抑制中性粒细胞胞外陷阱通过 Wnt3/β - 连环蛋白 / TCF4 信号通路改善脓毒症相关性脑病的血脑屏障损伤与认知障碍

　　

在医学领域，脓毒症一直是个棘手的 “大麻烦”。它被定义为机体对感染的失调反应导致的危及生命的器官功能障碍，全球每年有大量患者受其困扰，死亡人数众多。脓毒症还会影响多个器官，其中，脓毒症相关性脑病（SAE）更是让情况雪上加霜，约 9% - 71% 的严重脓毒症患者会患上 SAE，这不仅导致患者短期患病、住院时间延长，还会造成长期的身体和认知障碍，给医疗系统带来沉重的经济负担。

目前，SAE 的主要发病机制是内毒素血症引发的全身炎症反应，但具体的分子机制却并不清楚。中性粒细胞作为人体免疫系统的 “先头部队”，在抵御感染时发挥着重要作用，可它释放的中性粒细胞胞外陷阱（NETs）却像是一把 “双刃剑”。在某些神经炎症疾病中，NETs 已被证实会介导脑损伤，可在 SAE 中它究竟扮演着怎样的角色，还没有被完全弄清楚。

为了揭开这些谜团，重庆医科大学附属第二医院的研究人员开展了一系列研究。他们的研究成果发表在《Journal of Neuroinflammation》上，为 SAE 的治疗带来了新的希望。

研究人员采用了多种关键技术方法。首先，通过盲肠结扎穿孔（CLP）手术建立 SAE 小鼠模型，以此来模拟人类的 SAE 病症。接着，运用 RNA 测序（RNA - Seq）技术结合生物信息学分析，研究海马体基因表达的变化。此外，还利用免疫荧光染色、ELISA、蛋白质免疫印迹（Western blot）等技术，检测相关蛋白水平和炎症因子表达，以及通过行为学实验评估小鼠的认知功能。

研究结果如下：

1. 动态表达：研究人员观察到，在 CLP 手术后，小鼠海马体中中性粒细胞的数量在 8 小时开始增加，48 小时达到峰值，72 小时后逐渐恢复到基线水平；NETs 则在 12 小时开始增加，72 小时达到峰值，随后也逐渐减少。基于此，研究人员选择 72 小时作为后续实验中 CLP 小鼠的处死时间点。

2. 药物干预效果：使用蛋白质精氨酸脱亚氨酶 4（PAD4）抑制剂 GSK484 抑制 NETs 形成后，SAE 小鼠的存活率显著提高，体重增加，海马体中 NETs 的形成明显减少，关键炎症细胞因子（IL - 6、IL - 1β、TNF - α 和 IL - 10）的产生也显著降低，这表明神经炎症得到了有效缓解。同时，通过 Morris 水迷宫（MWM）测试和旷场实验（OFT）发现，接受 GSK484 治疗的小鼠认知功能得到了明显改善。

3. 基因表达变化：RNA - Seq 和生物信息学分析显示，GSK484 处理后，差异表达基因（DEGs）主要富集在与炎症、细胞黏附和细胞结构相关的基因上。其中，Wnt 信号通路是变化最显著的通路，表明它可能在 GSK484 的保护作用中发挥关键调节作用。

4. 对血脑屏障的影响：抑制 NETs 形成能够保护血脑屏障（BBB）的完整性。一方面，GSK484 处理降低了 CLP 小鼠的脑水含量（BWC）和荧光素钠（FS）渗漏，表明 BBB 的通透性降低。另一方面，研究发现 NETs 的过度激活会导致紧密连接（TJs）蛋白如 Occludin、ZO - 1 和 Claudin - 5 的表达下降，而 GSK484 能够特异性地恢复 Occludin 的表达，从而保护 BBB。此外，黏附连接（AJs）相关蛋白如 VCL、VE - cadherin 和 Fermt1 在 CLP 小鼠中表达降低，GSK484 处理则显著增加了这些蛋白的表达，这说明抑制 NETs 形成还能缓解 AJs 的破坏，通过促进 VCL/β - catenin/VE - cadherin 复合物的形成来维持 BBB 的完整性。

5. 信号通路机制：进一步研究发现，GSK484 通过激活 Wnt3/β - catenin/TCF4 信号通路来发挥保护作用。在 CLP 小鼠中，该信号通路的关键组件如 Wnt3、TCF4 和核 β - catenin 的表达下降，而 GSK484 处理显著恢复了它们的表达水平。在体外实验中，GSK484 也能够以 Wnt3 依赖的方式增强内皮细胞中 β - catenin/TCF4 信号通路的激活。相反，使用 β - catenin/TCF4 的拮抗剂 LF3 阻断该信号通路后，GSK484 对 BBB 完整性和认知功能的保护作用被逆转，这进一步证实了 Wnt3/β - catenin/TCF4 信号通路在抑制 NETs 形成的保护机制中的重要性。

研究结论和讨论部分指出，NETs 在 CLP 诱导后会引发炎症损伤，而抑制 NETs 的形成能够显著减轻 CLP 诱导的神经炎症反应、BBB 损伤和认知功能障碍。这种保护作用主要是通过激活 Wnt3/β - catenin/TCF4 信号通路，增加 Occludin 的表达以及促进 VCL/β - catenin/VE - cadherin 复合物的形成来实现的。这一研究成果表明，NETs 有望成为治疗 CLP 诱导的 SAE 的新靶点，为 SAE 的治疗提供了一种有前景的策略。不过，该研究也存在一些局限性，比如没有在 CLP 小鼠中测试 DNase I 或 Cl - amidine，且 NETs 调节 Wnt 信号的精确机制还不清楚，这也为后续的研究指明了方向。总之，这项研究为深入理解 SAE 的发病机制和治疗提供了重要的理论依据，具有重要的临床意义和研究价值。