氧化三甲胺(TMAO)破坏血脑屏障诱导认知损伤的机制研究
近日,《Chemico-Biological Interactions》(中科院1区,IF:5.4)在线发表了我院的研究成果。文章题为 “Trimethylamine N-oxide induced cognitive impairment through disruption of blood-brain barrier by inhibiting TGF-β pathway”。我院硕士研究生刘月(复旦大学生物化学与分子生物学专业)为第一作者,感染与免疫研究所李明杰研究实习员、郑华军研究员为通讯作者。氧化三甲胺(Trimethlylamine N-oxide, TMAO)是一种由肠道菌群代谢产生的化合物,与心血管疾病、肾脏疾病等密切相关。临床数据表明,认知障碍相关疾病(如轻度认知障碍、阿尔茨海默病等)患者血浆TMAO水平显著升高,但与认知障碍间的因果关系并未被明确。研究团队首先对C57BL/6J小鼠进行TMAO处理,通过行为学检测发现小鼠表现出显著的认知受损。伊文思蓝染色及透射电镜结果显示,小鼠脑区血脑屏障 (Brain-blood barrier, BBB)结构和功能发生显著受损;在海马体区域,BBB通透性显著增加,紧密连接蛋白(Tight junction proteins, TJs)表达下调,微血管超微结构出现异常。随后,通过人脑微血管内皮细胞(hCMEC/D3)制备体外BBB模型,发现TMAO处理后,细胞中TGF-β通路被显著抑制,同时伴随TNF、NF-κB 等多条炎症相关通路激活和氧化应激指标异常。而外源性补充激活剂TGF-β1可逆转TGF-β通路的抑制,并显著改善TJs表达下调和BBB功能受损。该研究明确TMAO可导致小鼠出现显著的认知功能障碍,系统揭示了 “TMAO下调TGF-β通路→破坏BBB完整性→诱导认知损伤” 的分子机制,也阐明激活TGF-β通路可能是对抗TMAO神经毒性的潜在治疗策略,为相关疾病的防治提供了新的潜在干预方向。原文链接:https://doi.org/10.1016/j.cbi.2025.111862
2025-12-15