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.2022年7月9日;19(1):177.
doi:10.1186/s12974-022-02540-9。

一种大麻二酚氨基醌衍生物激活PP2A/B55α/HIF通路,并在小鼠创伤性脑损伤模型中显示保护作用

附属公司

一种大麻二酚氨基醌衍生物激活PP2A/B55α/HIF通路,并在小鼠创伤性脑损伤模型中显示保护作用

卡门·纳瓦雷特等。 J神经炎症. .

摘要

背景:创伤性脑损伤(TBI)的特点是原发性机械损伤和继发性损伤,与神经炎症、血脑屏障(BBB)破坏和神经变性有关。我们开发了一种新型的大麻二酚氨基醌衍生物VCE-004.8,它是一种双PPARγ/CB2同时激活缺氧诱导因子(HIF)通路的激动剂。VCE-004.8具有强大的抗纤维化、抗炎和神经保护活性,目前正在进行系统性硬化和多发性硬化的II期临床试验。在此,我们研究了VCE-004.8在HIF途径中的作用机制,并探讨了其在TBI临床前模型中的疗效。

方法:利用磷酸蛋白质组学方法,我们研究了VCE-004.8对脯氨酰羟化酶域包含蛋白2(PHD2)翻译后修饰的影响。使用B55α的siRNA分析PP2A/B55α在HIF激活中的潜在作用。为了评估VCE-004.8治疗的血管生成反应,我们进行了Matrigel体内栓塞试验。研究了脑微血管内皮细胞中的跨内皮电阻(TEER)、血管细胞粘附分子1(VCAM)和闭塞小带1(ZO-1)紧密连接蛋白的表达。VCE-004.8的体内疗效在TBI的控制性皮质撞击(CCI)小鼠模型中进行了评估。

结果:在此,我们提供证据表明VCE-004.8通过PP2A/B55α途径抑制PHD2 Ser125磷酸化并激活HIF。VCE-004.8诱导体内血管生成,增加功能性血管(CD31/α-SMA)的形成,并防止体外血脑屏障(BBB)破坏,改善炎症前状态下ZO-1表达的丢失。在CCI模型中,VCE-004.8治疗可改善TBI后的早期运动障碍,并减轻脑水肿,保持BBB完整性。组织病理学分析显示,VCE-004.8治疗可诱导挫伤周围区域新生血管,并阻止免疫细胞浸润脑实质。此外,VCE-004.8可减轻神经炎症,减少受损区域的神经元死亡和凋亡。

结论:本研究为VCE-004.8调节PP2A/B55α/PHD2/HIF通路的作用机制提供了新的见解。此外,我们通过预防血脑屏障破坏、促进血管生成、改善脑损伤后的神经炎症和神经变性,展示了TBI治疗的潜在疗效。

关键词:脑血屏障;低氧诱导因子;神经保护;脯氨酸羟化酶;蛋白磷酸酶2A;创伤性脑损伤。

PubMed免责声明

利益冲突声明

Carmen Navarrete和Adela García-Martín是Emerald Health Pharmaceuticals的员工。爱德华多·穆尼奥斯(Eduardo Muñoz)是翡翠健康制药公司(Emerald Health Pharmaceuticals)的首席科学官。

数字

图1
图1
VCE-004.8调节PHD2 Ser125磷酸化。一个质谱(MS)分析结果示意图。PHD2序列中的一个红框(101–150)指出了对照实验中Ser125的磷酸化,这在VCE-004.8处理下降低了其信号。B类用HA-PHD2质粒转染HEK-293T细胞,用5μM VCE-004.8处理24 h,最后裂解。PHD2蛋白用特异性抗体(抗HA)或非特异性抗体(大鼠IgG)免疫沉淀。蛋白质组分析的免疫沉淀表示法(n个 = 3).C类蛋白质组分析的免疫沉淀表示,三个重复的质谱分析的Ser125磷酸肽峰面积。数据表示平均值±SD(n个 = 3) 重要性由Unpaired决定测试。第页 = 0.0096; **第页 < 0.01 VCE-004.8与阴性对照。D类用HA-PHD2质粒转染HEK-293T细胞,用5µM VCE-004.8处理24 h并裂解。使用抗HA抗体对部分进行IP处理。洗脱后,用特异性抗磷酸化Ser125-PHD2抗体显示磷酸化,而用抗HA抗体显示外源性HA-PHD2蛋白水平(顶面板)。对剩余提取物部分进行测试,以分析HIF-1α及其羟基化形式(下面板)的稳态水平。显示了三个独立分析的代表性western blot
图2
图2
VCE-004.8通过PP2A/B55α途径激活HIF-1α。一个用B55α或干扰(siControl)siRNA转染HEK-293T细胞,在VCE-004.8 5μM处理培养2天后6 h,通过免疫印迹分析蛋白表达。B类将HEK-293T细胞与指定浓度的LB-100或OA预孵育30分钟,然后用VCE-004.8刺激6小时。western blot检测蛋白表达。C类,D类HMEC-1细胞与指定浓度的LB-100进行预培养(C类)或OA(D类)用VCE-004.8刺激3h。western blot检测HIF-1α和B55α的表达。E类HMEC-1细胞转染B55α或干扰(siControl)siRNA,在VCE-004.8 5μM处理2天后培养3 h,通过免疫印迹分析B55α和HIF-1α蛋白表达。在所有情况下,显示了三个独立实验的代表性western blotF类用指示浓度的VCE-004.8、LB-100和OA刺激NIH3T3-EPO-luc 7小时,使用DFX作为HRE/EPO-luc反式激活和细胞裂解液中测定的荧光素酶活性的阳性对照。数据表示平均值±SD(n个 = 3) 重要性由Unpaired决定测试***第页 < 0.0001 VCE-004.8与阴性对照###第页 < 0.001 VCE-004.8+LB-100与VCE-004.8处理的细胞###第页 < 0.0001 VCE-004.8+OA与VCE-004.8处理的细胞
图3
图3
VCE-004.8在体内诱导血管生成。一个基质胶原位大体形态。B类H&E显示的血管诱导和CD31的免疫染色+/α形状记忆合金+插入Matrigel中的单元格。阴性对照对应于仅含肝素的Matrigel;阳性对照对应于含有肝素、VEGFA和FGF2的Matrigel。比例尺相当于50微米(H&E)和25微米(CD31+/α形状记忆合金+)
图4
图4
VCE-004.8可防止体外BBB破坏。一个VCE-004.8治疗可保护bEnd5细胞系中PBMC上清液促进的内皮细胞破坏。数据表示平均值±SD(n个 = 3) 通过单向方差分析和Tukey检验确定显著性。第页 = 0.0007; ***第页 < PBMC上清液处理细胞与对照组的0.001;第页 = 0.0007; ###第页 < VCE-004.8处理的细胞与PBMC上清液处理的细胞的差异为0.001。B类,C类在Transwell滤镜中培养的bEnd5细胞的代表性荧光图像,来自于对CLDN5和ZO-1紧密连接蛋白染色的TEER分析。显示了三个独立实验的代表性图像(n个 = 3). 比例尺相当于25μm。VCAM1免疫染色的代表性图像(D类)和ZO-1(E类)培养的bEnd5细胞在24小时内用促炎细胞因子刺激后的表达。用DAPI对细胞进行复染以鉴定细胞核。显示了三个独立实验的代表性图像。相当于25μm的比例尺
图5
图5
VCE-004.8治疗可防止TBI诱导的运动损伤。一个CCI的实验设计。B类VCE-004.8给药(20mg/kg)减轻了CCI诱导的运动性能受损。在CCI发生前、发生后24小时、72小时和7天,通过Rotarod测试分析运动恢复情况。数据表示为平均值±SEM,显著性由双向方差分析确定,然后进行Tukey的事后检验。24小时、72小时和7天:***第页˂0.0001 CCI+Veh vs Sham;24小时和72小时:###第页˂0.0001 CCI+VCE-004.8 vs CCI+Veh;7天:第页 = 0.0098; ##第页˂0.01 CCI+VCE-004.8 vs CCI+Veh。C类不同组小鼠的体重测定。数据表示为平均值±SEM,显著性由双向方差分析确定,然后进行Tukey的事后检验。24小时:第页 = 0.0172; *第页 < 0.05,72小时:第页 = 0.0013; **第页 < 0.01 CCI+车辆vs Sham;24小时###第页 < 0.001; 72小时第页 = 0.0120; #第页 < 0.05 CCI+VCE-004.8与CCI+车辆
图6
图6
VCE-004.8减轻TBI后的脑水肿。一个TBI后1至7天的典型T2加权MRI图像。受损区域由皮质上的高强度区域界定,表明水肿形成。B类顶部图像,A的MRI扫描的3D渲染用于显示位置并计算组织水肿的体积(彩色区域)。底部图像仅显示轴视图中的水肿组织。C类水肿组织的体积量化。数据表示为平均值±SEM,显著性通过单向方差分析和Tukey检验确定。24小时和72小时:第页 = 0.0003; ***第页 < 0.001,7天:第页 = 0.0005; ***第页 < 0.001 CCI+车辆vs Sham;72小时:第页 = 0.0359; #第页 < 0.05 CCI+VCE-004.8与CCI+车辆。D类在损伤后24小时、72小时和7天,定量外周IgG浸润到脑周皮质中。数据表示为平均值±SEM,显著性通过单向方差分析确定,然后进行Tukey的事后检验或Kruskal–Wallis事后检验。72小时:第页 = 0.0001***第页 < 0.001,7天:第页 = 0.0190:*第页 < 0.05 CCI+车辆vs Sham;72小时:第页 = 0.0036; ##第页 < 0.01,7天:第页 = 0.0265; #第页 < 0.05 CCI+VCE-004.8与CCI+车辆
图7
图7
VCE-004.8治疗对TBI后BBB完整性的影响。一个-C类-E类代表性免疫荧光图像和量化B类-D类-F类脑损伤后24h和72h,同侧胼胝体ZO-1、CLDN5和VCAM1表达。数据表示为平均值±SEM,显著性通过单向方差分析确定,然后进行Tukey的事后检验或Kruskal–Wallis事后检验。B类(24小时:第页 = 0.0003; ***第页 < 0.001,72小时:第页 = 0.0073; **第页 < 0.01 CCI+车辆vs Sham;24小时:第页 < 0.0001; ###第页 < 0.001,72小时:第页 = 0.0408; #第页 < 0.05 CCI+VCE-004.8 vs CCI+车辆),D类(24小时:第页 < 0.0001; ***第页 < 0.001,72小时:第页 = 0.0086; **第页 < 0.01 CCI+车辆vs Sham;24小时:p=0.0180#第页 < 0.05,72小时:第页 = 0.0090; ##第页 < 0.01 CCI+VCE-004.8 vs CCI+车辆),F类(24小时和72小时:第页 < 0.0001; ***第页 < 0.001 CCI+车辆vs Sham;72小时:第页 < 0.0001; ###第页 < 0.001 CCI+VCE-004.8 vs CCI+车辆)。比例尺相当于25µm
图8
图8
VCE-004.8上调TBI后血管生成:内皮细胞增殖。一个脑损伤后24小时、72小时和7天挫伤周围皮质CD31和Ki67表达的代表性免疫荧光图像。比例尺相当于25µm。B类Ki67的定量+/CD31型+每个区域的细胞数表示为平均值±SEM,显著性通过单向方差分析(ANOVA)和Tukey的事后检验确定。24小时:第页 = 0.0002; ###第页 < 0.001、72小时和7天:第页 < 0.0001; ###第页 < 0.001 CCI+VCE-004.8与CCI+车辆
图9
图9
VCE-004.8改善TBI后小胶质细胞和星形胶质细胞的活化。一个小胶质细胞和B类挫伤周围皮质(Iba1)和胼胝体(GFAP)中的星形胶质细胞反应性(分别为Iba1+细胞和GFAP+细胞)。图表表示每个标记在24小时、72小时和7天的共焦显微镜图像的量化。数据表示为平均值±SEM,显著性通过单向方差分析和Tukey的事后检验确定。一个(24小时、72小时和7天:第页 < 0.0001; ***第页 < 0.001 CCI+车辆与Sham,24小时:第页 = 0.0347; #第页 < 0.05,72小时:第页 = 0.0001; ###第页 < 0.001,7天:第页 = 0.0010; ###p<0.001 CCI+VCE-004.8 vs CCI+车辆),B类(24小时、72小时和7天:第页 < 0.0001; ***第页 < 0.001 CCI+车辆vs Sham,24小时和72小时:第页 = 0.0001; ###第页 < 0.001,7天:p˂0.0001; ###第页 < 0.001 CCI+VCE-004.8 vs CCI+车辆)
图10
图10
VCE-004.8减少TBI后白细胞和巨噬细胞浸润(一个-B类)VCE-004.8减少CCI后挫伤周围皮质的白细胞浸润。图表示中性粒细胞(MPO)的细胞计数分析+细胞)和T细胞(CD3+24小时、72小时和7天时每个标记的显微图像。数据表示为平均值±SEM,显著性通过单向方差分析确定,然后进行Tukey的事后检验或Kruskal–Wallis事后检验。一个(24小时和72小时:第页 < 0.0001; ***第页 < 0.001,7天:第页 = 0.0011; **第页 < 0.01 CCI+车辆与Sham,24小时:第页 = 0.0023; ##第页 < 0.01,72小时:第页 < 0.0001; ###第页 < 0.001,7天:第页 = 0.0010; ###第页 < 0.001 CCI+VCE-004.8 vs CCI+车辆),B类(24小时、72小时和7天:第页 < 0.0001; ***第页 < 0.001 CCI+车辆与Sham,24小时:第页 = 0.0055; ##第页 < 0.01,72小时:第页 < 0.0001; ###第页 < 0.001,7天:第页 = 0.0002; ###第页 < 0.001 CCI+VCE-004.8 vs CCI+车辆)。C类VCE-004.8改善CCI后挫伤周围皮质的巨噬细胞浸润。图表示用F4/80标记物对免疫标记图像的定量。数据表示为平均值±SEM,显著性通过单向方差分析确定,然后进行Tukey的事后检验或Kruskal–Wallis事后检验。24小时、72小时和7天:第页 < 0.0001***第页 < 0.001 CCI+车辆与Sham,24小时:第页 = 0.0043##第页 < 0.01、72小时和7天:第页 < 0.0001; ###第页 < 0.001 CCI+VCE-004.8与CCI+车辆
图11
图11
VCE-004.8减弱TBI中炎性细胞因子的表达。通过qPCR定量挫伤周围皮质中炎性标记物(Il-1β、Il-6、Ccl2和Il10)的mRNA表达,并在24小时、72小时和7天与Ppia进行归一化。数据表示为平均值±SEM,显著性通过单向方差分析和Tukey的事后检验确定。Il-1β(24小时:第页 = 0.0001; ***第页 < 0.001,72小时:第页 < 0.0001; ***p<0.001,7天:第页 = 0.0002; ***第页 < 0.001 CCI+车辆与Sham,24小时:第页 = 0.0113; #第页 < 0.05,72小时:第页 = 0.0001; ###第页 < 0.001,7天:第页 = 0.0011; ##第页 < 0.01 CCI+VCE-004.8 vs CCI+车辆)。Il-6(24小时:第页 = 0.0004; ***第页 < 0.001,72小时:第页 = 0.0001; ***第页 < 0.001,7天:第页 = 0.0040; **第页 < 0.01 CCI+车辆与Sham,24小时:第页 = 0.0211; #第页 < 0.05,72小时:第页 < 0.0001; ###第页 < 0.001,7天:第页 = 0.0018; ##第页 < 0.01 CCI+VCE-004.8 vs CCI+车辆)。Ccl2(24小时和72小时:第页 < 0.0001; ***第页 < 0.001,7天:第页 = 0.0008; ***第页 < 0.001 CCI+车辆vs Sham,24小时:第页 = 0.0058; ##第页 < 0.01、72小时:p<0.0001###第页 < 0.001,7天:第页 = 0.0009; ###第页 < 0.001 CCI+VCE-004.8 vs CCI+车辆)。Il-10(72小时:第页 = 0.0018; **第页 < 0.01 CCI+VCE-004.8 vs Sham,p=0.0449#第页 < 0.05 CCI+VCE-004.8 vs CCI+车辆,7天:第页 = 0.0013; **第页 < 0.01 CCI+车辆vs Sham,第页 = 0.0004; ***第页 < 0.001 CCI+VCE-004.8 vs Sham)
图12
图12
VCE-004.8减少TBI诱导的细胞凋亡和神经元死亡。一个,C类典型共焦图像显示脑损伤后24小时和72小时挫伤周围皮质中NeuN(红色)和Tunel(绿色)的表达。比例尺相当于100µm(B类D类).B类,D类每个标记的量化显示为平均值±SEM,显著性通过单向方差分析和Tukey的事后检验确定。B类(24小时:p=0.0119*第页 < 0.05,72小时:第页 = 0.0014; **第页 < 0.01 CCI+车辆与Sham,24小时:第页 = 0.0010; ##第页 < 0.01,72小时:第页 = 0.0009; ###第页 < 0.001 CCI+VCE-004.8 vs CCI+车辆)。D类(24小时:第页 = 0.0006; ***p<0.001,72小时:第页 < 0.0001; ***第页 < 0.001 CCI+车辆vs Sham,24小时:第页 = 0.0133; #第页 < 0.05,72小时:第页 < 0.0001###第页 < 0.001 CCI+VCE-004.8 vs CCI+车辆)

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引用人

参考文献

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