MERTK通过RhoA/ROCK1/p-MLC途径降低脊髓损伤后血脊髓屏障通透性的研究

脊髓损伤（Spinal Cord Injury，SCI）是一种因外伤、炎症、肿瘤或其它病理原因导致的中枢神经系统疾病，造成患者感觉、运动和自主神经功能障碍，给个体及社会带来沉重负担。随脊髓损伤发生的血脊髓屏障（Blood-Spinal Cord Barrier，BSCB）破坏是次级损伤的关键事件。迈特克（MERTK）在调节炎症和细胞骨架动态中发挥重要作用，然而其在BSCB中的特定作用尚不明确。本研究揭示了迈特克在BSCB修复中的独特作用。迈特克的表达在SCI后血管内皮细胞中降低。通过上调紧密连接蛋白（TJs），迈特克的过表达降低了BSCB通透性，进而抑制炎症和凋亡。最终，这导致神经再生和功能恢复的增强。进一步试验揭示了RhoA/ROCK1/p-MLC途径在迈特克效应中发挥关键作用。这些发现突出了迈特克通过其减轻BSCB通透性的能力促进SCI恢复的作用，并可能为SCI修复提供潜在靶点。

研究背景及目的

SCI在世界范围内发病率逐年上升，然而迄今为止，有效的治疗手段仍然有限。次级损伤涵盖多种过程，如炎症反应、组织水肿、神经元退行性和胶质瘢痕形成等。原发性损伤引起的出血和BSCB破坏被认为是次级损伤发展的重要事件。

BSCB作为一种特殊的过滤器，控制着代谢物、营养物和氧气在血液和脊髓之间的转移，维持稳定的内环境，对保护脊髓具有至关重要的意义。其破坏会导致血细胞如中性粒细胞和巨噬细胞渗入脊髓组织，释放炎症分子，引发炎症反应，诱发氧化应激，并触发神经元凋亡。因此，抑制BSCB的破坏，阻止随后的凋亡可能是减少SCI严重性和促进功能恢复的重要治疗手段。

迈特克是TAM（TYRO3、AXL、MERTK）受体酪氨酸激酶家族的成员之一，在维持成体组织的稳态中发挥关键作用。这一家族的受体在SCI的精确作用仍不完全明了。迈特克与炎症在诸如多发性硬化症、蛛网膜下腔出血和创伤性脑损伤等疾病中的关系已与神经系统相关。炎症与BSCB的通透性密切相关，可以激活小胶质细胞，导致炎症调节因子的释放，TJs的上调。基于这些发现，MERTK可能在减少炎症和凋亡，促进神经修复的同时保持BSCB完整性中发挥作用。

研究来源和作者信息

本研究由中国科学院大脑科学与智能技术卓越创新中心的林洁钊、孙元芳、夏斌、王一涵、谢长楠、王金锋、胡金伟、朱立新于2023年9月23日接收为2023年12月22日发表在*Neurosci. Bull.*上。

研究方案和结果

本研究设计了细胞培养、动物模型、行为测试、组织学染色、Western blot、免疫荧光染色、TUNEL染色、BSCB通透性测试等多种实验步骤。通过建立SCI模型和缺氧糖饥饿（OGD）诱导的BEND.3细胞模型，确定迈特克的差异表达和细胞定位。结果显示，SCI后迈特克蛋白表达降低，并呈现出与TJs相似的时间表达模式。迈特克在BSCB中的作用，被认为是通过下调TJs，降低BSCB的通透性，从而间接抑制炎症和凋亡，进而导致功能恢复和神经再生的增强。

进一步通过BEND.3细胞模型试验确定，迈特克上调TJs的表达。OGD条件下，紧密连接蛋白的表达降低，而迈特克过表达能够逆转这一效应。MERTK过表达在SCI后的早期抑制了炎症，降低了炎性细胞因子的水平。此外，迈特克过表达也能减少凋亡。

行为测试表明，迈特克过表达促进了动物模型中的神经再生和功能恢复。免疫荧光染色和NISSL染色结果表明，过表达迈特克增加了神经元数量并减轻了组织损伤。在西方印迹分析中，过表达迈特克显著增加了GAP43和NF200的蛋白表达。

此外，研究数据显示，迈特克通过抑制RhoA/ROCK1/p-MLC途径来减少因SCI而增加的BSCB通透性，此机制可能涉及细胞骨架的重塑，影响紧密连接蛋白的结构并维持BSCB的完整性。

研究结论和价值

本研究首次揭示了迈特克在维持BSCB结构完整性、缓解炎症及凋亡方面在脊髓损伤后修复过程中的关键作用，为后续深入研究迈特克在SCI病理机制中的作用及其治疗潜力提供了生物学基础和靶点。研究发现，迈特克的过表达可以通过抑制RhoA/ROCK1/p-MLC途径，保护BSCB结构完整性，减轻炎症和凋亡，促进功能恢复和神经再生。考虑到迈特克作为激酶的活性易于调控，这一发现有助于实验成果的临床转化。