血脑屏障（BBB）保护大脑，但在脓毒症等全身性炎症状态下其功能会受到影响。导致血脑屏障破坏的机制尚不完全清楚。
2026年4月25日，中南大学张丽娜和胡中华共同通讯在Autophagy 在线发表题为Enhanced autophagy drives endothelial tight junction loss, BBB disruption, and behavioral deficits during inflammation的研究论文。
该研究通过定量蛋白质组学分析，对经盲肠结扎穿刺（CLP）诱导多菌脓毒症的小鼠脑微血管进行了研究，发现其上调蛋白质组中巨自噬/自噬-溶酶体相关通路显著富集。CLP处理可逐渐诱导脑内皮细胞中的自噬流，并在术后24小时达到峰值，随后回落。类似地，mRFP-GFP-LC3报告基因检测及免疫印迹分析显示，脂多糖（LPS）处理以时间和剂量依赖性方式增加了bEnd.3细胞的自噬流。
腹腔注射自噬抑制剂氯喹（CQ）或3-甲基腺嘌呤（3-MA）的小鼠对CLP或腹腔注射LPS引起的血脑屏障破坏具有抵抗性，而注射自噬诱导剂雷帕霉素（Rapa）的小鼠则更为易感。CQ和3-MA降低了CLP诱导的小鼠死亡率，而Rapa则提高了死亡率。
利用bEnd.3细胞Transwell培养进行的葡聚糖渗透实验在体外证实了这些效应。CQ不仅减轻了LPS攻击小鼠脑微血管中紧密连接蛋白TJP1/ZO-1和CLDN5的急性破坏，还缓解了其长期记忆与焦虑缺陷。通过siRNA敲低SNARE蛋白STX17（该蛋白可抑制自噬体-溶酶体融合）可减弱LPS诱导的bEnd.3细胞紧密连接蛋白降解。
重要的是，抑制TLR4或其下游激酶TBK1可减少LPS诱导的自噬并保护紧密连接蛋白，提示TLR4-TBK1信号通路参与内皮细胞自噬的激活。这些结果表明，内皮细胞中过度的自噬导致脓毒症中血脑屏障损伤及认知功能障碍。
血脑屏障（BBB）是一种由脑内皮细胞、星形胶质细胞、周细胞和小胶质细胞共同构成的多细胞保护性血管结构，能够限制神经毒性成分和病原体侵入脑组织。血脑屏障功能障碍已被证实是多种神经系统疾病（如癫痫、多发性硬化、脑卒中和创伤性脑损伤）的共同病理机制和发病标志之一。
脓毒症相关脑病（SAE）以谵妄、意识障碍以及快速且持久的行为异常等急性脑部表现为特征，是脓毒症的一种重要并发症。在系统性炎症过程中，血脑屏障损伤以及随之发生的炎性因子和毒素进入脑内，是SAE病理学的基础。迄今为止，血脑屏障破坏是否与SAE期间的行为缺陷相关仍不清楚。
此外，脓毒症中血脑屏障受损的机制也有待阐明。胞质脂多糖（LPS）可激活脑内皮细胞中GSDMD介导的焦亡。然而，在脓毒症期间，内皮细胞会受到大量胞外LPS的刺激。因此，明确胞外LPS对脑内皮细胞及血脑屏障功能的作用至关重要。
自噬通过清除受损或衰老的蛋白质及蛋白质聚集体，在维持细胞稳态和细胞代谢中发挥关键作用。自噬失调会导致细胞适应性障碍和死亡。自噬在神经系统疾病的血脑屏障功能障碍中至关重要。
值得注意的是，自噬对血脑屏障破坏的病理效应仍然复杂且尚未完全阐明。例如，在缺血再灌注损伤、缺氧及甲基乙二醛处理条件下，自噬激活对脑微血管内皮细胞具有保护作用；然而，在氧糖剥夺引起的脑缺血过程中，脑内皮细胞的自噬水平会病理性升高，此时抑制自噬反而有利。迄今为止，自噬在SAE相关血脑屏障破坏中的作用尚不明确。
图1.LPS诱导脑内皮细胞自噬通量的动态变化（摘自Autophagy）
在本研究中，作者通过蛋白质组学分析发现，在盲肠结扎穿刺（CLP，一种多微生物脓毒症动物模型）术后24小时的小鼠生物化学分离脑微血管组分中，上调的蛋白质富集于自噬相关通路。随后，作者探讨了自噬在调控血脑屏障通透性及SAE继发长期行为缺陷中的功能作用。
在体内CLP诱导后或体外LPS处理后3小时（脓毒症早期），脑内皮细胞中自噬通量增加，并在24小时达到峰值，这与脓毒症时血脑屏障通透性的动态变化一致。活体动物荧光成像显示，使用氯喹（CQ）或3-甲基腺嘌呤（3-MA）抑制自噬可减轻CLP诱导和LPS刺激小鼠的血脑屏障渗漏，而使用雷帕霉素（Rapa）诱导自噬则会加剧渗漏。
值得注意的是，注射CQ可改善LPS刺激小鼠的记忆障碍，并降低其焦虑水平。此外，CQ处理恢复了LPS刺激小鼠脑内皮细胞或LPS处理的bEnd.3细胞（脑源性内皮细胞.3）中紧密连接蛋白TJP1/ZO-1和CLDN5（claudin 5）的表达下降。通过siRNA敲低自噬体-溶酶体融合所需的关键SNARE蛋白STX17，可改善bEnd.3细胞中LPS诱导的CLDN5和TJP1蛋白降解。
体外实验中，药理学抑制TLR4（Toll样受体4）或TBK1（TANK结合激酶1）可消除bEnd.3细胞中LPS诱导的自噬激活和紧密连接蛋白降解。总之，这些发现阐明，自噬通量的过度激活介导了炎症诱导的血脑屏障破坏。本研究将自噬抑制确定为治疗SAE患者认知功能下降和情绪障碍的潜在治疗靶点。
参考消息：https://doi.org/10.1080/15548627.2026.2662440