D-β-羟基丁酸通过上调紧密连接蛋白ZO-1缓解神经炎症中脑微血管高通透性的机制研究

针对神经炎症中脑微血管高通透性及血脑屏障（BBB）损伤的核心问题，研究人员聚焦酮体D-β-羟基丁酸（BHB）对紧密连接蛋白ZO-1的调控作用。通过LPS刺激的小鼠和人脐静脉内皮细胞（HUVECs）模型，发现BHB通过促进组蛋白Kbhb修饰及β-catenin核转位激活ZO-1转录，显著降低BBB通透性。该研究为中枢神经系统（CNS）疾病治疗提供了新靶点，推动BHB的临床转化潜力。

　　

神经炎症是阿尔茨海默病、脑卒中等中枢神经系统（CNS）疾病的共同病理特征，其引发的血脑屏障（BBB）损伤和脑微血管高通透性，导致有害物质侵入脑组织，加剧神经损伤。紧密连接蛋白ZO-1是维持BBB完整性的关键分子，但在神经炎症中常出现表达缺陷。如何修复ZO-1并降低BBB通透性，成为治疗CNS疾病的难点。酮体代谢产物D-β-羟基丁酸（BHB）虽具有神经保护作用，但其能否通过调控ZO-1改善BBB功能尚不明确。

河北医科大学的研究团队在《Tissue and Cell》发表论文，通过LPS诱导的小鼠和HUVECs模型，结合染色质免疫共沉淀（ChIP）、免疫荧光等技术，揭示了BHB通过组蛋白Kbhb修饰和β-catenin信号通路激活ZO-1转录的分子机制。研究首次证明BHB可显著缓解LPS诱导的脑微血管高通透性，为神经炎症相关疾病的治疗提供了新策略。

关键技术方法
研究采用LPS腹腔注射构建小鼠神经炎症模型，通过三室社交实验评估行为学变化；体外实验使用HUVECs模拟BBB通透性，采用Transwell检测跨内皮电阻（TEER）和荧光素钠渗透率；机制上通过ChIP分析β-catenin与ZO-1启动子结合，免疫荧光观察Kbhb与β-catenin共定位，并检测组蛋白Kbhb修饰水平。

研究结果

BHB改善LPS小鼠脑微血管高通透性
LPS刺激显著降低小鼠社交行为时间，而BHB治疗组交互时间恢复至接近对照组水平。脑组织免疫组化显示，BHB显著上调ZO-1表达，并减少Evans Blue渗出，证实其减轻BBB渗漏。

BHB促进HUVECs中ZO-1生成
LPS处理的HUVECs表现出ZO-1表达下降和跨膜电阻降低，BHB（3 mmol/L）干预后ZO-1蛋白水平恢复，荧光素钠渗透率减少，表明其增强内皮细胞屏障功能。

Kbhb修饰与β-catenin协同激活ZO-1转录
BHB显著增加HUVECs中组蛋白Kbhb修饰水平，ChIP实验显示β-catenin在ZO-1启动子区富集。共聚焦显微镜观察到β-catenin与Kbhb在细胞核内共定位，提示Kbhb可能通过β-catenin介导ZO-1转录激活。

结论与意义
该研究阐明BHB通过双重机制——上调组蛋白Kbhb修饰和促进β-catenin核转位——激活ZO-1转录，从而修复BBB完整性。这一发现不仅拓展了酮体代谢物在神经保护中的作用，还为开发靶向Kbhb-β-catenin-ZO-1轴的新型疗法提供了理论依据。未来优化BHB给药方案或联合Wnt通路调节剂，有望成为治疗神经炎症相关CNS疾病的突破点。