三氟拉嗪通过MLCK/p-MLC通路调节血脑屏障通透性促进缺血性卒中恢复

Trifluoperazine regulates blood-brain barrier permeability via the MLCK/p-MLC pathway to promote ischemic stroke recovery.

作者信息Wentao Zhang, Sisi Chen, Bin Ma, Yingmei Ding, Xiaofen Liu, Caijun He, Biao Wang, Mei Yuan
PMID38439960
期刊iScience
发布时间2024-02-13
DOI10.1016/j.isci.2024.109156

实验完整度

包含MCAO小鼠模型和OGD细胞模型,结合Western blot、免疫荧光、RT-qPCR、功能验证及MLCK过表达实验。

主要模型

C57BL/6J小鼠MCAO模型 bEnd.3细胞OGD模型 MLCK过表达慢病毒转染小鼠模型 MLCK过表达慢病毒转染bEnd.3细胞模型

重点核对

TFP给药剂量:10 mg/kg,于卒中诱导前30分钟和卒中后1小时腹腔注射 OGD处理时长:4小时氧糖剥夺,随后4小时复氧 MCAO手术:缺血2小时,再灌注24小时 MLCK过表达慢病毒注射:脑内注射0.5 μL,浓度2×10^9 TU/mL,于MCAO前4周 BBB通透性检测:EB和FITC-dextran尾静脉注射后1小时检测

摘要

摘要 生理学;分子生物学 关键词 学科领域:生理学,分子生物学

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
TFP是否通过调控CaM/MLCK/p-MLC通路保护缺血性卒中后血脑屏障完整性并促进神经功能恢复?
核心机制
TFP通过抑制CaM与MLCK结合,下调MLCK/p-MLC信号通路,减少肌动蛋白收缩,维持紧密连接蛋白完整性,降低BBB通透性。
主要证据
在MCAO小鼠和OGD处理的bEnd.3细胞中,TFP降低CaM表达、减少梗死体积、降低BBB通透性;MLCK过表达逆转TFP的保护效应。
研究意义
研究表明TFP抑制CaM与MLCK结合可能成为脑缺血后BBB损伤的治疗策略,为IS的临床治疗提供理论基础。

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

建立MCAO小鼠模型和OGD细胞模型

模拟缺血性卒中后的脑缺血再灌注损伤和体外缺氧缺血环境。

对C57BL/6J小鼠进行MCAO手术(缺血2小时,再灌注24小时),对bEnd.3细胞进行4小时OGD处理。

2

检测BBB通透性和紧密连接蛋白表达

评估缺血性卒中后BBB损伤程度。

使用EB和FITC-dextran渗漏实验检测BBB通透性,通过免疫荧光和Western blot检测紧密连接蛋白ZO-1、claudin-5、occludin的表达。

3

TFP治疗并确定最佳剂量

确定TFP对MCAO小鼠的治疗效果及最佳给药剂量。

给予MCAO小鼠不同剂量TFP(2, 5, 10, 20 mg/kg),检测CaM表达,最终选择10 mg/kg。评估脑梗死体积、神经功能评分和BBB通透性。

4

验证MLCK在BBB调节中的作用

探究MLCK是否介导TFP对BBB的保护作用。

通过免疫荧光和Western blot检测MLCK表达,使用co-IP检测CaM与MLCK结合。利用MLCK过表达慢病毒转染bEnd.3细胞和小鼠,观察TFP保护效应的逆转。

5

检测MLCK/p-MLC通路激活水平

证实TFP通过抑制MLCK/p-MLC通路保护BBB。

通过Western blot和免疫荧光检测MLCK、p-MLC、MLC的表达,分析TFP对通路激活的影响。

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。

验证样本或模型特征
验证细胞功能变化
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
三氟拉嗪Solarbio440-17-5
无糖DMEM培养基Thermo Fisher Scientific11966025
DMEM培养基Thermo Fisher Scientific11965092
胎牛血清Inner Mongolia Opcel BiotechnologyBS-1105
青霉素和链霉素Thermo Fisher Scientific15140122
三苯基氯化四氮唑SolarbioIT0160
伊文思蓝Sigma-AldrichE2129
FITC-葡聚糖Sigma-AldrichFD40S-100MG
RIPA裂解液Sigma-Aldrich20-188
增强化学发光试剂MIKXMK-S500
RIPA缓冲液BeyotimeP0013B
BCA蛋白定量试剂盒Yeasen20201ES76
bEnd.3细胞系ProcellCL-0598
山羊抗CD31抗体R&DFAB3628G-100
兔抗Claudin-5抗体Abcamab15106
兔抗Occludin抗体CST91131S
兔抗ZO-1抗体Invitrogen40-2200
兔抗ZO-1抗体Proteintech21773-1-AP
兔抗MLCK抗体Abcamab76092
兔抗p-MLC抗体CST95777S
抗兔Alexa Fluor 594二抗Abcamab150080
抗兔Alexa Fluor 488二抗Abcamab150077
兔抗β-actin抗体CST4970
兔抗MLC抗体Abcamab92721
兔抗CaM抗体Abcamab45689
小鼠抗CaM抗体Abcamab2860
蛋白A+G琼脂糖珠BeyotimeP2055
山羊抗兔IgG (H+L)二抗ElabscienceE-AB-1003
山羊抗小鼠IgG (H+L)二抗ElabscienceE-AB-1001
ChemiDoc XRS Plus凝胶成像系统Bio-Rad--
蔡司Apotome 2荧光显微镜Zeiss--

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
MCAO模型
小鼠品系、性别、年龄、体重;缺血时长2小时,再灌注24小时;麻醉方式:氯胺酮/赛拉嗪/乙酰丙嗪(50:5:1 mg/kg,腹膜内注射);体温维持37℃±0.5℃。
阅读提示:详见STAR★Methods中的Animals和MCAO model mice and drug administration部分。
TFP给药
TFP剂量(10 mg/kg),给药时间(术前30分钟和术后1小时,腹腔注射),溶剂(生理盐水)。
阅读提示:详见Results中Figure 3 legend和STAR★Methods中的MCAO model mice and drug administration部分。
OGD模型
bEnd.3细胞培养条件;OGD处理时长4小时,复氧4小时;无糖DMEM和低氧环境(94% N2,5% CO2,1% O2)。
阅读提示:详见STAR★Methods中的Cell culture and reagents和Oxygen-glucose deprivation and reoxygenation部分。
BBB通透性检测
EB和FITC-dextran浓度(2%),注射体积(0.1 mL),检测时间(注射后1小时),荧光显微镜和定量分析。
阅读提示:详见STAR★Methods中的Evans blue dye assays部分。
MLCK过表达实验
慢病毒载体GV341,注射剂量(0.5 μL,2×10^9 TU/mL),注射坐标,注射时间(MCAO前4周),细胞转染效率验证。
阅读提示:详见STAR★Methods中的Lentiviral transfection部分和图S1。