chemerin-CMKLR1信号轴通过调控线粒体自噬和氧化应激在缺血再灌注损伤中发挥细胞类型特异性保护作用

《Biomedicine & Pharmacotherapy》：An intraocular lens coated with polycaprolactone and methotrexate as a slow-release system for prophylaxis of posterior capsule opacification in-vitro

本研究针对缺血/再灌注(I/R)损伤中chemerin-CMKLR1信号通路的细胞特异性调控机制这一科学问题，通过建立BV2小胶质细胞和N2a神经细胞的氧糖剥夺/再灌注(OGD/R)模型，系统探讨了chemerin治疗和CMKLR1过表达对线粒体动力学、自噬、氧化应激和凋亡的影响。研究发现chemerin在再灌注阶段能够剂量依赖性地减轻OGD/R诱导的氧化应激和凋亡，促进线粒体融合和自噬；而CMKLR1过表达则加剧了线粒体呼吸功能障碍。该研究为理解chemerin-CMKLR1轴在I/R损伤中的双重角色提供了新见解，为开发靶向治疗策略奠定了理论基础。

　　

当大脑的血液供应突然中断后又恢复，这种称为缺血/再灌注(I/R)的过程反而会引发更严重的组织损伤，这是中风患者预后不良的重要因素。在这种复杂的病理过程中，微glia和神经元之间的相互作用扮演着关键角色，但其中的分子机制尚未完全阐明。近年来，科学家们发现一种名为chemerin的炎症因子及其受体CMKLR1可能在这一过程中发挥着"双刃剑"的作用，然而这种信号通路在不同脑细胞类型中的具体功能仍存在争议。

为了解开这个谜团，来自贵州医科大学的研究团队在《Biomedicine & Pharmacotherapy》上发表了最新研究成果。他们通过精巧的实验设计，揭示了chemerin-CMKLR1信号轴在微glia和神经元中具有截然不同的调控模式，为理解I/R损伤的细胞特异性机制提供了新的视角。

研究人员主要采用了氧糖剥夺/再灌注(OGD/R)细胞模型模拟脑I/R损伤，使用细胞活力检测(CCK-8法)确定最佳干预条件，通过蛋白质印迹法(Western blot)分析关键蛋白表达，利用流式细胞术检测活性氧(ROS)和细胞凋亡，采用免疫荧光染色观察氧化应激标志物(4-HNE和8-OHdG)，并运用Seahorse能量代谢分析系统评估线粒体呼吸功能。这些技术的综合运用使得研究团队能够从多个维度全面揭示chemerin-CMKLR1信号轴在I/R损伤中的作用机制。

3.1. OGD/R差异性改变BV2微glia和N2a细胞中chemerin的表达，但相似地增加自噬相关蛋白水平并降低CMKLR1水平

研究发现OGD/R处理在两种细胞中均诱导自噬活性增强，表现为LC3II/LC3I比值升高和P62蛋白水平降低。有趣的是，chemerin的表达呈现出细胞类型特异性差异：在BV2微glia中，OGD/R使chemerin的mRNA和蛋白表达均显著下降，而在N2a神经元细胞中却明显上升。与此相反，CMKLR1蛋白表达在两种细胞中均被OGD/R显著抑制。

3.2. Chemerin治疗加剧了OGD/R诱导的BV2微glia和N2a细胞中线粒体裂变减少和融合增加

研究表明，chemerin治疗能够剂量依赖性地调节线粒体动力学相关蛋白。在BV2微glia中，chemerin(100和120 ng/mL)增加了Drp1和Mfn2的表达，同时降低了Fis1水平，而对Mfn1无显著影响。在N2a细胞中，chemerin表现出类似的调节模式，进一步证实了chemerin在促进线粒体融合方面的作用。

3.3. Chemerin以剂量依赖的方式促进OGD/R诱导的BV2微glia和N2a细胞自噬

研究发现chemerin治疗显著增强了OGD/R诱导的自噬活性。在BV2微glia中，chemerin剂量依赖性地提高LC3II/LC3I比值并降低P62水平。在N2a细胞中，仅最高剂量(120 ng/mL)的chemerin能显著增加LC3II/LC3I比值，但所有剂量均能降低P62表达，表明神经元对chemerin诱导的自噬反应存在剂量阈值效应。

3.4. CMKLR1增加OGD/R处理的BV2微glia和N2a细胞中的线粒体融合并减少裂变

CMKLR1过表达与OGD/R协同作用，进一步抑制了线粒体裂变蛋白Drp1和Fis1的表达，同时促进了融合蛋白Mfn1和Mfn2的表达。这种效应在微glia中表现得更为明显，提示CMKLR1对线粒体动力学的影响具有细胞类型特异性。

3.5. CMKLR1增加OGD/R处理的BV2微glia和N2a细胞中的自噬以及N2a细胞中的线粒体自噬

研究发现CMKLR1过表达与OGD/R协同增强了自噬活性，表现为LC3II/LC3I比值和Pink1表达的增加。值得注意的是，在Parkin和P62调控方面观察到了细胞类型特异性差异：在N2a神经元中，CMKLR1过表达与OGD/R协同显著增加了Parkin表达，而在BV2微glia中未观察到这一现象，表明微glia和神经元中线粒体自噬的激活机制存在差异。

3.6. Chemerin降低OGD/R诱导的BV2微glia和N2a细胞中的氧化应激

研究显示chemerin治疗能有效减轻OGD/R引起的氧化损伤。在BV2微glia中，120 ng/mL的chemerin显著降低ROS水平，而100和120 ng/mL的chemerin能减少4-HNE和8-OHdG的表达。在N2a细胞中，100和120 ng/mL的chemerin对ROS、4-HNE和8-OHdG均有抑制作用，表明chemerin具有明确的抗氧化应激作用。

3.7. CMKLR1过表达增加BV2微glia和N2a细胞中的氧化应激并降低mtDNA拷贝数

与chemerin的保护作用相反，CMKLR1过表达加剧了OGD/R诱导的氧化应激。在两种细胞中，CMKLR1过表达与OGD/R协同显著增加了MitoSOX和8-OHdG水平，同时降低了mtDNA拷贝数，表明CMKLR1激活可能通过促进氧化应激和线粒体损伤来加剧I/R损伤。

3.8. CMKLR1过表达导致BV2微glia和N2a细胞线粒体呼吸紊乱

能量代谢分析显示，CMKLR1过表达与OGD/R协同破坏了线粒体呼吸功能。在BV2微glia中，这种协同作用增加了非线粒体耗氧量；而在N2a细胞中，则降低了基础呼吸、质子漏、最大呼吸和非线粒体耗氧量，进一步证实了CMKLR1激活对线粒体功能的负面影响。

3.9. Chemerin和CMKLR1对OGD/R诱导的BV2微glia和N2a神经元细胞凋亡的影响

研究发现在OGD/R条件下，chemerin治疗(120 ng/mL)能显著降低两种细胞的凋亡率，而CMKLR1过表达则与OGD/R协同增加了细胞凋亡。这一结果突出了chemerin-CMKLR1信号轴在调控细胞命运中的双向调节作用。

本研究系统阐明了chemerin-CMKLR1信号轴在I/R损伤中的细胞类型特异性调控机制。研究发现OGD/R差异性地调节了微glia和神经元中chemerin的表达，但一致地抑制了CMKLR1表达并增强了自噬活性。值得注意的是，外源性chemerin在再灌注阶段表现出明确的保护作用，包括减轻氧化应激和细胞凋亡、促进线粒体融合和自噬等。然而，CMKLR1过表达则与OGD/R协同加剧了线粒体功能障碍和细胞损伤。

这些发现不仅深化了我们对chemerin-CMKLR1信号轴在I/R损伤中复杂作用的理解，更重要的是揭示了该信号通路在不同脑细胞类型中的特异性功能。研究表明，chemerin的治疗潜力可能与其给药时机和细胞特异性反应密切相关，这为开发针对I/R损伤的靶向治疗策略提供了重要的理论依据。未来研究需要进一步探讨在体模型中chemerin-CMKLR1信号轴的时间动态变化和细胞间相互作用，以期为实现临床转化奠定坚实基础。