通过调节小胶质细胞极化的TRAF5-MAPK信号通路,CD36抑制缓解颅脑创伤后白质损伤

研究背景

颅脑创伤不仅会损伤灰质,也会导致严重的白质损伤。白质损伤会引起少突胶质细胞大量丢失,从而破坏髓鞘的生成和维持,干扰轴突代谢和神经可塑性的调节,最终导致严重的神经功能障碍。目前针对灰质损伤的治疗研究较多,而对白质损伤的研究则相对较少,这可能是导致临床治疗效果不佳的部分原因。炎症反应是颅脑创伤后继发损伤的主要病理过程,激活的小胶质细胞在其中扮演着关键角色。小胶质细胞的活化伴随着表型的极化,可分为促炎和抗炎两种主要表型。促炎表型的小胶质细胞可释放大量炎性因子,加重神经损伤;而抗炎表型的小胶质细胞则有利于神经修复。因此,调节小胶质细胞表型极化有望成为治疗白质损伤的潜在新策略。

CD36受体在许多中枢神经系统疾病中发挥重要作用,但其在颅脑创伤引起的白质损伤和小胶质细胞极化中的作用机制尚不清楚。本研究旨在阐明CD36在调节小胶质细胞极化和白质损伤中的功能作用及其分子机制。

研究方法

本研究建立了小鼠控制性皮质撞击(CCI)模型,采用Western blot、qPCR、免疫荧光等技术检测CD36在颅脑创伤后的时空表达模式;通过透射电子显微镜、luxol fast blue染色等方法评估白质损伤程度;应用转录组测序和生物信息学分析,阐明CD36下调对白质损伤的保护作用及其分子机制;利用Western blot、qPCR、免疫荧光等手段检测小胶质细胞的极化状态;在体内外实验中,通过CD36、TRAF5siRNA敲低或小分子抑制剂抑制MAPK通路,探究CD36-TRAF5-MAPK轴对小胶质细胞极化和白质损伤的调控作用;并通过体外bv2细胞与少突胶质细胞共培养系统,验证了CD36调控小胶质细胞极化对少突胶质细胞损伤的影响。

主要发现

1. CD36在颅脑创伤后第7天达到表达峰值,主要定位于星形胶质细胞和小胶质细胞。

2. CD36基因敲除可减轻髓鞘丢失和少突胶质细胞损伤,改善小鼠颅脑创伤后的神经功能缺陷。

3. 转录组测序结果显示,CD36基因敲除后差异表达基因主要富集于小胶质细胞活化、神经炎症调控、TNF信号通路等相关生物学过程。

4. CD36敲低可抑制小胶质细胞促炎表型的极化,增加抗炎表型;其作用机制与下游TRAF5-MAPK信号通路的抑制有关。

5. TRAF5或p38 MAPK的抑制可模拟CD36缺失所产生的抗炎效应。

6. 在共培养系统中,CD36敲低的bv2细胞培养上清可减轻缺氧缺糖诱导的少突胶质细胞损伤,提高其存活率和分化能力。

研究意义

本研究首次阐明了CD36受体在颅脑创伤后白质损伤中的关键作用及其分子机制。CD36可通过TRAF5-MAPK信号通路调控小胶质细胞极化,抑制促炎表型而促进抗炎表型,从而减轻白质损伤。该发现不仅丰富了我们对颅脑创伤病理生理学的认识,也为临床上预防和治疗创伤后白质损伤提供了新的潜在靶点。