编辑推荐：
IGFBP7通过稳定紧密连接蛋白抑制OGD/R诱导的脑微血管内皮细胞损伤和血脑屏障破坏。
朱玉仪|崔婷|陈明曦|徐曼曼|司马秀天|王德仁
四川大学华西医院神经内科与脑血管疾病中心，成都610041，中国
摘要
背景
血脑屏障（BBB）是由脑微血管内皮细胞维持的一个关键界面，这些细胞依靠紧密连接（TJ）蛋白（如ZO-1和occludin）来调节通透性。缺血性中风后，BBB的破坏和随后的脑水肿是导致临床预后不良的主要因素。胰岛素样生长因子结合蛋白7（IGFBP7）在这些内皮细胞中高表达，并被认为与BBB的形成和血管修复有关。然而，其在中风引起的内皮损伤中的具体作用仍不明确。
方法与结果
在本研究中，我们使用小鼠微血管内皮（bEnd.3）细胞，在缺氧-复氧（OGD/R）的体外模型中探讨了IGFBP7的功能。我们通过过表达和siRNA介导的沉默来调节IGFBP7的水平。结果表明，OGD/R处理显著降低了IGFBP7的表达，导致BBB通透性增加、紧密连接蛋白降解以及细胞凋亡。重要的是，过表达IGFBP7可以缓解这些效应，恢复ZO-1的表达并减少凋亡。相反，沉默IGFBP7会加剧紧密连接蛋白的降解和细胞凋亡。
结论
内皮细胞中的IGFBP7通过减轻OGD/R介导的BBB损伤而发挥保护作用，因此它可能是一个值得在未来临床研究中探索的新治疗靶点。
引言
血脑屏障（BBB）是脑循环和脑实质之间的关键界面。它主要由脑微血管内皮细胞、周细胞和星形胶质细胞组成，其功能是调节溶质扩散，同时防止病原体和其他有害物质的渗透，从而维持中枢神经系统的稳态（Keaney和Campbell，2015；Obermeier等人，2013）。缺血/再灌注损伤后，BBB迅速破坏，先于神经元损伤的发生，并持续到急性期和早期亚急性期（Kassner和Merali，2015）。这种破坏允许炎症介质和免疫细胞的渗透，从而加剧神经元损伤，促进脑水肿，并最终导致更差的临床结果（Candelario-Jalil等人，2022；Fu等人，2023）。中风引起的BBB破坏最显著的表现之一是微血管内皮细胞之间的紧密连接（TJs）的破坏（Sandoval和Witt，2008；Zheng等人，2023）。值得注意的是，脑微血管内皮细胞在BBB中起着核心作用，因为它们提供了较大的表面积并减少了神经元与毛细血管之间的距离（Abbott等人，2006）。这些关键功能要求脑内皮细胞具有独特的分子特性，包括没有窗孔、最小的胞饮活性以及高度特化的TJ蛋白（Abbott，2013；Abdullahi等人，2018）。在这些蛋白中，ZO-1蛋白和occludin是TJ复合体的关键组成部分。特别是ZO-1作为一种关键的支架蛋白，将跨膜蛋白（如occludin和claudins）与肌动蛋白细胞骨架连接起来，从而维持TJ的完整性（Zheng等人，2023）。因此，保持ZO-1的稳定性可能是减轻缺血引起的脑微血管内皮细胞损伤的重要策略。
胰岛素样生长因子结合蛋白7（IGFBP7）是一种30 kDa的分泌蛋白，属于IGFBPs家族，在大脑中表达最丰富的IGFBPs之一，尤其是在内皮细胞的Weibel-Palade小体中（Degeorges等人，2000；van Breevoort等人，2012）。IGFBP7是一种多功能蛋白，其生物学作用高度依赖于周围微环境。它参与了细胞外基质重塑、血管生成、凋亡和炎症反应，并可以通过胰岛素样生长因子（IGF）依赖性和非依赖性机制发挥作用（Nagakubo等人，2003；Oh等人，无日期；Slater等人，2019）。值得注意的是，IGFBP7在神经系统疾病中的作用似乎具有矛盾性。IGFBP7水平升高与阿尔茨海默病（AD）的进展有关，因为它抑制海马神经元的存活，而IGFBP7也被证明可以在创伤性脑损伤后促进血管修复（Agbemenyah等人，2014；Wang等人，2020）。此外，IGFBP7还被报道可以对抗血管内皮生长因子（VEGF）诱导的高通透性，并促进血管成熟，表明其在维持血管结构完整性方面起着关键作用（Bar等人，2020；Hooper等人，2009）。实验研究进一步表明，缺血性中风后IGFBP7的表达上调（Buga等人，2014）。尽管有这些观察结果，IGFBP7在缺血性中风中的具体作用仍不完全清楚。我们最近的临床研究表明，急性缺血性中风患者的血清IGFBP7水平升高与3个月良好的预后相关（Zhu等人，2025）；然而，其背后的细胞机制尚未阐明。来自骨缺陷模型的证据表明，IGFBP7可能通过激活IGF1R-PI3K/AKT信号通路来稳定紧密连接蛋白ZO-1（Sun等人，2024）。这种保护机制是否也适用于缺血条件下的BBB尚不清楚。总体而言，这些发现表明IGFBP7可能在中风相关的血管损伤中起重要作用，尽管其确切效果尚未明确。
因此，我们假设内皮细胞特异性表达IGFBP7可以在缺血性中风微环境中提供保护。为了验证这一假设，我们研究了在内皮细胞中靶向过表达IGFBP7是否会影响缺氧-复氧损伤后培养的bEnd.3细胞的屏障功能和凋亡。
部分内容
细胞培养
小鼠微血管脑内皮细胞（bEnd.3）从武汉Pricella生物技术有限公司（中国武汉）购买（CL-0598），并在添加了10%（v/v）胎牛血清（FBS）和1%（v/v）青霉素-链霉素溶液（100 U/ml）的Dulbecco改良Eagle培养基（DMEM）中培养。培养物在37℃、5% CO2和95%湿度的孵育器中维持。所有实验均使用第5代到第20代的细胞进行。
OGD/R导致bEnd.3细胞中的紧密连接破坏和BBB通透性增加
研究了OGD/R对bEnd.3细胞中TJ蛋白和BBB完整性的影响。免疫荧光分析显示，与对照组相比，OGD/R处理后ZO-1和Occludin的荧光强度显著降低，分布稀疏且不连续（图1，A-C）。Western blot和RT-qPCR分析也证实了这两种蛋白及其mRNA水平的显著降低
讨论
内皮细胞间连接的破坏是缺血性中风后脑血管功能障碍的关键病理事件。在本研究中，我们发现IGFBP7是缺血-再灌注条件下BBB完整性的重要调节因子。据我们所知，这是首次报道在培养的bEnd.3细胞中过表达IGFBP7可以减轻OGD/R引起的TJ蛋白丢失，降低内皮通透性，并抑制
结论
综上所述，我们的发现表明，内皮细胞中的IGFBP7过表达通过保持紧密连接的完整性、降低内皮通透性和抑制细胞凋亡来减轻OGD/R引起的BBB破坏。这项研究为IGFBP7在缺血性中风中的保护作用提供了新的机制见解，并强调了其作为维持缺血-再灌注损伤后BBB完整性的治疗靶点的潜力。
CRediT作者贡献声明
朱玉仪：撰写——原始草稿，研究，正式分析，数据管理。崔婷：研究。陈明曦：研究。徐曼曼：撰写——审阅与编辑，资金获取。司马秀天：撰写——审阅与编辑，资源，方法学。王德仁：监督，资源，项目管理，研究，资金获取，概念化。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的财务利益或个人关系。
