膿毒癥是一種由感染引起的危及生命的器官功能障礙綜合征，當(dāng)它波及大腦，便會(huì)引發(fā)膿毒癥相關(guān)腦病（Sepsis-associated encephalopathy, SAE）。SAE是重癥監(jiān)護(hù)病房患者中最常見(jiàn)的腦病類型之一，可造成急性譫妄，并給幸存者留下長(zhǎng)期的認(rèn)知障礙后遺癥，如記憶力下降、注意力不集中等問(wèn)題，嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量和康復(fù)。然而，盡管其臨床意義重大，驅(qū)動(dòng)SAE發(fā)生發(fā)展的確切分子機(jī)制至今尚未被完全闡明，這直接制約了有效治療策略的開(kāi)發(fā)。神經(jīng)炎癥被認(rèn)為是SAE的核心病理特征，而大腦中固有的免疫細(xì)胞——小膠質(zhì)細(xì)胞在此過(guò)程中扮演著關(guān)鍵角色。在SAE狀態(tài)下，小膠質(zhì)細(xì)胞會(huì)被異常激活，釋放大量促炎細(xì)胞因子，如白細(xì)胞介素-1β（IL-1β）、IL-6和腫瘤壞死因子-α（TNF-α），形成神經(jīng)炎癥風(fēng)暴，從而損害神經(jīng)元功能與存活。那么，是否存在一個(gè)關(guān)鍵的分子開(kāi)關(guān)，能夠控制小膠質(zhì)細(xì)胞的“狂暴”狀態(tài)，從而為SAE的治療提供新思路呢？

近期發(fā)表在《Inflammation》上的一項(xiàng)研究，為我們揭示了一條全新的分子調(diào)控軸線，為回答上述問(wèn)題帶來(lái)了希望。這項(xiàng)研究聚焦于一個(gè)名為KANK4的基因，發(fā)現(xiàn)它在SAE模型中扮演了至關(guān)重要的“剎車”角色。研究人員首先在模擬SAE的小鼠模型以及用脂多糖（LPS）誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞中觀察到，KANK4的表達(dá)水平顯著下調(diào)。這種下調(diào)與海馬體中小膠質(zhì)細(xì)胞的過(guò)度激活以及促炎細(xì)胞因子水平的飆升如影隨形。這不禁讓人猜想，KANK4的減少，是否正是小膠質(zhì)細(xì)胞失控的導(dǎo)火索？為了驗(yàn)證這一猜想，研究團(tuán)隊(duì)在小鼠海馬體中過(guò)表達(dá)了KANK4基因，結(jié)果令人振奮：這些SAE小鼠在新物體識(shí)別和莫里斯水迷宮（Morris water maze, MWM）測(cè)試中的認(rèn)知表現(xiàn)得到了顯著改善，同時(shí)，海馬神經(jīng)元的損傷也得到了有效緩解。這表明，提升KANK4水平確實(shí)能夠抵抗SAE所致的認(rèn)知損傷。

為了深入探索KANK4如何發(fā)揮其保護(hù)作用，研究者們開(kāi)始尋找其下游的“執(zhí)行者”。他們的目光鎖定在了跨膜蛋白TMEM260上。他們發(fā)現(xiàn)，KANK4能夠直接結(jié)合到TMEM260信使RNA（mRNA）的3’非翻譯區(qū)（3’UTR），從而像一個(gè)穩(wěn)定器一樣，增強(qiáng)TMEM260 mRNA的穩(wěn)定性，使其蛋白表達(dá)水平得以維持。那么，TMEM260又是如何工作的呢？它作用于一個(gè)關(guān)鍵的趨化因子——CXCL16。研究人員證實(shí)，TMEM260能夠抑制CXCL16蛋白發(fā)生一種名為O-甘露糖基化（O-mannosylation）的翻譯后修飾，其中第117位的絲氨酸（S117）是這一修飾的關(guān)鍵位點(diǎn)。這種修飾的抑制，最終導(dǎo)致CXCL16蛋白水平的下降。CXCL16是一種強(qiáng)大的促炎信號(hào)分子，與神經(jīng)炎癥密切相關(guān)。一系列功能實(shí)驗(yàn)為此調(diào)控軸提供了堅(jiān)實(shí)的證據(jù)：過(guò)表達(dá)TMEM260能夠有效降低CXCL16水平并減輕神經(jīng)炎癥；而反過(guò)來(lái)，如果同時(shí)過(guò)表達(dá)CXCL16，則會(huì)完全逆轉(zhuǎn)TMEM260所帶來(lái)的神經(jīng)保護(hù)效應(yīng)。這清晰地表明，KANK4正是通過(guò)“扶持”TMEM260，來(lái)“壓制”CXCL16，從而給小膠質(zhì)細(xì)胞的過(guò)度活化“降溫”。

為開(kāi)展此項(xiàng)研究，作者運(yùn)用了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。在體內(nèi)，他們通過(guò)腹腔注射脂多糖（LPS）構(gòu)建了SAE小鼠模型，并利用慢病毒介導(dǎo)的基因過(guò)表達(dá)技術(shù)在小鼠海馬體內(nèi)特異性調(diào)控KANK4、TMEM260和CXCL16的表達(dá)。行為學(xué)上，通過(guò)新物體識(shí)別測(cè)試和莫里斯水迷宮評(píng)估小鼠的認(rèn)知與記憶功能。在細(xì)胞水平，使用LPS誘導(dǎo)BV2小膠質(zhì)細(xì)胞系建立炎癥模型。分子機(jī)制研究方面，采用了染色質(zhì)免疫共沉淀（ChIP）、RNA免疫沉淀（RIP）、雙熒光素酶報(bào)告基因、蛋白質(zhì)印跡（Western blot）、免疫熒光、免疫共沉淀（Co-IP）以及糖基化修飾檢測(cè)等技術(shù)，系統(tǒng)揭示了KANK4對(duì)TMEM260 mRNA的穩(wěn)定作用，以及TMEM260對(duì)CXCL16 O-甘露糖基化修飾的調(diào)控關(guān)系。

通過(guò)檢測(cè)SAE模型小鼠海馬組織以及LPS誘導(dǎo)的BV2小膠質(zhì)細(xì)胞，研究人員發(fā)現(xiàn)KANK4在mRNA和蛋白水平的表達(dá)均顯著降低，并且這種降低與促炎細(xì)胞因子IL-1β、IL-6、TNF-α水平的升高及小膠質(zhì)細(xì)胞活化標(biāo)記物IBA1的上調(diào)呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)。

通過(guò)慢病毒載體在海馬過(guò)表達(dá)KANK4后，SAE小鼠在新物體識(shí)別測(cè)試中的辨別指數(shù)和在莫里斯水迷宮測(cè)試中的空間記憶能力均顯著恢復(fù)。同時(shí)，神經(jīng)元的損傷標(biāo)記物NeuN的下調(diào)得到緩解，表明KANK4具有神經(jīng)保護(hù)作用。

機(jī)制探索發(fā)現(xiàn)，KANK4蛋白能夠與TMEM260 mRNA的3’UTR區(qū)域直接結(jié)合。這種結(jié)合顯著提高了TMEM260 mRNA的穩(wěn)定性，而不影響其轉(zhuǎn)錄速率，從而最終增加了TMEM260的蛋白表達(dá)水平。

進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，TMEM260能夠特異性抑制CXCL16蛋白的O-甘露糖基化修飾，其中S117位點(diǎn)是該修飾的關(guān)鍵位點(diǎn)。抑制這一修飾后，CXCL16的蛋白表達(dá)水平隨之下降。

功能驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)表明，在LPS誘導(dǎo)的BV2細(xì)胞中過(guò)表達(dá)TMEM260，能夠有效降低CXCL16的蛋白水平，并減少促炎細(xì)胞因子IL-1β、IL-6、TNF-α的釋放。在體內(nèi)SAE小鼠模型中，海馬過(guò)表達(dá)TMEM260同樣能降低CXCL16水平并改善認(rèn)知功能。

為了確認(rèn)TMEM260是通過(guò)抑制CXCL16來(lái)發(fā)揮作用的，研究者在過(guò)表達(dá)TMEM260的同時(shí)也過(guò)表達(dá)了CXCL16。結(jié)果顯示，CXCL16的過(guò)表達(dá)完全抵消了TMEM260在減輕神經(jīng)炎癥和保護(hù)神經(jīng)元方面的有益效應(yīng)，證明CXCL16是TMEM260下游的關(guān)鍵效應(yīng)分子。

本研究系統(tǒng)闡明了KANK4在SAE中的關(guān)鍵保護(hù)作用及其分子機(jī)制。核心結(jié)論是，KANK4通過(guò)直接結(jié)合并穩(wěn)定TMEM260 mRNA，上調(diào)TMEM260蛋白表達(dá)，進(jìn)而抑制CXCL16蛋白的O-甘露糖基化修飾（關(guān)鍵位點(diǎn)為S117），最終導(dǎo)致CXCL16蛋白下調(diào)，從而遏制小膠質(zhì)細(xì)胞的過(guò)度活化及神經(jīng)炎癥反應(yīng)，保護(hù)海馬神經(jīng)元并改善認(rèn)知功能。這一“KANK4-TMEM260-CXCL16”調(diào)控軸的發(fā)現(xiàn)，首次將KANK4與蛋白質(zhì)糖基化修飾及神經(jīng)免疫調(diào)控聯(lián)系起來(lái)，為理解SAE的病理機(jī)制提供了全新的視角。該研究不僅揭示了SAE中神經(jīng)炎癥調(diào)控的一個(gè)上游關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，更重要的是，KANK4、TMEM260或CXCL16的糖基化位點(diǎn)都可能成為未來(lái)治療SAE及相關(guān)神經(jīng)炎癥性疾病的潛在藥物靶點(diǎn)，具有重要的轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)意義。