靶向NAD+补救通路抑制外周血单核细胞炎症以改善血管性认知障碍的认知功能

Targeting NAD+ Salvage Suppresses PBMC Inflammation to Improve Cognitive Function in Vascular Cognitive Impairment

作者信息Ze Li, Hong-Yan Zhang, Rui Feng, Wen-Xu Qi, Yi-Ting Wang, Qiang Li, Ke Zhang
PMID41221592
期刊Stroke
发布时间2025-11-12
DOI10.1161/STROKEAHA.125.052431

实验完整度

包含患者PBMCs转录组和功能验证、体外抑制剂实验、动物模型体内干预及行为学和组织学评估等多个独立证据层级。

主要模型

VCI患者外周血单个核细胞 TBCCAO诱导的VCI小鼠模型

重点核对

患者PBMCs中iNAMPT和eNAMPT水平的对立变化 FK866抑制eNAMPT对PBMCs炎症和吞噬功能的效应 PRPP恢复NAD+水平并抑制PBMCs炎症的浓度 TBCCAO小鼠模型的构建及PRPP给药时间点 PRPP对认知行为测试(NOR和Y迷宫)的改善

摘要

背景:血管性认知障碍(VCI)是一种由血管病理学引起的认知衰退。人外周血单核细胞(PBMCs)是循环中免疫和炎症反应的关键驱动因素,被认为在VCI中发挥重要作用,但机制尚不清楚。烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)补救通路利用NAD+分解产物合成新的NAD+并维持其细胞水平。该通路的失调可能破坏细胞代谢和免疫平衡,促进疾病发生。在此,我们研究了PBMCs触发的外周炎症是否与VCI中发生的异常NAD+代谢相关,并探讨了靶向NAD+补救通路作为VCI潜在治疗策略的可能性。方法:对VCI患者或对照者的PBMCs进行RNA测序,并用自体血清培养。检测PBMCs中促炎细胞因子水平和NAD+补救通路关键组分。在VCI小鼠模型中评估这些参数。给予5‘-磷酸核糖焦磷酸(PRPP),NAD+补救生物合成的关键底物,并评估其对认知功能的治疗效果。结果:VCI患者外周PBMCs显示促炎细胞因子水平升高,iNAMPT(胞内烟酰胺磷酸核糖转移酶)活性降低,NAD+水平降低,而eNAMPT(胞外NAMPT)水平显著升高。用FK866药理抑制eNAMPT可减少VCI PBMCs的炎症。此外,阻断TLR4或CCR5可减轻eNAMPT触发的促炎反应。在VCI小鼠模型中,PBMCs中的NAD+补救通路受损,并表现出促炎活性。给予5’-磷酸核糖焦磷酸可恢复NAD+水平,抑制炎症,并改善认知功能。结论:我们的研究结果表明,由NAD+补救受损和PBMCs中eNAMPT水平升高驱动的外周炎症在VCI发病机制中起关键作用。通过5‘-磷酸核糖焦磷酸治疗恢复NAD+稳态显著改善了VCI小鼠的认知功能,突出了NAD+补救作为潜在治疗靶点的价值。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
外周PBMCs驱动的炎症是否与VCI中异常的NAD+代谢相关,以及靶向NAD+补救通路能否作为VCI的治疗策略?
核心机制
VCI中PBMCs的NAD+补救通路受损,iNAMPT下调导致细胞内NAD+减少,而eNAMPT升高通过TLR4和CCR5受体触发促炎细胞因子产生,驱动外周炎症。
主要证据
RNA测序和RT-qPCR显示VCI患者PBMCs中炎症因子上调;ELISA和Western blot显示NAD+、NMN、ATP和iNAMPT降低,eNAMPT升高;FK866抑制eNAMPT和阻断TLR4/CCR5可减轻炎症;PRPP补充恢复NAD+水平,在TBCCAO小鼠模型中改善认知功能。
研究意义
研究建立了外周代谢功能障碍与免疫激活在VCI中的机制联系,提出PRPP作为基于机制的转化相关策略,用于靶向系统性炎症和减轻VCI认知衰退。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

患者PBMCs转录组分析

鉴定VCI患者PBMCs中的差异表达基因和富集通路,探究炎症激活状态。

对VCI患者和健康对照的PBMCs进行RNA测序,使用GO和KEGG富集分析,并验证NLR信号通路和炎症因子表达。

2

NAD+代谢物和NAMPT表达检测

评估VCI PBMCs中NAD+补救通路的功能状态。

通过ELISA检测PBMCs中NAD+、NMN和ATP水平,Western blot检测iNAMPT和血浆eNAMPT水平。

3

eNAMPT抑制实验

验证eNAMPT是否驱动VCI PBMCs的促炎激活。

用FK866(eNAMPT特异性抑制剂)处理PBMCs,检测炎症因子表达、granzyme活性和吞噬功能。

4

TLR4/CCR5通路阻断

验证eNAMPT是否通过TLR4和CCR5受体介导炎症。

使用IAXO-102(TLR4抑制剂)和TAK779(CCR5抑制剂)处理VCI PBMCs,检测炎症因子和吞噬功能变化。

5

PRPP体外处理PBMCs

评估PRPP能否恢复NAD+补救通路并抑制PBMCs炎症。

用PRPP处理健康对照和VCI患者的PBMCs,检测NAD+、NMN、ATP、iNAMPT水平以及炎症因子、granzyme和吞噬功能。

6

TBCCAO小鼠模型建立和PRPP体内治疗

评估PRPP在体内对VCI小鼠认知功能和神经损伤的改善作用。

对C57BL/6J小鼠进行TBCCAO手术,术后3小时和6小时腹腔注射PRPP,进行行为学测试(NOR和Y迷宫)、脑血流成像、免疫荧光染色和凋亡检测。

7

小鼠PBMCs炎症和NAD+通路检测

验证小鼠模型中PBMCs的NAD+补救受损和炎症激活,以及PRPP的逆转作用。

分离TBCCAO小鼠和PRPP处理小鼠的PBMCs,检测NAD+、NMN、ATP、iNAMPT和eNAMPT水平以及炎症因子表达。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
FicollCytiva17544203
TRIzol试剂Thermo Fisher15596026CN
SYBR Premix Ex Taq----
ABI 7500系统----
颗粒酶A ELISA试剂盒MeimianMM-0435H1
颗粒酶B ELISA试剂盒MeimianMM-0434H1
NAD+ ELISA试剂盒BeyotimeS0175
NMN ELISA试剂盒Shanghai Enzyme-LinkedYJ200258
ATP ELISA试剂盒SolarbioBC0300
eNAMPT ELISA试剂盒Shanghai Enzyme-Linkedml058527 and ml060212
葡聚糖Alexa Fluor 647----
FK866AbmoleM2887
IAXO-102MCEHY-125171
TAK779AbmoleM9135
抗Nampt抗体Proteintech11776-1-AP
抗β-actin抗体Proteintech66009-1-Ig
HRP标记二抗----
Fujifilm LAS-3000 Mini系统Fujifilm--
PRPPAPE BIO108321-05-7
抗CD31抗体R&DAF3628
抗NeuN抗体ABclonalA19086
Alexa Fluor 555标记二抗----
RPMI-1640培养基----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
PBMC分离和培养
患者和对照的匹配标准、Ficoll分离方法、培养条件(培养基、血清浓度、时间)
阅读提示:Methods部分:Patients and Clinical Assessment, Phagocytosis Assay and Flow Cytometry Analysis
RNA测序分析
样本量(n=5),差异表达阈值(|log2FC|>2,FDR<0.01),分析平台
阅读提示:Methods部分:RNA Sequencing and Data Analysis
eNAMPT抑制实验
FK866浓度(10 μmol/L)、处理时间(4小时)、对照处理
阅读提示:Methods部分:Inhibitor Treatment of PBMCs;Results部分:Inhibition of eNAMPT Attenuates...
TLR4/CCR5阻断实验
IAXO-102(10 μmol/L)和TAK779(100 nmol/L)的浓度、处理时间(4小时)、对照
阅读提示:Methods部分:Inhibitor Treatment of PBMCs;Results部分:Blocking the TLR4/CCR5...
PRPP体外处理
PRPP浓度(2 mmol/L)、处理时间未明确说明
阅读提示:Results部分:PRPP Enhances the NAD+ Salvage Pathway...
TBCCAO小鼠模型
小鼠品系(C57BL/6J)、年龄(3个月)、性别(雄性)、阻断时间(20分钟)、麻醉方法
阅读提示:Methods部分:TBCCAO and PRPP Administration
PRPP体内给药
PRPP剂量(300 μg/g体重)、给药时间(术后3和6小时)、给药途径(腹腔注射)
阅读提示:Methods部分:TBCCAO and PRPP Administration
行为学测试
NOR测试的适应期(7天)、训练和测试时间点(24小时)、Y迷宫测试条件
阅读提示:Methods部分:Novel Object Recognition Test;Results部分:PRPP Ameliorates Cognitive Dysfunction...