J Neuroinflamm：唐都医院郭为/屈延/吴勋团队揭示FABP4通过S100A9和脂滴驱动小胶质细胞炎症新机制

2025年11月7日，空军军医大学唐都医院郭为教授、屈延教授以及吴勋教授在Journal of Neuroinflammation发表：Fatty acid-binding protein 4 drives microgliamediated neuroinflammation through promoting S100A9 expression and lipid droplet accumulation after intracerebral hemorrhage，揭示了脂肪酸结合蛋白4通过促进S100A9表达和脂滴积累，驱动脑出血后小胶质细胞介导的神经炎症。

作为中枢神经系统（CNS）的主要免疫哨兵，小胶质细胞可迅速响应急性脑损伤并与浸润的外周免疫细胞动态互作，共同塑造脑出血（ICH）后继发性脑损伤（SBI）的关键因素：神经炎症微环境。脂肪酸结合蛋白4（FABP4）是一种与代谢紊乱相关的脂肪因子已被证实参与调控炎症反应，但其在ICH诱导的SBI中的作用尚不明确。本研究拟通过分析ICH患者血液和脑组织样本，评估FABP4表达水平与临床预后的关联；结合行为学测试、尼氏染色和高尔基-考克斯染色定量神经元损伤；利用免疫荧光染色和流式细胞术评估小胶质细胞活化状态及免疫细胞浸润；在此基础上，构建可靶向脑部的纳米颗粒递送FABP4特异性siRNA，探索潜在的干预策略。

图一 FABP4的表达与ICH患者血肿周围水肿及神经功能预后相关

为探讨FABP4在脑出血（ICH）后继发性脑损伤中的作用，作者首先检测了4例ICH患者手术切除的脑组织及4例非ICH对照脑组织中的FABP4表达。

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结果：

Western blot显示ICH组FABP4显著升高；免疫染色表明其主要在小胶质细胞中表达，共染TMEM119进一步证实FABP4阳性细胞多为常驻小胶质细胞。随后，在80例ICH患者血清中检测FABP4水平，发现其与6个月改良Rankin量表（mRS）评分呈正相关且是不良预后的独立危险因素。此外，血清FABP4水平与血肿周围水肿体积显著正相关。ROC分析确定血浆FABP4预测不良预后的最佳截断值为29.01 ng/mL。综上，FABP4水平与ICH患者的水肿程度及神经功能预后密切相关。

图二 在脑出血后，小鼠小胶质细胞中FABP4表达上调

随后，作者在小鼠脑出血后评估了FABP4的动态表达。

结果：

值得注意的是，脑出血后24小时，脑组织中FABP4的mRNA和蛋白水平显著升高，48小时达峰并持续至72小时。流式细胞术显示FABP4主要在小胶质细胞中显著上调，巨噬细胞中轻度升高，而在神经元、星形胶质细胞和内皮细胞中无明显变化；免疫荧光共染亦证实FABP4与小胶质细胞标志物IBA1在血肿周围共定位，与临床结果一致。通过JASPAR数据库预测并结合GEPIA人脑数据，发现转录因子BACH1与FABP4表达呈中度正相关。ChIP-qPCR证实BACH1可直接结合FABP4启动子；且BACH1在小鼠ICH后表达上调。siRNA沉默BACH1可显著抑制氧合血红蛋白诱导的原代小胶质细胞中FABP4上调，表明ICH通过BACH1依赖途径促进FABP4转录。综上，临床与动物实验证据共同提示，FABP4在脑出血后继发性脑损伤中发挥重要作用。

图三 小胶质细胞中Fabp4的条件性敲除可保护神经元健康并促进神经功能恢复

为阐明FABP4在小胶质细胞介导的脑出血（ICH）后脑损伤中的作用，作者构建了小胶质细胞特异性Fabp4条件性敲除小鼠并通过他莫昔芬诱导敲除。验证实验显示，FABP4仅在小胶质细胞中缺失，而在脑内巨噬细胞和外周单核细胞中表达不变，证实敲除具有细胞特异性。功能评估表明，与对照小鼠相比，Fabp4CKO小鼠在ICH后病灶体积更小、血脑屏障损伤更轻、脑水肿程度更低。此外，高尔基染色显示，ICH后21天，对照小鼠同侧海马CA1区树突棘密度、树突复杂性和神经突分支显著减少，而Fabp4CKO小鼠上述神经元结构损伤明显减轻。这些结果表明，小胶质细胞中Fabp4缺失可有效缓解ICH诱导的神经病理损伤和结构可塑性损害。

此外，为评估小胶质细胞Fabp4缺失对脑出血后神经功能恢复的影响，作者进行了一系列感觉运动整合和认知功能测试，包括粘附物移除实验、转棒实验和Morris水迷宫实验。在粘附物移除实验中，Fabp4CKO脑出血小鼠在术后第1、3、7和14天患侧前肢移除胶带所需时间明显短于Fabp4flox/flox脑出血小鼠。在转棒实验中，脑出血小鼠的平均跌落潜伏期显著缩短，而Fabp4CKO脑出血小鼠的转棒停留时间明显长于Fabp4flox/flox脑出血小鼠。Morris水迷宫测试表明各组小鼠的游泳速度无显著差异。在学习阶段，Fabp4flox/flox脑出血小鼠找到平台的潜伏期明显长于Fabp4CKO脑出血小鼠。在探测试验中，Fabp4CKO脑出血小鼠在目标象限停留时间更长，穿越原平台位置的次数也更多。综上所述，抑制小胶质细胞中的Fabp4可减轻神经元损伤，并促进脑出血后的神经功能恢复。

图四 FABP4促进脂滴的积累并增强S100A9蛋白的稳定性

接下来，作者探讨了FABP4如何导致小胶质细胞的炎症状态。既往研究表明，小胶质细胞内脂滴的积累与其炎症活性增强密切相关，其特征包括异常的脂质储存、吞噬功能受损、线粒体功能障碍以及活性氧水平升高。脑出血显著增加了小胶质细胞中脂滴的积累。鉴于FABP4在脂肪酸转运中的关键作用，作者推测其上调可能促进小胶质细胞内脂滴积累。

结果：

结果证实，FABP4敲除显著减少脑出血后小胶质细胞中的脂滴沉积；而使用ACSL1抑制剂Triacsin C抑制脂滴生成，可减轻FABP4过表达诱导的促炎活化，提示脂滴异常积累可能是FABP4驱动小胶质细胞向促炎表型转变的重要机制。为进一步解析机制，作者通过免疫沉淀-质谱（IP–MS）结合GeneCards炎症相关基因筛选，发现FABP4与炎症介质S100A9存在相互作用并在HEK293T细胞中通过共免疫沉淀验证了该结合。功能实验显示，FABP4过表达可延缓脂多糖刺激下S100A9的降解。蛋白稳定性分析表明，FABP4通过抑制泛素-蛋白酶体途径（而非溶酶体途径）稳定S100A9：在蛋白酶体抑制剂MG132存在时，FABP4无法提升S100A9水平；而在溶酶体抑制剂Baf处理下仍可增强其表达。进一步泛素化实验显示，FABP4特异性削弱S100A9的K48连接多聚泛素化。综上，FABP4不仅促进小胶质细胞脂滴积累，还通过抑制S100A9的泛素-蛋白酶体降解，双重放大神经炎症反应。

综上所述，本研究揭示了FABP4通过促进脂滴积累和稳定S100A9驱动小胶质细胞介导的神经炎症，为脑出血后继发性脑损伤提供了新的机制见解，并为靶向FABP4的神经保护治疗策略奠定了理论基础。

文章来源

https://doi.org/10.1186/s12974-025-03573-6

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