中国科学院大学，中国科学院生物物理研究所阎锡蕴课题组，北京大学第一医院神经内科郝洪军主任，利用全自动Western系统Wes，在期刊Theranostics(IF:8.063)发表文章：

Soluble CD146, a Cerebrospinal Fluid Marker for Neuroinflammation, Promotes Blood-Brain Barrier Dysfunction, Theranostics. 2020 Jan 1;10(1):231-246.

Daji Wang1*, Hongxia Duan2*, Jing Feng2, Jianquan Xiang4, Liqun Feng5, Dan Liu2, Xuehui Chen2, Lin Jing2, Zheng Liu2, Dexi Zhang2, Hongjun Hao3 †, Xiyun Yan1,2 †

1 Savaid Medical School, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing, China.

2 Key Laboratory of Protein and Peptide Pharmaceutical, Institute of Biophysics, Chinese Academy of Sciences, Beijing, China.

3 School of Basic Medical Sciences, Southwest Medical University, Sichuan, China.

4 Beijing Anzhen Hospital, Capital Medical University, Beijing, China.

5 Neuroimmunology Laboratory, Peking University First Hospital, Beijing, China.

* Contributed equally as first authors

† Contributed equally as last authors

Corresponding author: Hongjun Hao, MD, Xiyun Yan, MD

--研究背景--

血脑屏障（Blood-Brain Barrier, BBB）的完整性对维持中枢神经系统（Central Nervous System, CNS）微环境的稳态具有非常重要的生物学意义。血脑屏障是一种多细胞构成的血管结构，其主要成分包括血脑屏障内皮细胞、毛细血管基底膜、星形胶质细胞和周细胞。这些细胞形成的多层膜结构，构成了极低速率的渗透性屏障。BBB的完整性和低通透性对于中枢神经系统（Central nervous system，CNS）的正常神经元功能至关重要。BBB将CNS与外周血循环系统分离开来，严格控制分子和离子的进出，及时输送营养和氧气，保护大脑免受毒素和病原体的侵害。BBB功能障碍是多种神经炎症性疾病发生的标志性事件，包括脱髓鞘疾病、脑部感染等。然而目前对血脑屏障破坏的分子机制了解有限，临床上仍缺乏有效或可靠的生物标志物用于血脑屏障损伤的早期诊断。

可溶性CD146（sCD146）主要来自血管内皮细胞（EC）。该实验室的先前研究证实，多发性硬化症（MS）的患者的脑脊液（Cerebrospinal Fluid, CSF）中可溶性CD146（sCD146）水平增加，并且sCD146与BBB损伤的临床参数呈正相关，表明sCD146参与了BBB破坏。此外，许多报告显示血清sCD146异常升高与炎症条件下的EC活性和通透性有关。在该实验室先前的研究中，也证实sCD146通过促进免疫细胞跨BBB的迁移而促进炎症。然而，尚不清楚sCD146是否直接导致BBB功能障碍。

--研究内容--

本实验室收集了823例临床病人的血清和脑脊液样本（患有神经炎性疾病的患者为562名（68.3％），患有MS的患者为44名（5.3％），患有非炎性神经系统疾病的有217名（26.4％）），检测结果证实了脑脊液中的sCD146对监测BBB损伤和神经炎症的敏感性。并且通过体外实验证实了sCD146通过整合素αvβ1介导的细胞内信号转导，直接损害了人脑EC的屏障功能。因此，CSF sCD146可作为评估多种神经系统疾病早期BBB损伤的有希望的诊断指标，并可作为多种神经炎性疾病的潜在治疗靶标。

sCD146在体外可促进血脑屏障通透性

本文利用全自动Western系统Wes，对与BBB通透性相关的细胞表面紧密连接蛋白（TJPs）（Occludin，ZO-1，JAM-1），以及与BBB-ECs凋亡相关信号通路蛋白(caspase9, caspase3, Bcl-2, Bax)进行定量。结果显示，sCD146通过降低TJPs的表达，并促进BBB-ECs的凋亡，增加了BBB的通透性，表明sCD146是一种参与BBB功能障碍的新型分子。

sCD146通过整合素αvβ1激活hCMEC/D₃细胞MAPK，Akt和NF-кB信号通路

本文利用全自动Western系统Wes检测结果显示，sCD146可以激活上调ECs凋亡和通透性的信号通路蛋白：MAPK（p-p38, p-ERK, p-JNK）, Akt(p-Akt), NF-кB(p-p65)。且抑制整合素αv或β1，MAPK和AKT磷酸化显著减少，说明整合素αvβ1参与了sCD146诱导hCMEC/D3细胞通透性的信号通路。

阻断整合素αvβ1可减轻sCD146诱导的BBB功能障碍

本文利用全自动Western系统Wes检测结果显示，阻断整合素αv或β1时，均可抑制sCD146对与BBB通透性相关的TJPs的下调，以及对BBB-ECs凋亡相关的信号通路蛋白的上调。说明阻断整合素αvβ1可减轻sCD146诱导的BBB功能障碍。