墨尔本大学团队发现靶向STING治疗创伤性脑损伤

创伤性脑损伤（TBI）仍然是世界范围内的一个主要公共卫生问题，干扰素基因刺激因子 (stimulator of interferon genes, STING)作为参与固有免疫反应的关键信号转导分子,被来自病原体和宿主的胞质DNA触发,在诱导Ⅰ型干扰素和促炎性细胞因子分泌、防御病毒及胞内细菌感染、调节体内自发性抗肿瘤免疫反应产生过程中发挥重要功能。STING及其下游的I型干扰素（IFN）信号通路现在被认为参与了创伤性脑损伤的发病机制。

基于此，2024年5月7日墨尔本大学神经药理学实验室 Peter J. Crack研究团队在British Journal of Pharmacology杂志发表了“Pharmacological inhibition of STING reduces neuroinflammation-mediated damage post-traumatic brain injury”揭示了STING 的药理学抑制可减少创伤性脑损伤后神经炎症介导的损伤。

本研究研究了STING抑制剂C-176在10-12周龄雄性小鼠TBI皮质冲击小鼠模型中的神经保护作用。皮质冲击手术后30分钟，静脉注射750nmol剂量的C-176或生理盐水，分别在TBI后2h和24 h进行分析。在创伤后24小时，给予C-176的小鼠皮质损伤面积明显更小。使用DigiGaitTM步态分析显示，C-176可减弱TBI诱导的步态对称性、步幅频率和前肢站立宽度的损伤。C-176处理的小鼠促炎细胞因子Tnf-α、Il-1β和Cxcl10的纹状体基因表达显著降低。本研究表明C-176在改善急性神经炎症和预防创伤后白质神经退行性变方面具有神经保护作用。这项研究突出了其治疗的潜力靶向STING的小分子抑制剂治疗创伤诱导的炎症和神经保护潜力。

图一 创伤后给予C-176可减少皮质病变的大小

作者首先采用轻度创伤性脑损伤的控制性皮质撞击模型评估C-176对创伤诱导的神经炎症的影响。MRI成像评估小鼠在脑损伤后30 min静脉注射C-176或生理盐水对照后24小时和7天的皮质损伤。病变区域的定量显示，C-176处理的小鼠脑后24小时皮质损伤区域减少了29%，脑损伤后7天减少了24%。

图二 损伤后使用C-176治疗可挽救创伤性脑损伤后24小时小鼠的步态障碍

本研究进行了定量的时间步态分析，以测量小鼠创伤性脑损伤后神经行为活动的改变。使用DigiGait™评估步态参数的变化。C-176给药减轻了TBI引起的步频和前肢站立宽度的损伤。此外，与假手术相比，溶媒处理的TBI小鼠表现出更高的步态对称性比。步态对称性值为1，表示身体左右两侧的协调运动。与TBI处理小鼠相比，C-176处理小鼠的步态对称性更接近1，与假手术组小鼠没有统计学差异。假手术组和药物处理的TBI小鼠后肢站立宽度相似，而C-176处理的TBI小鼠后肢站立宽度更窄。

图三 注射C-176改变了小胶质细胞的密度，而不影响小胶质细胞的形态

由于作者在TBI后24小时的小鼠中发现了Sting mRNA表达、TBK1和p-TBK1蛋白表达的改变，想探究这些变化是否也导致了小胶质细胞活性的改变。对具有荧光标记小胶质细胞的CX3CR1eGFP小鼠进行免疫组化分析。在TBI后24小时，对CX3CR1eGFP小鼠进行了形态学分析，以量化小胶质细胞的任何变化，因为这可能表明中枢神经系统炎症环境的改变。在TBI后24 h后，C-176处理的小鼠对侧皮质的小胶质细胞密度显著降低。与经溶媒处理的小鼠相比，对侧皮质中的小胶质细胞密度更高，而在C-176小鼠中则没有变化。与TBI损伤对侧的小胶质细胞相比，TBI后检测到的躯体大小略有增加；然而，在TBI后，溶媒处理小鼠和C-176处理小鼠的总分支长度、细胞面积和躯体面积没有观察到差异。

图四 C-176在损伤后2小时降低TBI诱导的促炎细胞因子反应

为了阐明C-176对创伤后神经炎症环境的影响，作者在创伤后2小时和24小时在大脑同侧皮质和纹状体区域测量了与i型IFN反应密切相关的促炎标志物的基因表达。与对照处理的小鼠相比，C-176显著降低了TBI后2小时CXCL的表达，但对其他促炎标志物的皮质表达没有显著影响。C-176后处理2小时促炎细胞因子Tnf-α、Il-1β和Cxcl10的纹状体基因表达显著降低。与TBI小鼠相比，对照处理小鼠皮质和纹状体中Il-1β、Tnf-α和Cxcl10的表达明显升高。Il-6和Nos2在TBI小鼠的表达增加。与假手术组相比，C-176处理的小鼠在皮质和纹状体中Tnf-α的表达显著增加和Cxcl10的表达显著增加。在TBI后24小时，溶媒对照处理小鼠和C-176处理小鼠之间检测到的促炎标志物的表达没有显著差异。

总结：

该研究已证明了STING抑制剂对小鼠轻度创伤性脑损伤后的神经保护作用。

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