今天分享一篇在Phytomedicine上的文章，题为“Quercetin protects against sepsis-associated encephalopathy by inhibiting microglia-neuron crosstalk via the CXCL2/CXCR2 signaling pathway”。脓毒症是宿主对感染反应失调引起的严重病理综合征，是全球住院患者死亡的主要原因，其中脓毒症相关脑病（SAE）是脓毒症引起的一种常见的脑功能障碍，其特征为弥漫性脑功能障碍，主要导致认知和意识障碍，约70%的脓毒症患者最终会发展为SAE。目前其病理机制尚不完全清楚，但已知涉及神经炎症、小胶质细胞激活、氧化应激和神经元丢失等过程。铁死亡是一种新的铁依赖性程序性细胞死亡形式，与SAE中的神经元死亡密切相关。C-X-C基序趋化因子配体2（CXCL2）与C-X-C基序趋化因子受体2（CXCR2）结合的通路可能在脓毒症的发展和预后中起关键作用，但在SAE中的作用尚未阐明。槲皮素（QUE）是一种具有抗氧化和抗炎特性的天然黄酮类化合物，这篇文章旨在探究QUE对盲肠结扎穿孔（CLP）诱导的SAE的治疗作用机制。
首先，作者通过盲肠结扎穿孔（CLP）手术建立了SAE小鼠模型，通过观察CLP小鼠的症状评分、体温、神经运动功能、认知功能（Barnes迷宫测试）、生存率、神经炎症（检测炎症因子IL - 1β、IL - 6、TNF - α等）和小胶质细胞激活（免疫荧光检测Iba - 1和CD68）等指标，以此观察QUE对SAE的影响。与未处理的败血症小鼠相比，QUE预处理的小鼠症状评分显著改善，对体温下降有明显抵抗作用，神经运动功能评分提高，在Barnes迷宫测试中确认目标箱的时间显著减少，表明QUE显著改善了败血症相关症状和认知功能。
图1.槲皮素改善盲肠结扎穿孔（CLP）诱导的小鼠脓毒症相关症状和认知障碍
SAE会使炎症因子IL - 1β、IL - 6和TNF - α释放增加，QUE有效减轻了这一过程。同时，CLP组血清标志物（S100β和NSE）和CD68/Iba - 1表达显著增加，表明脑损伤和大量小胶质细胞激活，而QUE处理后这些指标显著下降。同时，与模型组相比，QUE处理组小鼠的生存率得到了显著提高。接着，在细胞实验上，作者通过CCK–8实验确定LPS和QUE的工作浓度，用Transwell实验评估小胶质细胞的趋化能力，发现LPS诱导小胶质细胞迁移增加，而QUE会抑制这种迁移。LPS上调的促炎细胞因子IL - 1β、IL - 6和TNF - α的转录水平在QUE预处理后显著降低，ELISA结果也表明QUE减轻了LPS诱导的促炎细胞因子表达水平的升高。
在体内外模型中确定QUE对SAE相关症状和小胶质细胞的影响后，作者开始探索QUE作用机制。作者通过生物信息学分析发现NF - κB信号通路富集，qPCR检测到LPS激活的小胶质细胞中NF - κB和NLRP3上调。通过基因交集分析确定CXCL2是QUE在激活小胶质细胞中的一个显著上调的靶点，分子对接显示QUE和CXCL2有高结合亲和力，qPCR和ELISA进一步证实激活的小胶质细胞中CXCL2的mRNA和蛋白水平上调，QUE可逆转这一过程，且QUE预处理抑制了LPS激活的NF - κB信号。
图2.重组小鼠源性C-X-C基序趋化因子配体2（rmCXCL2）促进小胶质细胞的趋化和激活
单细胞测序结果表明CXCR2主要在小胶质细胞中表达，在rmCXCL2（10ng/ml）处理BV2细胞24小时后，通过多种实验发现rmCXCL2增强小胶质细胞趋化、促进促炎细胞因子蛋白表达并促进NF - κB信号激活，且小胶质细胞中CXCL2和CXCR2表达水平显著上调。qPCR发现LPS激活的小胶质细胞中CXCR2 mRNA表达高，用rmCXCL2和CXCR2抑制剂SB225002处理BV2细胞24小时后，SB225002显著抑制rmCXCL2诱导的小胶质细胞和NF - κB信号激活。
为了研究CXCL2 - CXCR2轴与铁死亡的关系，作者选择50ng/ml的rmCXCL2处理HT22细胞，发现LPS处理的HT22细胞中CXCR2 mRNA增加，rmCXCL2诱导HT22海马神经元铁死亡（表现为MDA水平升高、GSH水平降低、铁摄取过多、铁死亡相关蛋白表达改变和线粒体超微结构紊乱），CXCR2拮抗剂SB225002可逆转rmCXCL2的作用，中和抗体和siRNA敲低CXCL2也阻断了LPS激活的BV小胶质细胞与HT22细胞共培养时铁死亡相关靶点的增加。
图3.槲皮素通过抑制CXCL2/CXCR2信号轴改善脓毒症相关脑病
总之，该研究表明，QUE通过CXCL2/CXCR2信号通路抑制小胶质细胞-神经元串聊，从而有效减轻SAE，从而改善温度调节、认知功能、神经炎症、神经元铁死亡、和炎症微环境。这些发现强调了QUE作为一种有前途的治疗策略在临床环境中预防和治疗SAE的潜力。
本文作者：YSG
责任编辑：CT
全文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0944711324006457?via%3Dihub
文字仅代表个人观点，如有侵权或错误，请联系删除或修改
