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细菌性脑膜炎是严重的中枢神经系统(Central nervous system,CNS)感染性疾病之一,有着非常高的致死率和致残率,并伴随有严重的神经系统后遗症。而血脑屏障(Blood Brain Barrier,BBB)作为CNS最重要的屏障之一,是阻止病原菌入侵的关键因素。尽管抗菌治疗有所进步,但细菌性脑膜炎依然被认为是危害人类健康和畜牧业发展的重要感染性疾病之一。肠外致病性大肠杆菌(Extraintestinal pathogenic Escherichia coli,Ex PEC)是一种不同于肠内致病性大肠杆菌(Escherichia coli,E.coli)的致病性E.coli,可导致CNS感染诱导严重的神经炎症并且破坏血脑屏障的完整性。尽管已经有大量细菌性脑膜炎的研究报道,但是致脑膜炎病原菌破坏血脑屏障通透性的分子机制仍然不清楚。在前期工作中,我们通过转录组测序发现致脑膜炎E.coli感染人脑微血管内皮细胞(Human Brain Microvascular Endothelial Cells,h BMECs)后,血管生成素样4(Angiopoietin-like Protein 4,ANGPTL4)表达量显著上调。在本研究中,我们发现致脑膜炎E.coli感染宿主可以显著上调ANGPTL4蛋白的表达。同时我们用ECIS实时监测阻值变化实验发现,人源重组ANGPTL4蛋白作用于h BMECs细胞显著下调单层细胞的跨内皮细胞电阻值,鼠源重组ANGPTL4蛋白刺激小鼠可以剂量依赖性的增加小鼠血脑屏障的通透性。但是,通过western blot和实时定量PCR以及MSD炎症因子芯片检测,我们发现ANGPTL4蛋白破坏血脑屏障完整性的过程并不依赖于下调ZO-1、Occludin以及Claudin-5等紧密连接蛋白,也不依赖于上调IL-1β、TNFα以及IL-6等炎性因子的表达,而是通过激活ARHGAP5/Rho A/MYL5信号通路来诱导h BMECs细胞骨架重排介导血脑屏障通透性的增加。总体而言,我们研究发现E.coli PCN033上调ANGPLT4以促进脑微血管内皮细胞(h BMECs)的通透性,从而破坏血脑屏障。本实验结果表明,在大肠杆菌PCN033感染h BMECs模型中,(1)PCN033可以增加ANGPTL4的表达,(2)ANGPTL4损伤BBB,且是通过PPARβ/δ和PPARγ信号通路损伤BBB,(3)MYL5可能作为ANGPTL4的靶基因增加h BMECs的通透性。(4)ANGPTL4通过ARHGAP5/Rho A/MYL5途径诱导BBB的破坏。本研究首次提出了内皮细胞来源的分泌蛋白ANGPTL4可以通过调控h BMECs细胞形态介导血脑屏障完整性破坏这一机制,为后续发现细菌性脑膜炎新的致病机制奠定了坚实的基础,为临床上细菌性脑膜炎的预防和治疗提供了新的分子靶标。