DOI: https://doi.org/10.1016/j.bbadis.2026.168188
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41672379
تاريخ النشر: 2026-02-09
المؤلف: Javier Marqués وآخرون
الموضوع الرئيسي: آليات الالتهاب العصبي والتنكس العصبي
نظرة عامة
تبحث الدراسة في دور NADPH أوكسيداز 5 (NOX5) في تعطيل الوصلات البطانية (EJs) وتسهيل تسلل خلايا المناعة في سياق الشيخوخة، والأمراض التنكسية العصبية، والسكتة الدماغية الإقفارية. تستخدم الدراسة نماذج في المختبر وفي الجسم الحي، بما في ذلك خط خلايا بطانية الأوعية الدقيقة في الدماغ (hCMEC/D3)، وخلايا بطانة الوريد السري البشري (HUVECs) المصابة بفيروس أدينوزي NOX5 المفرط التعبير، وفأر NOX5 المدخل في الخلايا البطانية. تظهر النتائج أن الإفراط في التعبير عن NOX5 يؤدي إلى عدم تنظيم EJs وزيادة النفاذية في الخلايا البطانية، بالإضافة إلى تعزيز إعادة تشكيل الهيكل الخلوي وزيادة التصاق خلايا الالتهاب وتسللها.
في نموذج فأري للسكتة الدماغية الإقفارية الناتجة عن FeCl₃، لوحظ أن الفئران التي تعبر عن NOX5 البطاني أظهرت زيادة في تسلل خلايا المناعة إلى الدماغ، خاصة في نصف الكرة غير المصاب (المقابل)، إلى جانب ارتفاع علامات الالتهاب في نصف الكرة المصاب (المقابل). تشير هذه النتائج إلى أن NOX5 يلعب دورًا حاسمًا في عدم تنظيم EJs والتغيرات الهيكلية في الخلايا البطانية، مما يساهم في زيادة تسلل خلايا المناعة خلال الحالات المؤيدة للالتهاب مثل السكتة الدماغية الإقفارية.
مقدمة
تناقش المقدمة الدور الحاسم لتفكك الحاجز الدموي الدماغي (BBB) في تفاقم النتائج بعد السكتة الدماغية الإقفارية الحادة. تسلط الضوء على أن التفكك الشديد للحاجز الدموي الدماغي يرتبط بزيادة معدلات الوفيات لدى المرضى الذين يخضعون للعلاج داخل الأوعية. يؤدي تغيير الحاجز الدموي الدماغي إلى زيادة النفاذية، مما يسمح لخلايا المناعة المؤيدة للالتهاب، مثل العدلات والوحيدات، بالتسلل إلى الدماغ، وهو ما يضر بالتعافي من السكتة الدماغية. في الظروف الطبيعية، تقيد الخلايا البطانية الصحية هجرة خلايا المناعة من خلال إنتاج جزيئات مضادة للالتهاب، لكن هذه التنظيم يتعرض للخطر خلال الحالات الالتهابية.
تتوسع هذه الفقرة في دور NADPH أوكسيداز 5 (NOX5)، وهو إنزيم ينتج أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) ويساهم في خلل الوظيفة البطانية والالتهاب. يتم التعبير عن NOX5 بشكل فسيولوجي في الخلايا البطانية ويزداد تعبيره استجابة لمختلف المحفزات الوعائية. أظهرت الدراسات السابقة التي أجراها المؤلفون أن NOX5 البطاني يخل بتوازن الوصلات الضيقة، مما يزيد من نفاذية الحاجز الدموي الدماغي ويؤدي إلى عجز إدراكي في الفئران المسنّة. بالإضافة إلى ذلك، أظهرت دراسة حديثة باستخدام نموذج فأري NOX5 المدخل أن السكتة الدماغية الإقفارية تليها إعادة التروية أدت إلى أحجام أكبر من النوبات ونتائج وظيفية أسوأ. يفترض المؤلفون أن NOX5 يسهل تسلل خلايا المناعة إلى الدماغ من خلال تعطيل الوصلات الضيقة والوصلات البطانية، مما يساهم في زيادة الالتهاب خلال السكتة الدماغية الإقفارية.
طرق
تحدد فقرة “المواد والطرق” التصميم التجريبي والإجراءات المستخدمة في الدراسة. توضح المواد المحددة المستخدمة، بما في ذلك أي كواشف، ومعدات، وعينات بيولوجية، بالإضافة إلى مصادرها. تشمل المنهجية إعداد التجربة، بما في ذلك البروتوكولات لجمع البيانات وتحليلها، لضمان قابلية التكرار وموثوقية النتائج.
بالإضافة إلى ذلك، يتم وصف الطرق الإحصائية المطبقة لتحليل البيانات، مع تسليط الضوء على أهمية النتائج والمعايير المستخدمة لتحديد الأهمية الإحصائية. تؤكد الفقرة على الالتزام بالمعايير الأخلاقية وأي ضوابط تم تنفيذها لتقليل التحيز، مما يعزز نزاهة نتائج البحث. بشكل عام، تعمل هذه الفقرة كدليل شامل لتكرار الدراسة وفهم سياق النتائج.
نتائج
تقدم فقرة “النتائج” في ورقة البحث النتائج الرئيسية المستمدة من التجارب أو التحليلات التي تم إجراؤها. توضح نتائج التحقيقات، مع تسليط الضوء على نقاط البيانات والاتجاهات الملحوظة. عادةً ما يتم توضيح النتائج من خلال جداول، أو رسوم بيانية، أو أشكال، مما يوفر تمثيلًا بصريًا للبيانات ويسهل المقارنة عبر ظروف أو متغيرات مختلفة.
بالإضافة إلى ذلك، قد تتضمن الفقرة تحليلات إحصائية تتحقق من النتائج، مثل قيم p أو فترات الثقة، لضمان أن النتائج قوية وموثوقة. غالبًا ما يتم مناقشة تداعيات هذه النتائج فيما يتعلق بالافتراضات المطروحة في بداية الدراسة، مما يوفر أساسًا لمزيد من المناقشة في الأقسام اللاحقة من الورقة. بشكل عام، تساهم النتائج في الفهم الأوسع لموضوع البحث وقد تقترح اتجاهات للاستفسار المستقبلي.
مناقشة
تشير نتائج البحث إلى أن الإفراط في التعبير عن NOX5 يعطل بشكل كبير الوصلات البطانية (EJs) ويعزز التصاق خلايا المناعة وتسللها في كل من النماذج في المختبر وفي الجسم الحي. في خلايا بطانة الأوعية الدقيقة في الدماغ البشري (hCMEC/D3)، أدى الإفراط في التعبير عن NOX5 إلى انخفاض ملحوظ في مستويات بروتين ZO-1، وهو مكون رئيسي من الوصلات الضيقة، بينما زادت مستويات mRNA في البداية، مما يشير إلى آلية تعويضية. كان هذا الخلل مرتبطًا بزيادة النفاذية بين الخلايا، مما يشير إلى دور NOX5 في الفيزيولوجيا المرضية لتفكك الحاجز الدموي الدماغي (BBB) خلال الأحداث الإقفارية. في خلايا بطانة الوريد السري البشري (HUVECs)، لم يغير NOX5 فقط شكل الخلايا ولكن أيضًا زاد من تعبير ICAM-1، مما يعزز التصاق خلايا المناعة، خاصةً في ظل الظروف الالتهابية.
في نموذج فأري، ارتبط تعبير NOX5 بزيادة تسلل خلايا المناعة وتغير تعبير علامات الالتهاب المؤيدة في الدماغ، خاصة بعد السكتة الدماغية الإقفارية الناتجة عن FeCl₃. كشفت الدراسة عن استجابات محددة حسب الجنس، حيث أظهرت ذكور NOX5CRE تسللًا متزايدًا لخلايا المايلويد وزيادة في علامات التنشيط، بينما أظهرت الإناث حالة التهابية مميزة. تؤكد هذه النتائج على دور NOX5 في تعديل وظيفة الخلايا البطانية واستجابات المناعة، مما يشير إلى أن استهداف NOX5 قد يقدم إمكانيات علاجية في الحالات المرتبطة بتفكك الحاجز الدموي الدماغي والالتهاب.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.bbadis.2026.168188
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41672379
Publication Date: 2026-02-09
Author(s): Javier Marqués et al.
Primary Topic: Neuroinflammation and Neurodegeneration Mechanisms
Overview
The research investigates the role of NADPH oxidase 5 (NOX5) in disrupting endothelial junctions (EJs) and facilitating immune cell infiltration in the context of aging, neurodegenerative diseases, and ischemic stroke. The study employs both in vitro and in vivo models, including a brain microvascular endothelial cell line (hCMEC/D3), human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) infected with a NOX5 overexpressing adenovirus, and an endothelial NOX5 knock-in mouse. The findings demonstrate that NOX5 overexpression leads to dysregulation of EJs and increased permeability in endothelial cells, as well as promoting cytoskeletal remodeling and enhancing inflammatory cell adhesion and infiltration.
In a murine model of ischemic stroke induced by FeCl₃, it was observed that mice expressing endothelial NOX5 exhibited heightened immune cell infiltration in the brain, particularly in the non-infarcted (contralateral) hemisphere, alongside elevated inflammatory markers in the infarcted (ipsilateral) hemisphere. These results indicate that NOX5 plays a critical role in the dysregulation of EJs and cytoskeletal alterations in endothelial cells, contributing to increased immune cell infiltration during proinflammatory conditions such as ischemic stroke.
Introduction
The introduction discusses the critical role of blood-brain barrier (BBB) disruption in exacerbating outcomes following acute ischemic stroke. It highlights that severe BBB disruption correlates with increased mortality rates in patients undergoing endovascular treatment. The alteration of the BBB leads to enhanced permeability, allowing proinflammatory immune cells, such as neutrophils and monocytes, to infiltrate the brain, which is detrimental to stroke recovery. Under normal conditions, healthy endothelial cells restrict immune cell migration by producing anti-inflammatory molecules, but this regulation is compromised during inflammatory states.
The section further elaborates on the role of NADPH oxidase 5 (NOX5), an enzyme that produces reactive oxygen species (ROS) and contributes to endothelial dysfunction and inflammation. NOX5 is physiologically expressed in endothelial cells and is upregulated in response to various vascular stimuli. Previous studies by the authors have shown that endothelial NOX5 dysregulates tight junctions, increasing BBB permeability and leading to cognitive deficits in aged mice. Additionally, a recent study using a NOX5 knock-in mouse model demonstrated that ischemic stroke followed by reperfusion resulted in larger infarct sizes and poorer functional outcomes. The authors hypothesize that NOX5 facilitates immune cell infiltration into the brain by disrupting tight junctions and endothelial junctions, thereby contributing to increased inflammation during ischemic stroke.
Methods
The “Materials and Methods” section outlines the experimental design and procedures employed in the study. It details the specific materials used, including any reagents, equipment, and biological samples, as well as their sources. The methodology encompasses the experimental setup, including the protocols for data collection and analysis, ensuring reproducibility and reliability of the results.
Additionally, statistical methods applied to analyze the data are described, highlighting the significance of findings and the criteria for determining statistical relevance. The section emphasizes adherence to ethical standards and any controls implemented to mitigate bias, thereby reinforcing the integrity of the research outcomes. Overall, this section serves as a comprehensive guide for replicating the study and understanding the context of the findings.
Results
The “Results” section of the research paper presents the key findings derived from the conducted experiments or analyses. It details the outcomes of the investigations, highlighting significant data points and trends observed. The results are typically illustrated through tables, graphs, or figures, which provide a visual representation of the data and facilitate comparison across different conditions or variables.
Additionally, the section may include statistical analyses that validate the findings, such as p-values or confidence intervals, ensuring that the results are robust and reliable. The implications of these findings are often discussed in relation to the hypotheses posed at the outset of the study, providing a foundation for further discussion in subsequent sections of the paper. Overall, the results contribute to the broader understanding of the research topic and may suggest directions for future inquiry.
Discussion
The research findings indicate that NOX5 overexpression significantly disrupts endothelial junctions (EJs) and enhances immune cell adhesion and infiltration in both in vitro and in vivo models. In human brain microvascular endothelial cells (hCMEC/D3), NOX5 overexpression led to a marked decrease in ZO-1 protein levels, a key component of tight junctions, while mRNA levels initially increased, suggesting a compensatory mechanism. This dysregulation was associated with increased paracellular permeability, implicating NOX5 in the pathophysiology of blood-brain barrier (BBB) disruption during ischemic events. In human umbilical vein endothelial cells (HUVECs), NOX5 not only altered cell morphology but also enhanced the expression of ICAM-1, promoting immune cell adhesion, particularly under inflammatory conditions.
In a murine model, NOX5 expression was linked to increased immune cell infiltration and altered expression of proinflammatory markers in the brain, particularly following ischemic stroke induced by FeCl₃. The study revealed sex-specific responses, with NOX5CRE males exhibiting heightened infiltration of myeloid cells and increased activation markers, while females showed a distinct proinflammatory state. These findings underscore the role of NOX5 in modulating endothelial function and immune responses, suggesting that targeting NOX5 may offer therapeutic potential in conditions associated with BBB disruption and inflammation.