復旦大學腦科學研究院高艷琴課題組發現ASK1-K716R通過保護血腦屏障完整性以減少創傷性腦損傷后神經炎癥和白質損傷

近日，復旦大學腦科學研究院高艷琴課題組與上海市肺科醫院合作，研究發現ASK1-K716R點突變抑制ASK1的活性，同時也抑制腦內促凋亡JNKs通路和促炎癥p38通路的激活，進一步研究也證實了ASK1-K716R抑制血管內皮細胞中下游JNKs的激活，減少內皮細胞凋亡和TJ蛋白丟失，保護了BBB完整性，并且減少神經元損傷以及白質結構、功能損傷，同時減輕腦內的炎癥反應，最終改善小鼠TBI后長期的感覺運動和記憶等神經功能障礙。其研究論文在線發表于Journal of Neuroinflammation雜志上。

創傷性顱腦損傷（Traumatic brain injury，TBI）是引起全球廣泛關注的健康問題。凋亡信號調節激酶1（Apoptosis signalregulating kinase 1，ASK1）是多種中樞神經系統（CNS）疾病的關鍵分子，通過磷酸化級聯反應分別激活p38和JNK通路，從而參與細胞死亡以及炎癥反應等。近年來研究發現ASK1敲除后對缺血性卒中和癲癇具有潛在的神經保護作用。越來越多的研究證明ASK1的活性抑制在治療神經系統疾病、促進腦損傷后神經功能恢復方面具有相當大的治療潛力。然而，ASK1對TBI的具體影響及其潛在機制仍不清楚。

此研究利用Crispr/Cas9系統構建了攜帶位點特異性突變的ASK1 Map3k5-e（K716R）的轉基因小鼠，采用控制性皮質撞擊法制備TBI模型，發現ASK1-K716R不改變小鼠體內ASK1的mRNA及其總蛋白的表達，但抑制TBI后ASK1蛋白磷酸化及其激酶活性，提示ASK1在TBI后發揮作用。Western blot證實ASK1-K716R可有效抑制TBI后ASK1、JNKs和p38的磷酸化。此外，提取腦內微血管進一步行免疫印跡分析發現，ASK1-K716R通過抑制內皮細胞ASK1/JNKs的激活，從而改善TBI后BBB的損傷，提示內皮細胞中ASK1可能僅激活下游JNK促凋亡通路的激活。進一步研究發現，ASK1-K716R可有效抑制外周免疫細胞向腦實質的浸潤，調節小膠質/巨噬細胞極化，并下調多種促炎因子的表達，進而減少神經炎癥的發生。此外，ASK1-K716R可減輕TBI后的腦白質損傷，改善有髓和無髓神經纖維的神經傳導功能。與此同時，ASK1-K716R顯著改善了TBI后長期感覺運動和認知功能障礙，表明靶向抑制ASK1活性可在TBI后發揮神經保護作用。

該論文的第一作者為孟珊碩士研究生，高艷琴教授和施宏教授為共同通訊作者。該研究得到國家自然科學基金、教育部腦科學前沿中心、上海市科技重大專項和張江實驗室等的資助和支持。