了BBB完整性；并且減少神經(jīng)元損傷以及白質(zhì)結(jié)構(gòu)/功能損傷，減輕了腦內(nèi)的炎癥反應(yīng)，最終改善小鼠TBI后長(zhǎng)期的感覺運(yùn)動(dòng)和記憶等神經(jīng)功能障礙。研究結(jié)果于2023年10月24日在線發(fā)表在Journal of Neuroinflammation雜志上。

本研究利用Crispr /Cas9系統(tǒng)構(gòu)建了攜帶位點(diǎn)特異性突變的ASK1 Map3k5-e (K716R)的轉(zhuǎn)基因小鼠，采用控制性皮質(zhì)撞擊法制備TBI模型，發(fā)現(xiàn)ASK1-K716R不改變小鼠體內(nèi) ASK1 的 mRNA 及其總蛋白的表達(dá)，但抑制TBI 后 ASK1 蛋白磷酸化及其激酶活性，提示ASK1在TBI后發(fā)揮作用。Western blot證實(shí)ASK1-K716R可有效抑制TBI后ASK1、JNKs和p38的磷酸化。有趣的是，提取腦內(nèi)微血管進(jìn)一步行免疫印跡分析發(fā)現(xiàn)，ASK1-K716R 通過(guò)抑制內(nèi)皮細(xì)胞 ASK1/JNKs（而不是 ASK1/p38）的激活，從而改善 TBI 后 BBB 的損傷，提示內(nèi)皮細(xì)胞中 ASK1 可能僅激活下游 JNK 促凋亡通路的激活。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)ASK1-K716R可有效抑制外周免疫細(xì)胞向腦實(shí)質(zhì)的浸潤(rùn)，調(diào)節(jié)小膠質(zhì)/巨噬細(xì)胞極化，并下調(diào)多種促炎因子的表達(dá)，進(jìn)而減少神經(jīng)炎癥的發(fā)生。此外，ASK1-K716R可減輕TBI后的腦白質(zhì)損傷，改善有髓和無(wú)髓神經(jīng)纖維的神經(jīng)傳導(dǎo)功能。與此同時(shí)，ASK1-K716R顯著改善了 TBI 后長(zhǎng)期感覺運(yùn)動(dòng)和認(rèn)知功能障礙，表明靶向抑制ASK1活性可在TBI后發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。

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