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Adv Sci:CCM不止内皮的事,南京医科大学赵杨/陆茵发现小胶质MEKK3接棒放大病灶

  1. 内皮细胞(ECs)
  2. 脑海绵状血管畸形(CCMs)
  3. 内皮细胞MEKK3

来源:iNature 2026-10-16 13:41

本研究证实内皮细胞与小胶质细胞中的MEKK3信号通路共同推动CCMs进展,且DPDH有望成为治疗CCMs的候选药物。

脑海绵状血管畸形(CCMs)的特征为MEKK3异常激活,但MEKK3调控病灶成熟的具体机制、其能否作为可行治疗靶点尚不明确。

2026年10月6日,南京医科大学赵杨、陆茵共同通讯在Advanced Science(IF=14.1)在线发表题为Inhibition of MEKK3 Prevents Cerebral Cavernous Malformation Progression Via Restoring Endothelial Integrity and Restricting Microglial Activation的研究论文。本研究证实:内皮细胞MEKK3启动病灶形成,小胶质细胞MEKK3则加剧病灶晚期进展。

机制层面,内皮细胞内MEKK3激活会破坏血管连接完整性,促使纤维蛋白原渗漏;渗漏的纤维蛋白原招募小胶质细胞,后者通过依赖MEKK3–NF-κB通路吞噬受损内皮碎片,进一步加重血管损伤。

本研究借助人工智能辅助药物设计与结构优化,筛选得到强效MEKK3抑制剂:(R)-1,6-二甲基-11-苯基-1,10-二氢-2H-呋喃并[2′,3′:1,2]菲并[3,4-d]咪唑(DPDH)。DPDH可抑制内皮细胞MEKK3-KLF2/4信号通路,恢复血管屏障完整性;同时阻断小胶质细胞MEKK3–NF-κB通路,抑制小胶质细胞活化及对受损内皮细胞的吞噬。

综上,本研究证实内皮细胞与小胶质细胞中的MEKK3信号通路共同推动CCMs进展,且DPDH有望成为治疗CCMs的候选药物。

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脑海绵状血管畸形(CCMs)是一类常见血管病灶。目前,显微外科切除是有症状CCMs的首选治疗手段。然而,手术切除会增加脑损伤风险,且并非所有海绵状血管瘤都能够安全完整地切除。因此,临床上迫切需要高效的药物干预手段用于CCMs的治疗。

学界普遍认为,3种已知CCM基因中任意一个发生遗传性生殖系及体细胞功能缺失突变,均与CCMs发病密切相关。已有研究证实CCMs属于内皮细胞自主性疾病;小鼠内皮特异性敲除KRIT1、CCM2或PDCD10,易在脑与视网膜形成显著血管病灶,病理表现与人类CCMs患者相似。

机制上,这3种CCM基因编码非同源胞质蛋白,组装形成活性信号复合物,作为MEKK3激酶级联反应的内源性抑制分子。内皮细胞(ECs)内这些关键信号分子对CCMs病灶的形成起到重要驱动作用。已有研究表明,敲除小鼠内皮MEKK3‑KLF信号通路能够抑制CCMs病灶形成。

现已逐步认识到,CCMs病灶还可进展至多囊腔阶段(Ⅱ期病灶),小鼠和人CCMs病灶均可见含铁血黄素沉积与多种免疫细胞浸润,但二者之间的机制关联长期以来尚不明确。近期CCMs动物模型研究提出,中枢神经系统CCMs病灶的形成存在内皮细胞非自主性机制。

研究提示内皮细胞与免疫细胞之间的相互作用对CCMs进展至关重要。事实上,慢性CCMs小鼠模型的病灶组织学分析显示,CCMs病灶周边大量聚集离子化钙结合适配分子1(IBA‑1)⁺小胶质细胞。CCMs病灶血栓周围的IBA‑1⁺小胶质细胞呈现肥大、阿米巴样形态。

已知小胶质细胞可对脑损伤产生应答,但尚不清楚其是否参与调控CCMs病灶的血脑屏障(BBB)完整性,而这一点可能是CCMs疾病神经炎症反应加重的关键。已有报道,活化小胶质细胞可下调紧密连接相关蛋白,致使多种脑部疾病模型的BBB通透性增加。

但活化小胶质细胞与内皮细胞的相互作用如何影响CCMs进展,仍有待阐明。有研究报道,MEKK3对巨噬细胞中脂多糖(LPS)诱导的IL‑6、G‑CSF生成起到关键调控作用,提示MEKK3可能参与CCMs病灶中小胶质细胞的活化过程。

综上,同时调控内皮细胞(ECs)与小胶质细胞内的MEKK3,有望成为遏制CCMs发生发展的有效治疗策略。

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图形摘要(摘自Advanced Science )

本研究发现,在内皮特异性KRIT1敲除小鼠(iECre;Krit1fl/fl,记作Krit1iECKO)中,CCMs病灶内结构与功能异常的血管会促使纤维蛋白原渗漏至脑实质。CCMs病灶周围的纤维蛋白原介导小胶质细胞募集;随后活化的小胶质细胞吞噬内皮细胞(ECs),进一步加重内皮屏障损伤。

本研究证实MEKK3对小胶质细胞活化具备重要调控效应,敲除MEKK3能够减轻小胶质细胞介导的内皮损伤。以上数据表明,药物抑制MEKK3信号级联通路可成为CCMs疾病的有效治疗手段。本研究利用人工智能(AI)辅助药物设计结合结构修饰策略,得到小分子化合物(R)-1,6‑二甲基‑11‑苯基‑1,10‑二氢‑2H‑呋喃并[2′,3′:1,2]菲并[3,4‑d]咪唑(DPDH),该化合物可强效抑制MEKK3酶活性。

综上,本研究证明,强效MEKK3小分子抑制剂DPDH在CCMs疾病治疗方面具备巨大应用潜力。

参考消息:https://doi.org/10.1002/advs.78132

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