创伤性脑损伤后，中性粒细胞细胞外陷阱会引发AIM2介导的内皮细胞泛凋亡及血脑屏障功能破坏

《Cell Communication and Signaling》：Neutrophil extracellular traps drive AIM2-mediated endothelial PANoptosis and blood–brain barrier disruption after traumatic brain injury

　　

摘要

背景

血脑屏障（BBB）的破坏是创伤性脑损伤（TBI）后导致继发性损伤和不良预后的重要病理因素。虽然已知中性粒细胞外陷阱（NETs）会加剧神经炎症，但它们究竟通过何种分子机制损害脑微血管完整性仍不清楚。本研究旨在探讨NETs-AIM2炎性小体轴在介导内皮损伤中的作用，并研究针对这一途径的治疗潜力。

方法

本研究利用可控皮质冲击（CCI）小鼠模型来模拟TBI。通过肽基精氨酸脱亚胺酶4（PAD4）抑制剂Cl-氨丁啶进行药物干预，或通过腺病毒过表达PAD4来调节NET的形成。采用伊文斯蓝外渗试验、湿重与干重比值、T2加权磁共振成像以及激光散斑对比成像等方法评估BBB的通透性、脑水肿及脑血流量（CBF）。同时通过改良的神经功能评分（mNSS）和旋转棒测试来评估神经功能。此外还运用Western blotting、免疫荧光技术以及细胞类型特异性共定位分析来探究相关分子机制。

结果

TBI会导致PAD4依赖性的NET大量形成，其在损伤后第3天达到峰值，这一时间点与BBB破坏及神经功能缺陷的出现相吻合。Cl-氨丁啶治疗能够有效保护紧密连接蛋白（闭合带1、Occludin）和黏附连接蛋白（血管内皮钙粘蛋白），减少伊文斯蓝外渗，减轻脑水肿和病灶体积，促进CBF恢复，进而提升mNSS评分和旋转棒测试表现。从机制上看，NETs作为上游危险信号，会特异性触发AIM2炎性小体的激活，而这种激活主要发生在脑微血管内皮细胞中，而非胶质细胞。这种内皮细胞特异性的AIM2激活会进一步引发PANoptosis——一种兼具焦亡、坏死性凋亡和凋亡特征的多重细胞死亡程序。通过药物抑制AIM2可以有效阻断这三种死亡途径，从而维持BBB的完整性。而腺病毒过表达PAD4则会加剧内皮细胞的PANoptosis，抑制AIM2则能逆转这些效应，从而明确了二者之间的因果关系。

结论

我们的研究揭示了一种致病机制：TBI诱发的NETs通过特异性激活脑微血管内皮细胞中的AIM2炎性小体，引发内皮细胞的PANoptosis，最终导致BBB功能衰竭。针对这一信号传导途径进行治疗，有望成为保护神经血管单元、改善TBI后功能恢复的有效策略。