学术讲座｜韦超博士 Poking the Gasdermin Holes-from Blood-Brain Barrier to Neurodegenerative Diseases

2024年08月14日

2024年7月30日，谢晓亮主任主持召开学术讲座，本次讲座邀请到北京脑科学与类脑研究所韦超博士进行了题为“Poking the Gasdermin Holes-from Blood-Brain Barrier to Neurodegenerative Diseases”的学术报告，分享了炎症性血脑屏障破坏机制的相关研究。

谢晓亮主任主持

韦超博士现任北京脑科学与类脑研究所副研究员，主要研究方向为血脑屏障维持与破坏的分子与细胞生物学机制、细胞焦亡在神经系统疾病发生与发展中的潜在功能以及炎症与神经系统的相互作用。

韦超博士分享报告

讲座背景：

血脑屏障是维持中枢神经系统正常功能的重要结构，它是由内皮细胞、周细胞、星形胶质细胞、小胶质细胞/巨噬细胞以及神经元共同构成的神经血管单元的特殊结构之一。血脑屏障的内皮细胞通常不具备允许物质自由通过的开窗结构，却拥有致密的紧密连接体以及特殊的载体介导的物质转运系统。血脑屏障为脑组织与外周循环系统之间提供了一道天然的防线，有效阻止了有害物质侵入中枢神经系统。然而，在病原体感染或系统性炎症的情况下，血脑屏障的功能可能会受到破坏。这可能促进或直接导致一系列中枢神经系统疾病的发生与发展，如阿尔茨海默病、败血症相关脑病等。特别是在革兰氏阴性菌感染引起败血症的情况下，细菌外壁成分脂多糖（也称内毒素或LPS）进入循环系统后，会引发血脑屏障的炎症性破坏，加剧败血症相关脑疾病的发展。然而，关于引发这一现象的关键分子与细胞生物学机制，至今仍不完全明确。

讲座内容：

韦超博士深入阐述了LPS破坏血脑屏障的分子与细胞生物学机制，并展示了脑内皮细胞的Caspase-4/11-GSDMD信号通路在此过程中发挥的关键作用。在系统性炎症的背景下，革兰氏阴性菌释放的LPS通过激活脑内皮细胞中的Caspase-4/11-GSDMD通路，导致脑内皮细胞中细胞膜的通透性增加，促进了细胞内外物质的交换。此外，GSDMD的过度活化还会引发内皮细胞的焦亡。这种细胞膜通透性的提升和细胞焦亡的发生，共同构成了炎症性血脑屏障破坏的新机制。利用AAV-BI30腺相关病毒在野生型小鼠的脑内皮细胞中特异性地表达高亲和力的GSDMD抑制型纳米抗体VHHGSDMD-1，LPS引起的血脑屏障破坏得到了显著的缓解。同样，在感染AAV-BI30-VHHGSDMD-1腺相关病毒的CASP4Tg小鼠中，肺炎克雷伯菌感染导致的血脑屏障破坏也显著减轻。这一发现为理解血脑屏障完整性的维持与破坏机制提供了新的视角。随后，韦超博士进一步分享了他未来研究的设想，包括血脑屏障的破坏在神经退行性方面的机制、细胞焦亡及炎症对神经系统的影响等。

科研人员提问与交流

韦超博士此次讲座吸引了脑科学及相关领域科学家、科研人员及学生参会。在讲座内容结束后，韦超博士与参会人员就炎症介导GSDMD机制是否存在于血脑屏障的其他组成细胞、突触结构是否存在焦亡过程以及脑血管破坏与阿尔兹海默症之间的相互关系等方面展开了热烈讨论。

昌平实验室开展学术讲座系列活动，邀请知名学者专家开展专题讲座，努力打造特色化、专业化、品牌化学术交流活动，为打造世界一流生命科学创新高地提供良好学术平台。