周细胞FOXF2抑制囊泡转运在蛛网膜下腔出血后血脑屏障损伤中的机制研究

Blood-brain barrier disruption after subarachnoid hemorrhage (SAH) is an important factor in neurological deficits in patients, and there is currently no effective intervention. Recent studies have shown that increased transcytosis can independently damage the blood-brain barrier, but its upstream regulatory mechanisms are elusive. Our previous study found that pericyte forkhead box F2 (FOXF2) decreased but endothelial transcytosis increased after SAH. Up-regulation of FOXF2 inhibited transcytosis and significantly reduced blood-brain barrier disruption after SAH. In combination with the literature, we believe that the decrease of FOXF2 and the down-regulation of TGF-β/SMAD2/3 signal in SAH, which in turn reduces the transfer of the vesicle-inhibiting molecule DHA, ultimately promote increased transcytosis and disruption of the blood-brain barrier. In order to verify our viewpoints, it is proposed to study the role and mechanism of FOXF2 inhibiting transcytosis in blood-brain barrier injury after SAH by means of morphological, molecular biology and 7.0T magnetic resonance imaging techniques. A new understanding of the blood-brain barrier injury mechanism provides a new intervention target for neurological deficits caused by SAH.

蛛网膜下腔出血（SAH）后血脑屏障损伤是患者神经功能缺损的重要因素，目前缺乏有效的干预措施。近期研究表明血管内皮囊泡转运增加可损伤血脑屏障，但其上游调控机制尚不清楚。我们前期在SAH研究中发现，周细胞叉头框转录因子2（FOXF2）降低与内皮囊泡转运增加存在负相关，进一步上调FOXF2会抑制SAH后囊泡转运，显著减轻SAH后血脑屏障损伤。因此，结合文献我们认为：SAH后周细胞FOXF2降低，下调TGF-β/SMAD2/3信号，降低囊泡抑制分子DHA的转入，进而促进囊泡转运增加，最终造成血脑屏障损伤。为验证上述观点，拟通过动物学及细胞学实验，采用形态学、分子生物学、7.0T小动物核磁共振成像等方法，探讨SAH后FOXF2抑制囊泡转运在血脑屏障损伤中的作用及机制，以期对SAH后血脑屏障损伤机制产生新认识，为SAH导致的神经功能缺损提供新的干预靶点。

蛛网膜下腔出血（SAH）后血脑屏障（BBB）损伤是患者神经功能缺损的重要因素，目前缺乏有效的干预措施。近期研究表明血管内皮囊泡转运增加可损伤BBB，但其上游调控机制尚不清楚。通过构建了周细胞缺失小鼠和小鼠SAH模型，我们发现SAH后微血管内皮囊泡转运显著增加。周细胞缺失进一步增强囊泡转运，但是却不会影响SAH导致的内皮紧密连接蛋白破坏。利用荧光成像发现周细胞缺失会加重SAH后的BBB渗漏和神经功能缺损。为了进一步研究周细胞如何调节SAH后内皮囊泡转运，我们聚焦周细胞叉头框转录因子2（FOXF2），发现FOXF2特异性表达在周细胞，SAH后微血管FOXF2表达显著下调。为了研究FOXF2在SAH后囊泡转运中的作用，我们利用腺相关病毒过表达FOXF2，发现上调FOXF2可增加微血管抑制囊泡转运的关键分子二十二碳六烯酸（DHA）浓度，进而抑制内皮囊泡转运。FOXF2如何调节内皮细胞DHA的吸收？我们检测了脑血管吸收DHA的两条主要机制：FABP介导的被动扩散和MFSD2a介导的主动转运。我们发现FABP在SAH后表达不变，上调FOXF2也不影响FABP表达；与此相反，MFSD2a在SAH后微血管表达下调，上调FOXF2增强SAH后MFSD2a表达。文献报道TGF-βR/SMAD2/3可能参与调节MFSD2a，因此，为了验证这一假说，研究发现上调FOXF2会逆转SAH后降低的TGF-βR及p-SMAD2水平，提示FOXF2可通过TGF-βR/SMAD2/3信号通路调节MFSD2a介导的DHA吸收。周细胞表达的FOXF2是如何调节内皮细胞TGF-βR/SMAD2/3通路的呢？我们推测跟FOXF2调节周细胞分泌有关。为此，我们采用离体培养的周细胞，发现用OxyHb或者FOXF2-shRNA抑制FOXF2，都导致周细胞分泌TGF-β下降，提示FOXF2可调节周细胞分泌TGF-β。此外，发现周细胞可表达DHA合成酶fads1，并分泌少量DHA，参与囊泡转运，但是不由FOXF2调节。最后，上调FOXF2可减轻小鼠SAH后血脑屏障破坏，脑水肿及神经功能障碍。综上，SAH后周细胞FOXF2降低，下调TGF-β/SMAD2/3信号，降低囊泡抑制分子DHA的转入，促进囊泡转运并最终造成血脑屏障损伤。我们的研究从周细胞调节囊泡转运的角度，为SAH导致的神经功能缺损提供新的干预靶点。