ATF6介导的内质网应激在ITLN-1对抗脑缺血再灌注损伤中的作用及机制

《Life Sciences》：Role and mechanism of ATF6-mediated endoplasmic reticulum stress in ITLN-1 against cerebral ischemia-reperfusion injury

　　

摘要

目标

智内因子 -1 (ITLN-1) 是一种新型脂肪因子，对脑缺血再灌注损伤 (CIRI) 具有神经保护作用，但其分子机制尚不清楚。本研究聚焦于激活转录因子 6 (ATF6)，即一种关键的 endoplasmic reticulum 应激传感器，以探索其在 CIRI 诱导的神经元损伤中的作用，并确定 ITLN-1 是否通过调节 ATF6 介导神经保护。

材料与方法

我们建立了 N2a 细胞缺氧/复氧 (H/R) 模型和小鼠大脑中动脉闭塞 (MCAO) 模型。利用蛋白质分子对接、原位邻近连接分析、蛋白质印迹、线粒体膜电位检测和 TUNEL 染色，我们调查了 ATF6 在神经元凋亡中的激活情况及其上游调控机制。

主要发现

H/R 损伤显著诱导 N2a 细胞中 ATF6 的激活，触发线粒体功能障碍并促进凋亡。ATF6 过表达进一步加剧了这些效应，证实了其在 CIRI 中的关键致病作用。机制分析显示，ITLN-1 与 ATF6 发生物理结合。ITLN-1 过表达和外源重组 ITLN-1 给药均显著抑制了 ATF6 的过度激活，调节了 JNK 信号通路，提高了细胞活力，减少了细胞内钙超载和活性氧积累，并减轻了神经元凋亡。在体内，ITLN-1 改善了神经功能缺损，减少了神经元损伤，减轻了脱髓鞘，而 ITLN-1 敲低则产生了相反的效果。

意义

ATF6 的过度激活是 CIRI 诱导神经元损伤的基础。ITLN-1 通过抑制 ATF6 并调节 JNK 信号通路发挥神经保护作用，从而缓解线粒体功能障碍并减少凋亡。这些发现凸显了 ITLN-1/ATF6 轴作为缺血性卒中治疗靶点的潜力。

引言

缺血性卒中 (IS) 是全球导致死亡和长期残疾的主要原因之一，其全球负担仍在持续上升。IS 治疗的基本原理是快速恢复脑血流，以最大限度地挽救缺血半暗带内的神经元。然而，再灌注本身可能会悖论性地诱发继发性损伤，即脑缺血再灌注损伤 (CIRI) [1]。因此，鉴定有效的神经保护剂仍然是 IS 重要且富有前景的治疗策略。

内质网 (ER) 是一种负责跨膜蛋白和分泌蛋白折叠与成熟的关键细胞器。在缺血和低氧等病理条件下，氧化还原稳态被破坏，ER 结构和功能受损，未折叠或错误折叠的蛋白质积累，从而触发内质网应激 (ERS) [2]。ERS 主要通过激活未折叠蛋白反应 (UPR) 来调节炎症、氧化应激和凋亡。UPR 由三种主要的 ER 膜传感器介导：肌醇需求酶 1 (IRE1)、RNA 样蛋白激酶内质网激酶 (PERK) 和激活转录因子 6 (ATF6)，这些传感器在 ERS 条件下常被共同激活 [3], [4]。越来越多的证据表明，ERS 及其下游 UPR 信号通路密切参与 CIRI 的发病机制。在全脑缺血再灌注的动物模型中，海马 CA1 和 CA3 区域的神经元表现出明显的 UPR 激活和 ERS 水平升高 [5]。此外，缺血和低氧引起的细胞内氧化代谢紊乱可进一步加剧 ERS 并激活 UPR 信号级联，从而影响神经元存活和凋亡 [6], [7]。

智内因子 -1 (ITLN-1)，又称网膜素 -1，是一种最初从人网膜脂肪组织 cDNA 文库 (AY549722) 中鉴定出的新型脂肪因子。ITLN-1 具有多种生物活性，包括抗炎、抗氧化、抗凋亡和抗菌作用 [8], [9], [10], [11]。最近的研究表明，ITLN-1 可以改善肺动脉内皮功能，减轻肺动脉高压，并通过抑制 ER 应激减少 M1 巨噬细胞极化 [12], [13]。我们之前的研究也表明，ITLN-1 在 CIRI 中发挥显著的神经保护作用 [14], [15], [16]。然而，ITLN-1 是否调节 ERS（CIRI 中的关键病理过程）及其潜在的分子机制仍有待完全阐明。

c-Jun N 端激酶 (JNK) 信号通路是细胞响应各种应力刺激（包括 ERS）的关键调节枢纽 [17]。先前的研究表明，ERS 可以通过 IRE1α/TRAF2/ASK1 复合物激活 JNK 信号级联，最终促进凋亡 [18]。然而，ITLN-1 是否在 CIRI 背景下通过 ERS 调节影响 JNK 信号，以及所涉及的精确分子机制仍不清楚。

在本研究中，我们调查了 ER 应激传感器 ATF6 在 CIRI 中的作用，并探索了 ITLN-1 是否通过调节与 ATF6 相关的 JNK 信号发挥神经保护作用。我们的发现可能为 CIRI 的分子基础提供新的见解，并确定缺血性卒中防治的潜在治疗靶点。

章节片段

实验动物

雄性 BALB/c 小鼠购自空军军医大学动物实验中心（中国陕西西安）。动物在严格控制的明暗循环、温度和湿度下饲养。所有实验方案均符合美国国家卫生研究院发布的《实验室动物护理和使用指南》，并获得了西北大学动物护理伦理委员会的批准（批准号：NWU-AWC-20250412 M）。

小鼠暂时性大脑中动脉闭塞 (MCAO) 模型的建立

该

ITLN-1 过表达减轻了小鼠 CIRI 损伤后的神经功能缺损、组织损伤和神经元凋亡

为了验证体内 ITLN-1 过表达的效率，使用立体定位仪将携带小鼠 ITLN-1 过表达构建体的腺相关病毒 (AAV) 注射入小鼠侧脑室。病毒递送四周后，使用免疫荧光检测 ITLN-1 过表达小鼠大脑中 ITLN-1 与神经元标志物 (Neun) 的共定位（补充图 1 A），并进行 qRT-PCR 以评估转基因表达。结果表明，

讨论

在本研究中，我们结合体内和体外实验，系统调查了 ITLN-1 在 CIRI 中的神经保护作用及其潜在的分子机制。本研究的主要发现如下：(1) ITLN-1 过表达显著改善了 MCAO 小鼠的神经功能缺损，减轻了脑组织中的组织病理学损伤和脱髓鞘，并抑制了神经元凋亡；(2) 在 N2a 细胞 H/R 模型中，ITLN-1 过表达或重组

CRediT 作者贡献声明

Yanqing Liu: 撰写 - 原稿，验证，方法学，调查，形式分析，数据管理。 Lu Xu: 撰写 - 原稿，验证，方法学，调查，形式分析，数据管理。 Zhe Zhang: 验证，方法学，调查，形式分析，数据管理。 Caiqin Zhang: 软件，资源，形式分析，数据管理。 Peijie Liu: 方法学，调查。 Pan Li: 形式分析，数据管理。 Shuya Wang: 方法学，调查。 Ye Tian:

伦理声明

本研究按照 ARRIVE（动物研究：体内实验报告）指南进行。本研究获得了西北大学动物护理伦理委员会的批准。（批准号：NWU-AWC-20250412 M）

资金来源

本工作得到了 中国国家自然科学基金委员会（82502269, 82360716 和 82572480）、西安市重点医学科研项目（24YXYJ0010）、陕西省中医药科技创新人才项目（TZKN-CXRC-06）、陕西基础科学研究所研究计划项目（22JHQ053）和 秦创原中医药创新研发转化项目（2022-QCYZH-036）的支持。

利益冲突声明

作者声明无利益冲突。

Yanqing Liu|Lu Xu|Zhe Zhang|Caiqin Zhang|Peijie Liu|Pan Li|Shuya Wang|Ye Tian|Yang Yang|Xiaochen Niu