文 | 脑声常谈
我们的大脑有一道 " 智能安检门 " 血脑屏障，它由脑内微血管的内皮细胞紧密连接而成，既能阻挡毒素和病菌入侵，又允许营养物质通过。一旦这道屏障 " 漏了 "，有害物质就会进入大脑，引发炎症、神经损伤，甚至导致阿尔茨海默病等神经退行性疾病。
基于此，中山大学附属第五医院何欢欢 & 单鸿 & 涂秋云 & 刘飞研究团队在《Cell Reports》杂志发表了 "DEAD-box helicase DDX24 is essential for endothelial mitochondrial function to maintain the blood-brain barrier" 揭示了 DEAD-box 解旋酶 DDX24 对维持内皮细胞线粒体功能至关重要，从而保障血脑屏障的完整性。
此外，在人脑微血管内皮细胞（hCMEC/D3）中敲低 DDX24 会通过 occludin 蛋白的磷酸化和线粒体功能障碍破坏屏障功能。靶向抑制 NADPH 氧化酶可有效减轻 Ddx24ECKO 小鼠的血脑屏障高通透性并改善其学习与记忆缺陷。
DDX24 蛋白能够结合 PPFIA4 mRNA 并增强其稳定性。与 DDX24 的功能一致，PPFIA4 的敲低同样会损害 hCMEC/D3 细胞的线粒体稳态和屏障功能。重要的是，过表达 DDX24 可缓解 A β 1-42 诱导的屏障损伤。该研究揭示了 DDX24 通过调控内皮细胞线粒体功能在维持血脑屏障完整性中的关键作用，为治疗血脑屏障相关疾病提供了潜在的治疗靶点。
为了研究 DDX24 在内皮细胞中的特异性作用，作者将内皮细胞特异性 Cre 小鼠与 Ddx24flox/flox 小鼠杂交从而实现所有内皮细胞中 Ddx24 的缺失。通过基因鉴定确认 Cre/flox 小鼠后，连续 5 天腹腔注射他莫昔芬，13 天后取脑。分离脑微血管，流式检测 CD31 证实内皮细胞纯度并通过 Western blot 和 qPCR 验证 Ddx24 在脑微血管内皮细胞中成功敲除。
此外，内皮细胞特异性 Ddx24 敲除小鼠的寿命较对照组更短，体重也略低。
有趣的是，这些敲除小鼠表现出学习和记忆障碍，在 Morris 水迷宫实验（VisuTrack，上海欣软）中表现为逃避潜伏期延长。与对照组相比，它们穿越目标象限的次数减少，在目标象限停留的时间和游过的距离也显著降低。
这些结果表明，内皮细胞中的 DDX24 在维持正常脑功能中发挥关键作用。
为探究 Ddx24 敲除导致学习记忆障碍的原因，研究人员利用 9.4T 小动物 MRI 发现：内皮特异性敲除 Ddx24 后，小鼠脑脊液增多、出现脑水肿，但脑血管直径未变。同时，血脑屏障通透性增加，伊文思蓝渗漏增多，紧密连接结构受损。
在人脑微血管内皮细胞（hCMEC/D3）中敲低 DDX24 后，荧光葡聚糖渗漏显著上升；进一步分析显示，紧密连接蛋白 occludin 的磷酸化水平升高、总量下降，这一现象也在敲除小鼠脑血管中得到验证。而 ZO-1 和 claudin-5 则无明显变化。
此外，血脑屏障破坏引发了神经炎症：小胶质细胞和星形胶质细胞被激活，并伴随胆碱能神经元异常。
综上，内皮细胞中的 DDX24 对维持血脑屏障完整性至关重要，其缺失会破坏屏障功能，引发脑水肿、神经炎症和认知障碍。
为应对 DDX24 缺失引起的线粒体功能障碍，作者使用 NADPH 氧化酶抑制剂 GKT136901 处理 DDX24 缺陷的细胞。葡聚糖通透性实验显示，预先使用 GKT136901 抑制 NADPH 氧化酶可有效阻止异硫氰酸荧光素标记的葡聚糖穿过 hCMEC/D3 细胞层。
为在体内重现这一效果，将 GKT136901 腹腔注射给予 Ddx24 内皮特异性敲除小鼠。治疗后，氧化型 NADPH 水平显著降低。此外，该治疗明显减轻了敲除小鼠中伊文思蓝和 10 kDa 荧光示踪剂的血脑屏障渗漏。同时，GKT136901 治疗也缓解了这些小鼠的线粒体形态异常和紧密连接结构破坏。GKT136901 还挽救了因 Ddx24 敲除所导致的学习和记忆障碍。
综上所述，这些结果表明，内皮细胞中的 DDX24 通过调控线粒体功能来维持血脑屏障稳态。
总结
研究发现，AD 模型中脑微血管内皮细胞的 DDX24 表达下降，而过表达 DDX24 可减轻 A β 诱导的血脑屏障损伤，提示其具有保护作用。值得注意的是，DDX24 在神经元中却可能促进 AD 病理，显示其功能具有细胞类型特异性。该研究揭示了 DDX24 在维持血脑屏障稳态中的关键作用，为 AD 等疾病提供了新治疗靶点。
文章来源：https://doi.org/10.1016/j.celrep.2025.116428
