颅脑创伤(traumatic brain injury, TBI),即创伤性脑损伤,是全球青壮年人群的首要死亡原因之一,临床治疗至今棘手。TBI 造成的损害分为原发性和继发性两类,原发性损伤来自撞击瞬间的直接机械破坏,继发性损伤则在伤后数小时到数天里逐步展开,往往更为凶险、也更有干预空间。血脑屏障(blood-brain barrier, BBB)破坏正是继发性损伤的核心环节——屏障一旦失守,血液成分渗漏进脑组织,脑出血、水肿随之而来,神经功能恢复也大受影响。G 蛋白偶联受体 124(G protein-coupled receptor 124, GPR124)是神经系统的重要调控分子,在脑血管发育中已知有重要作用,但它在颅脑创伤中究竟扮演什么角色,此前一直无人回答。
近日,上海交通大学陈浩、田恒力、丁军共同通讯在Advanced Science在线发表题为“GPR124 Alleviates Blood–Brain Barrier Disruption by Enhancing Microvascular Endothelial Function after Traumatic Brain Injury”的研究论文。该研究发现,GPR124 通过激活 Wnt/β-catenin 通路增强脑微血管内皮功能、维持血脑屏障完整性,从而改善颅脑创伤后的神经预后。
南模生物为该研究提供了内皮细胞特异性 GPR124 条件性敲除(CKO)小鼠模型。
颅脑创伤后GPR124在脑微血管内皮细胞中升高,缺失它则神经恢复受损
研究团队采用控制性皮层撞击(controlled cortical impact, CCI)模型结合单细胞RNA测序,定位了 TBI 后 GPR124 的表达。结果显示,GPR124 在损伤急性期表达上调,且主要集中在血管内皮细胞(endothelial cell, EC)。当使用内皮细胞特异性敲除 GPR124 的小鼠开展行为学实验时,TBI 后的神经功能恢复明显变差,提示这一受体在颅脑创伤修复中不可或缺。
GPR124维持紧密连接完整性,是血脑屏障不被破坏的关键

为进一步弄清机制,团队建立了牵张损伤(stretch injury, SI)模型模拟体外内皮损伤。敲低 GPR124 后,内皮细胞功能下降;无论体内还是体外,紧密连接的完整性都被破坏。紧密连接是血脑屏障的结构基础,它的瓦解直接导致屏障通透性升高——这正是 GPR124 缺失后神经损伤加重的结构性原因。
GPR124与FGFBP1互作激活Wnt/β-catenin,构成保护血脑屏障的机制核心
通过质谱和免疫共沉淀分析,研究确认 GPR124 与成纤维细胞生长因子结合蛋白1(fibroblast growth factor binding protein-1, FGFBP1)发生互作,进而激活 Wnt/β-catenin 信号通路。这条通路的激活支撑了紧密连接蛋白的表达,并促进内皮细胞增殖、迁移和抗凋亡,最终减少脑出血、改善神经功能——构成 GPR124 保护血脑屏障的分子机制核心。
综上,该研究首次揭示 GPR124 是颅脑创伤后的一个保护性因子,勾勒出"GPR124–FGFBP1–Wnt/β-catenin"这一维持血脑屏障完整性的分子轴。研究不仅加深了对 TBI 继发性损伤中血脑屏障调控机制的理解,也为减少创伤后脑出血、改善神经功能预后提供了潜在的治疗新靶点。
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