USP14抑制通过保护血脑屏障完整性和减轻神经炎症促进MCAO小鼠恢复

USP14 inhibition promotes recovery by protecting BBB integrity and attenuating neuroinflammation in MCAO mice.

作者信息Wenzhong Hou, Jianping Yao, Junjie Liu, Xiaohong Lin, JueXian Wei, Xiaofan Yin, Hongbiao Huang, Xiaohui Chen, Guo-Yuan Yang, Xiaosong He
PMID37269080
发布时间2023-11
DOI10.1111/cns.14292

实验完整度

包含体内MCAO模型、体外OGD细胞模型,并进行了行为测试、分子机制和功能验证。

主要模型

ICR小鼠MCAO模型 bend.3内皮细胞OGD模型

重点核对

IU1给药剂量:400 μg/kg体重,腹腔注射 IU1给药时间:再灌注后立即,以及24和48小时后 MCAO手术:60分钟阻断,激光多普勒确认脑血流 OGD条件:8小时无糖低氧,再复氧4小时 IU1体外浓度:25 μM

摘要

目的:血脑屏障功能障碍是缺血性卒中的标志之一。USP14已被报道在缺血性脑损伤中发挥有害作用。然而,USP14在缺血性卒中后血脑屏障功能障碍中的作用尚不清楚。方法:在本研究中,我们测试了USP14在缺血性卒中后破坏血脑屏障完整性中的作用。将USP14特异性抑制剂IU1注射到大脑中动脉闭塞(MCAO)小鼠中,每天一次。在MCAO后3天,使用伊文思蓝(EB)测定和IgG染色评估血脑屏障渗漏。选择FITC-葡聚糖试验在体外检查血脑屏障渗漏。进行行为测试以评估缺血性卒中的恢复情况。结果:大脑中动脉闭塞增加了脑内内皮细胞USP14的表达。此外,EB测定和IgG染色显示,通过IU1注射抑制USP14可保护MCAO后的血脑屏障渗漏。蛋白表达分析显示,IU1处理后炎症反应和趋化因子释放减少。此外,发现IU1治疗可挽救缺血性卒中引起的神经元损失。行为测试显示IU1在减轻脑损伤和改善运动功能恢复方面具有积极作用。体外研究表明,IU1处理可通过调节ZO-1表达减轻培养的bend.3细胞中OGD诱导的内皮细胞渗漏。结论:我们的结果表明USP14在MCAO后破坏血脑屏障完整性和促进神经炎症中的作用。

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
USP14在缺血性卒中后血脑屏障功能障碍中的作用及机制。
核心机制
USP14通过促进紧密连接蛋白ZO-1降解,破坏血脑屏障完整性,促进神经炎症。
主要证据
MCAO小鼠脑内USP14表达升高,IU1抑制USP14后ZO-1表达增加,血脑屏障渗漏减少,炎症反应减轻,神经元损失减少,行为恢复改善。
研究意义
靶向USP14抑制可能是减轻缺血性卒中后神经炎症和脑损伤的治疗策略。

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

验证USP14在脑内皮细胞中的表达

检测USP14在正常和缺血脑中的表达及细胞定位。

利用单细胞测序数据库分析、Western blot和免疫荧光染色检测USP14表达。

2

评估IU1对血脑屏障完整性的影响

检测USP14抑制是否减轻血脑屏障渗漏。

对MCAO小鼠注射IU1,通过EB渗漏实验和IgG染色评估血脑屏障渗漏,并通过Western blot和免疫荧光检测ZO-1表达。

3

体外OGD模型验证IU1对内皮细胞的作用

验证IU1对OGD诱导的内皮细胞损伤的保护作用。

bend.3细胞进行OGD处理和IU1处理,通过FITC-葡聚糖通透性实验、Western blot和免疫荧光检测ZO-1表达。

4

评估IU1对炎症反应的影响

检测USP14抑制是否减轻炎症细胞浸润和神经炎症。

通过Western blot检测MPO、GFAP表达,免疫荧光检测IBA1阳性细胞,ELISA检测TNF-α、IL-1β、IL-6水平。

5

评估IU1对脑梗死体积和神经元损失的影响

检测USP14抑制是否减少脑梗死体积和神经元凋亡。

通过焦油紫染色评估梗死体积,NeuN染色评估神经元损失,TUNEL染色评估神经元凋亡。

6

评估IU1对神经功能恢复的影响

检测USP14抑制是否改善神经功能。

进行Bederson评分、mNSS、转棒实验和旷场实验。

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
IU1MedChemExpress--
DMEM培养基GibcoC11995500BT
胎牛血清Gibco--
青霉素----
链霉素----
CCK-8试剂盒DojindoCK04-500
FITC-葡聚糖Sigma90718
伊文思蓝----
RIPA裂解液----
ZO-1抗体Invitrogen--
GFAP抗体Millipore--
MPO抗体Abcam--
USP14抗体Abcam--
GAPDH抗体----
IBA1抗体WAKO--
NeuN抗体Millipore--
CD31抗体R&D--
亲和素-生物素复合物Vector Labs--
DAB显色液----
IL-1β ELISA试剂盒BoshideEK0394
TNF-α ELISA试剂盒BoshideEK0527
IL-6 ELISA试剂盒BoshideEK0411
BCA蛋白定量试剂盒BeyotimeP0012
bend.3细胞ProcellCL-0598
Transwell小室Corning3470
转棒仪Zhenhua--
EthoVision XT视频追踪系统Noldus--
冷冻切片机Leica--
共聚焦显微镜Leica--
数字显微镜Nikon--

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
动物模型
小鼠品系:ICR;性别:雄性;年龄:8-10周;体重:25-28g;MCAO手术细节(线栓法)、再灌注时间(60分钟),脑血流确认(降低至基线10%后恢复至70%)
阅读提示:Methods 2.2
药物处理
IU1给药剂量:400 μg/kg;给药途径:腹腔注射;给药时间:再灌注后立即、24小时和48小时
阅读提示:Methods 2.2
体外细胞实验
bend.3细胞来源;培养条件(DMEM+15%FBS);OGD条件(无糖DMEM、8小时低氧、复氧4小时);IU1浓度(25 μM)
阅读提示:Methods 2.8
血脑屏障渗漏检测
EB渗出实验:EB浓度(1%)、剂量(4ml/kg)、循环时间(2小时);IgG染色方法
阅读提示:Methods 2.12, 2.4