复旦大学脑科学研究院高艳琴课题组发现ASK1-K716R通过保护血脑屏障完整性以减少创伤性脑损伤后神经炎症和白质损伤

近日，复旦大学脑科学研究院高艳琴课题组与上海市肺科医院合作，研究发现ASK1-K716R点突变抑制ASK1的活性，同时也抑制脑内促凋亡JNKs通路和促炎症p38通路的激活，进一步研究也证实了ASK1-K716R抑制血管内皮细胞中下游JNKs的激活，减少内皮细胞凋亡和TJ蛋白丢失，保护了BBB完整性，并且减少神经元损伤以及白质结构、功能损伤，同时减轻脑内的炎症反应，最终改善小鼠TBI后长期的感觉运动和记忆等神经功能障碍。其研究论文在线发表于Journal of Neuroinflammation杂志上。

创伤性颅脑损伤（Traumatic brain injury，TBI）是引起全球广泛关注的健康问题。凋亡信号调节激酶1（Apoptosis signalregulating kinase 1，ASK1）是多种中枢神经系统（CNS）疾病的关键分子，通过磷酸化级联反应分别激活p38和JNK通路，从而参与细胞死亡以及炎症反应等。近年来研究发现ASK1敲除后对缺血性卒中和癫痫具有潜在的神经保护作用。越来越多的研究证明ASK1的活性抑制在治疗神经系统疾病、促进脑损伤后神经功能恢复方面具有相当大的治疗潜力。然而，ASK1对TBI的具体影响及其潜在机制仍不清楚。

此研究利用Crispr/Cas9系统构建了携带位点特异性突变的ASK1 Map3k5-e（K716R）的转基因小鼠，采用控制性皮质撞击法制备TBI模型，发现ASK1-K716R不改变小鼠体内ASK1的mRNA及其总蛋白的表达，但抑制TBI后ASK1蛋白磷酸化及其激酶活性，提示ASK1在TBI后发挥作用。Western blot证实ASK1-K716R可有效抑制TBI后ASK1、JNKs和p38的磷酸化。此外，提取脑内微血管进一步行免疫印迹分析发现，ASK1-K716R通过抑制内皮细胞ASK1/JNKs的激活，从而改善TBI后BBB的损伤，提示内皮细胞中ASK1可能仅激活下游JNK促凋亡通路的激活。进一步研究发现，ASK1-K716R可有效抑制外周免疫细胞向脑实质的浸润，调节小胶质/巨噬细胞极化，并下调多种促炎因子的表达，进而减少神经炎症的发生。此外，ASK1-K716R可减轻TBI后的脑白质损伤，改善有髓和无髓神经纤维的神经传导功能。与此同时，ASK1-K716R显著改善了TBI后长期感觉运动和认知功能障碍，表明靶向抑制ASK1活性可在TBI后发挥神经保护作用。

该论文的第一作者为孟珊硕士研究生，高艳琴教授和施宏教授为共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、教育部脑科学前沿中心、上海市科技重大专项和张江实验室等的资助和支持。