Semaglutide 作用于 Isg15-FUNDC1 轴：抑制 IFN-β 的过度激活，并减轻糖尿病性脑出血中的血脑屏障损伤

《Journal of Neuroinflammation》：Semaglutide targets the Isg15-FUNDC1 axis: suppressing IFN-β overactivation and attenuating blood-brain barrier injury in diabetic intracerebral hemorrhage

　　

摘要

背景

糖尿病合并的脑内出血（DM-ICH）其特征是血脑屏障（BBB）受到严重继发性损伤，临床预后较差；然而，针对该疾病的靶向疗法仍然有限。通过在动态的大鼠脑内出血模型中运用单细胞RNA测序（scRNA-seq）技术，我们观察到在损伤高峰期（第3天），脑微血管内皮细胞（BMECs）表现出强烈的I型干扰素（IFN-I）介导的先天免疫反应，但与此同时，干扰素刺激基因15（Isg15）的表达却降低了。本研究旨在探讨Isg15缺乏在DM-ICH中导致的线粒体自噬功能障碍和IFN-β调节紊乱中的作用，并评估GLP-1受体激动剂semaglutide的治疗潜力。

方法

我们在雄性大鼠中建立了DM-ICH的体内模型，并使用暴露于高葡萄糖和血红素（HG+Hemin）的人类脑微血管内皮细胞系hCMEC/D3建立了体外模型。通过测量脑水分含量和神经学评分来评估脑损伤情况，同时通过Evans blue（EB）渗漏和透射电子显微镜（TEM）来评估BBB的完整性。我们利用scRNA-seq、腺相关病毒（AAV）和siRNA介导的干预、共免疫沉淀（Co-IP）以及环己酰胺（CHX）追踪实验，系统地研究了Isg15的分子作用，并评估了semaglutide对Isg15调控和BBB保护的效果。

结果

scRNA-seq数据显示，尽管在损伤高峰期BMECs中的IFN-I相关通路被激活，但关键的负调节因子Isg15却特异性下调。这种抑制作用在DM-ICH条件下进一步加剧，并与严重的BBB损伤相关。Isg15缺乏会破坏线粒体自噬受体FUNDC1的功能，导致线粒体DNA（mtDNA）泄漏到细胞质中，进而引发强烈的IFN-I介导的炎症。从机制上看，Isg15通过独立于ISG化作用抑制蛋白酶体降解来稳定FUNDC1。Semaglutide能有效上调Isg15的表达，逆转这一病理过程，减轻BBB损伤并改善神经功能。

结论

本研究首次证明Isg15-FUNDC1-线粒体自噬轴在DM-ICH后能够保护BBB的稳态。Isg15的下调会促进IFN-I介导的血管损伤，而semaglutide则通过上调Isg15来保护BBB，为临床治疗提供了新的策略。然而，这些发现是否适用于雌性动物还需进一步研究。