FKBP5-CCL5相互作用通过调控MAPK通路和增强NET形成促进缺血性卒中中的神经炎症和神经元凋亡

FKBP5-CCL5 interaction promotes neuroinflammation and neuronal apoptosis in ischemic stroke by regulating the MAPK pathway and enhancing NET formation.

作者信息Zhongchen Li, Tengkun Yin, Hongyang Guo, Zhenxing Liu, Peijian Wang, Chao Liu, Qingbo Wang, Meng Zhang, Yilei Xiao, Jiyue Wang, Jiheng Hao, Liyong Zhang
PMID41098728
发布时间2025-09-30
DOI10.3389/fimmu.2025.1609989

实验完整度

包含临床样本分析、tMCAO动物模型、原代神经元体外实验及BV2细胞转染等功能验证,并涉及机制研究(MAPK通路),属于多层级证据。

主要模型

缺血性卒中患者外周血及脑组织样本 tMCAO小鼠模型(C57BL/6小鼠) 原代神经元(小鼠脑组织) BV2小胶质细胞系

重点核对

缺血性卒中患者与健康供者的纳入排除标准 tMCAO模型:闭塞时间60分钟,CI-amidine给药剂量(50 mg/kg,腹腔注射,每日一次,连续3天)及分组(n=15/组) BV2细胞转染分组:Oe-NC, Oe-FKBP5, si-NC, si-FKBP5 MAPK通路抑制剂AZD6244的使用浓度(10 μM) FKBP5与CCL5的相互作用验证(Co-IP实验)

摘要

背景:缺血性卒中的病理生理机制尚未完全阐明。已发现脑缺血/再灌注损伤中FKBP5的上调与缺血和再灌注损伤的严重程度相关。然而,其在缺血性卒中进展中的具体作用仍不清楚。方法:本研究共纳入40名缺血性卒中患者和40名年龄和性别匹配的健康供者(HDs),以评估FKBP5的表达、中性粒细胞胞外陷阱(NET)的形成以及NET与卒中的相关性。此外,采用短暂大脑中动脉闭塞(tMCAO)小鼠模型(闭塞60分钟,n = 15/组),并给予CI-amidine处理,以证明NET对卒中相关脑损伤的影响。从小鼠脑组织中分离原代神经元,通过流式细胞术和TUNEL实验评估NET对神经元凋亡的影响。此外,用FKBP5过表达和敲低载体转染BV2小胶质细胞,检测小胶质细胞极化、中性粒细胞NETs形成及潜在的分子作用机制。具体方法:通过ELISA检测H3cit、MPO-DNA、IL-1β、IL-10、TNFα和iNOS的水平;通过病理染色观察神经元形态变化;通过流式细胞术和TUNEL染色观察神经元凋亡;通过Western blot检测FKBP5、CD206、CCL5和MAPK通路的蛋白水平。结果:在本研究中,我们观察到缺血性卒中患者中FKBP5显著上调,这与NET标志物(如H3cit和MPO-DNA复合物)表达增加相关。这种上调与卒中严重程度和结局相关。在短暂大脑中动脉闭塞(tMCAO)小鼠模型中,使用NET抑制剂CI-amidine治疗可显著减少脑损伤、梗死面积和NET标志物水平,提示靶向NETs具有治疗潜力。我们进一步发现FKBP5调节小胶质细胞向促炎性M1表型极化并促进NET形成。FKBP5与CCL5相互作用,增强MAPK通路激活并增加促炎细胞因子(包括TNF-α和IL-1β)的产生。使用MAPK通路抑制剂AZD6244干预可有效抑制这些效应。结论:目前的研究结果表明,FKBP5可能调节CCL5介导的p38 MAPK信号通路和NET形成,从而促进卒中后神经炎症和神经元凋亡。需要进一步的前瞻性研究来验证FKBP5作为缺血性卒中治疗靶点的潜力。

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
FKBP5在缺血性卒中进展中的具体作用及其分子机制是什么?
核心机制
FKBP5与CCL5相互作用,激活MAPK信号通路(尤其是p38 MAPK),促进小胶质细胞向M1表型极化,增强NET形成,从而加剧神经炎症和神经元凋亡。
主要证据
临床样本显示FKBP5和NET标志物升高;tMCAO模型中NET抑制剂减少脑损伤;BV2细胞中FKBP5过表达促进M1极化和NET形成,Co-IP验证FKBP5-CCL5相互作用,MAPK通路抑制剂AZD6244逆转这些效应。
研究意义
提出FKBP5可能作为缺血性卒中的潜在治疗靶点,为靶向NET形成和MAPK通路的治疗策略提供依据。

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

临床样本分析

评估缺血性卒中患者FKBP5表达水平及NET形成标志物,并分析其与疾病严重程度和结局的相关性。

收集40名缺血性卒中患者和40名健康供者的外周血,以及10名脑梗死患者和5名车祸死亡者的脑组织,检测FKBP5、H3cit、MPO-DNA和dsDNA水平,并进行Spearman相关性分析。

2

tMCAO动物模型构建及NET抑制剂干预

验证NET在缺血性卒中脑损伤中的作用,并评估NET抑制剂CI-amidine的治疗效果。

建立tMCAO小鼠模型,随机分为sham组、模型组和CI-amidine治疗组,术后给予CI-amidine(50 mg/kg,腹腔注射,连续3天),通过TTC染色、脑含水量测定、HE染色、免疫组化和免疫荧光评估脑损伤和NET形成。

3

原代神经元凋亡检测

评估NETs对神经元凋亡的影响。

从小鼠脑组织中分离原代神经元,使用流式细胞术和TUNEL染色检测不同处理组的神经元凋亡率。

4

BV2细胞FKBP5功能研究

探究FKBP5对小胶质细胞极化和NET形成的影响。

使用FKBP5过表达和敲低载体转染BV2小胶质细胞,通过ELISA检测M1/M2标志物,并与中性粒细胞共培养检测NET标志物。

5

FKBP5与CCL5相互作用验证

验证FKBP5与CCL5之间的物理和功能性相互作用。

通过分子模拟对接、免疫荧光共定位、Co-IP实验以及检测FKBP5对CCL5表达的调控,验证两者的相互作用。

6

MAPK通路机制验证

验证FKBP5-CCL5通过MAPK通路介导小胶质细胞极化和NET形成的机制。

Western blot检测FKBP5对MAPK通路蛋白(p-p38, p-JNK, p-ERK)的影响,并通过si-CCL5或MAPK抑制剂AZD6244处理,检测下游炎症因子和NET标志物的变化。

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
瓜氨酸化组蛋白H3 ELISA试剂盒mlbioYJ701102
MPO-DNA ELISA试剂盒mlbioYJ360097
Quant-iT PicoGreen dsDNA检测试剂盒Yeasen12641ES01
CI-amidineMCE1373232-26-8
H3cit抗体Biossbsm-33042
MPO抗体Abcamab208670
Triton X-100Sigma Aldrich--
DAPI----
Annexin V-FITC和碘化丙啶试剂Beyotime--
流式细胞仪Beckman Coulter--
TUNEL试剂盒Beyotime--
DMEM培养基----
胎牛血清----
青霉素-链霉素----
Lipofectamine 2000Invitrogen--
Neurobasal培养基----
B-27添加剂----
多聚-D-赖氨酸----
CD11b磁珠(超纯级)Miltenyi Biotec--
Trizol试剂Invitrogen--
PrimeScript RT试剂盒Takara Bio--
SYBR Green PCR预混液Applied Biosystems--
PVDF膜Millipore--
FKBP5抗体Proteintech14155-1-AP
CCL5抗体AffinityAF5151
ERK抗体AffinityBF8004
p-ERK抗体AffinityAF1015
P38抗体Proteintech14064-1-AP
p-P38抗体Proteintech28796-1-AP
p-JNK抗体Proteintech60666-1-Ig
JNK抗体Proteintech66210-1-IG
CD206抗体Proteintech60143-1-IG
GAPDH抗体Proteintech60004-1-Ig
IL-1β ELISA试剂盒Neobioscienceml098416
IL-10 ELISA试剂盒NeobiosciencemIC50274-1
TNFα ELISA试剂盒NeobiosciencemIC50536-1
iNOS ELISA试剂盒NeobiosciencemlswE3080
Percoll分离液GE Healthcare--
RPMI 1640培养基----
AZD6244----

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
临床样本收集
患者纳入标准(年龄、症状发作时间、NIHSS评分)、排除标准(出血、大范围梗死等)、样本类型(外周血、脑组织)及处理方式(低转速离心、-80℃保存)
阅读提示:Methods部分:Ischemic stroke patients and samples
tMCAO动物模型
小鼠品系(C57BL/6,雄性,6-8周龄)、线栓规格(Doccol Corp.)、闭塞时间(60分钟)、麻醉方案(5%异氟烷诱导,2%维持)、术后镇痛(丁丙诺啡)
阅读提示:Methods部分:tMCAO model
CI-amidine干预
给药剂量(50 mg/kg)、给药途径(腹腔注射)、给药时间(术后1小时首次给药,每日一次)、疗程(连续3天)
阅读提示:Methods部分:Animal experimental design
BV2细胞转染
细胞系(BV2)、培养基(DMEM+10%FBS+1%青霉素-链霉素)、转染试剂(Lipofectamine 2000)、分组(Oe-NC, Oe-FKBP5, si-NC, si-FKBP5)
阅读提示:Methods部分:Cell culture and transfection
MAPK通路抑制剂处理
AZD6244浓度(10 μM)
阅读提示:Results部分:The effect of FKBP5-CCL5 on BV2 cell polarization and neutrophil NETs formation via the MAPK signaling pathway
原代神经元凋亡检测
细胞来源(6-8周龄C57BL/6小鼠脑组织)、培养条件(Neurobasal培养基+B-27)、凋亡检测方法(流式细胞术、TUNEL染色)
阅读提示:Methods部分:Neurons isolation, Flow cytometry analysis, TUNEL staining
FKBP5与CCL5相互作用验证
Co-IP抗体(FKBP5或CCL5抗体)、免疫沉淀孵育条件(4℃, 24小时)、Dynabeads处理
阅读提示:Methods部分:Co-immunoprecipitation