紧密连接蛋白Occludin通过线粒体抗病毒信号通路调控HIV感染与缺血性脑卒中反应

本研究聚焦血脑屏障关键蛋白Occludin（Ocln）在HIV感染和缺血性脑卒中中的调控机制。研究人员通过转录组学分析发现Ocln沉默显著影响干扰素刺激基因（ISGs）和RIG-I样受体通路，证实其通过线粒体抗病毒信号蛋白（MAVS）调控线粒体动力学、自噬及细胞凋亡。动物实验证实Ocln缺陷会加重EcoHIV感染小鼠的脑卒中损伤，为理解HIV相关脑血管病变提供了新靶点。该研究发表于《Brain》，揭示了Ocln在先天免疫应答中的全新功能。

　　

在艾滋病治疗取得重大进展的今天，HIV感染者仍面临严峻的神经系统并发症挑战，其中缺血性脑卒中风险较普通人群显著升高。这种"双重打击"现象背后，隐藏着病毒侵袭与脑血管病变的复杂互作机制。血脑屏障作为中枢神经系统的"守门人"，其完整性受损被认为是关键环节。而紧密连接蛋白Occludin（Ocln）这个长期被视为单纯"细胞胶水"的分子，近期研究揭示其可能具有更广泛的生物学功能，但它在HIV相关脑血管病变中的具体作用仍是一片未知领域。

美国迈阿密大学米勒医学院（University of Miami Miller School of Medicine）的生物化学与分子生物学系团队在《Brain》发表的重要研究，首次系统阐明了Ocln通过调控线粒体抗病毒信号通路（MAVS）影响HIV感染和缺血性脑卒中预后的分子机制。研究人员采用多组学联用策略，结合基因编辑动物模型，发现Ocln作为先天免疫应答的关键调控因子，通过ISGs-RIG-I-MAVS信号轴影响线粒体功能，为开发针对HIV相关脑血管并发症的干预策略提供了全新视角。

研究团队运用了以下关键技术方法：1）原代人脑周细胞培养模型进行siRNA基因沉默和过表达实验；2）RNA测序（RNA-seq）和生物信息学分析差异表达基因；3）ocln基因敲除小鼠模型构建；4）EcoHIV颅内感染结合大脑中动脉闭塞（MCAO）模拟缺血性脑卒中；5）线粒体压力测试和活性氧（ROS）检测评估细胞能量代谢；6）激光多普勒血流仪监测脑血流动力学变化。

研究结果部分的重要发现包括：

Ocln沉默显示独特的RNA-seq转录组特征

转录组分析揭示Ocln沉默导致85个基因下调，20个基因上调，显著富集于干扰素信号通路。基因集富集分析（GSEA）识别出11条与先天免疫相关的通路改变，包括ISG15抗病毒机制、干扰素γ信号和TRAF3依赖性IRF激活通路。这些发现首次将Ocln与抗病毒免疫应答网络联系起来。

Ocln通过ISG抗病毒基因表达调控HIV-1感染

实验证实Ocln沉默显著降低ISG15、MX1/2等干扰素刺激基因表达，而过表达则产生相反效果。特别值得注意的是，MX2（而非MX1）沉默会增强HIV复制，这与既往研究认为MX2是HIV特异性抑制因子的观点一致。在ocln^-/-小鼠脑微血管中同样观察到ISG15和干扰素（IFNα5/β1/γ）表达下降，证实了Ocln在调控干扰素通路中的生理意义。

Ocln缺陷加重EcoHIV感染后的脑卒中结局

动物实验显示ocln^-/-小鼠血浆和脑组织中EcoHIV载量显著升高。更关键的是，在诱导MCAO脑卒中模型后，感染HIV的ocln^-/-小鼠出现更大梗死体积（增加约40%）和更严重的神经功能缺损（神经缺陷评分降低1.5分）。免疫荧光显示HIV感染会特异性降低脑周细胞（而非整体微血管）中的Ocln表达，这可能是加重血脑屏障破坏的关键环节。

Ocln调控抗病毒RIG-1样受体通路信号

机制研究发现Ocln过表达可使RIG-I和MDA5表达提升3-4倍，并激活下游MAVS-TBK1-IRF3信号级联。在ocln^-/-小鼠脑微血管中，RIG-I、MAVS和TRAF3表达均显著降低。功能实验证实RIG-I沉默会增强HIV复制，而Ocln过表达则能协同HIV感染进一步激活IRF3/7，说明Ocln通过调控RIG-I-MAVS轴建立抗病毒状态。

Ocln影响线粒体动力学和呼吸功能

线粒体功能分析显示Ocln过表达上调线粒体分裂因子FIS1和融合蛋白MFN2/OPA1的表达。Seahorse能量代谢分析发现Ocln过表达使基础呼吸降低30%，最大呼吸能力下降45%，备用呼吸能力减少80%，伴随线粒体ROS增加2倍。这些变化与线粒体网络碎片化（分支长度减少25%）共同表明Ocln能显著影响线粒体质量控制和能量代谢。

Ocln促进细胞自噬但有限影响凋亡

自噬标志物LC3-II和p62在Ocln过表达细胞中显著增加，而核域蛋白NDP52也呈现表达上调，表明Ocln可能通过选择性自噬调控线粒体质量控制。相比之下，Ocln对凋亡相关蛋白BAX/BCL2的调控较弱，提示其主要通过自噬而非凋亡途径发挥作用。

这项研究的重要结论在于：Ocln远非简单的结构蛋白，而是通过多重机制调控先天免疫应答的关键分子。它既通过ISGs-RIG-I-MAVS信号轴建立抗病毒防御，又通过影响线粒体动力学和自噬维持细胞稳态。在HIV感染背景下，Ocln功能受损会导致"三重打击"：病毒清除能力下降、线粒体功能障碍加重、血脑屏障破坏加剧，最终恶化脑卒中预后。该研究不仅为理解HIV相关脑血管病变提供了新框架，也为开发针对血脑屏障保护的干预策略指明了方向——调控Ocln表达或功能可能成为预防HIV感染者脑卒中的新途径。