脂肪酸结合蛋白4促进创伤性脑损伤后小胶质细胞诱导的炎症反应

摘要

目的 探讨脂肪酸结合蛋白4（Fabp4）在调控创伤性脑损伤（TBI）后神经炎症中的作用机制。方法 将成年野生型C57雄性小鼠按随机数字表法随机分为假手术组和TBI组，Fabp4基因敲除(Fabp4^-/-)雄性小鼠随机分为假手术组和TBI组，每组6只。通过Western blot检测各组脑组织Fabp4、IL-1β、TNF-α、NLRP3、Caspase-1和ASC蛋白的表达；采用干湿重量比法测定脑含水量；尼氏染色评估神经损伤；组织免疫荧光双染检测小胶质细胞M1极化标志物（CD86和iNOS）、M2极化标志物（CD206）以及星形胶质细胞极化标志物（C3）的表达；酶联免疫吸附实验（ELISA）检测BV2细胞培养上清中促炎因子IL-1β和TNF-α的水平；MitoSOX Red荧光染料评估各组BV2细胞线粒体ROS水平；ELISA检测TBI后脑组织中丙二醛和8-羟基脱氧鸟苷含量；免疫荧光检测BV2细胞中NLRP3蛋白表达情况。结果 在野生型小鼠中，与假手术组相比，TBI组损伤部位脑组织中Fabp4蛋白表达在损伤后12 h开始显著升高（P<0.01）,并在3 d时达到高峰（P<0.01）。与野生型TBI组相比，Fabp4^-/-小鼠TBI组的IL-1β和TNF-α蛋白水平显著降低（均P<0.01）,脑含水量明显减少（P<0.05）。尼氏染色结果显示，Fabp4敲除显著减小了TBI后的脑损伤体积（P<0.05）。免疫荧光实验显示，Fabp4敲除抑制TBI后小胶质细胞M1极化，促进M2极化，但对星形胶质细胞极化无显著影响。细胞实验表明，Fabp4过表达显著增加BV2细胞培养上清中IL-1β和TNF-α的含量（均P<0.01）及线粒体ROS生成（P<0.01）。LPS刺激BV2细胞后Fabp4蛋白水平显著升高（P<0.01）,而Fabp4抑制剂BMS309403干预可显著降低IL-1β和TNF-α水平（均P<0.05）及线粒体ROS生成（P<0.01）。在小鼠模型中，Fabp4^-/-小鼠TBI组的丙二醛和8-羟基脱氧鸟苷含量显著低于野生型TBI组（均P<0.01）。此外，Fabp4过表达导致BV2细胞中NLRP3、ASC和Caspase-1蛋白水平显著增加（均P<0.01）,ROS清除剂可显著抑制上述蛋白的表达（P<0.05,P<0.01）。在小鼠模型中，Fabp4^-/-小鼠TBI组的NLRP3、ASC和Caspase-1蛋白水平显著低于野生型TBI组（P<0.05,P<0.01）。结论 Fabp4通过调控线粒体ROS产生和NLRP3炎症小体的形成，促进TBI后小胶质细胞诱导的神经炎症反应，为TBI治疗提供了新的潜在靶点。

关键词

脂肪酸结合蛋白4 / 创伤性脑损伤 / 小胶质细胞 / 炎症反应 / 线粒体ROS / NLRP3炎症小体

基金资助

湖北省自然科学基金面上项目（No.2021CFB549）