缺血性腦卒中作為全球緻殘和緻死的主要病因之一，其幸存者常面臨複發、長期後遺症和認知功能障礙等問題，給社會和經濟帶來了巨大負擔。免疫反應在中風的病理生理過程中起着關鍵作用。中風後，損傷相關分子模式（DAMPs）的釋放會觸發局部和全身的免疫反應。腦内固有的小膠質細胞在中風後幾分鐘内感知并響應損傷，而外源性骨髓來源的免疫細胞，尤其是中性粒細胞和單核/巨噬細胞，會在中風後數小時至數天内浸潤腦損傷區域。然而，卒中急性期腦内免疫細胞的動态變化、基因表達特征及其來源尚未完全闡明。

2025年2月11日，華中科技大學同濟醫學院88858cc永利官网藥理學系李明鋒教授團隊與首都醫科大學附屬北京天壇醫院王伊龍教授團隊合作在Advanced Science上在線發表題為“Single-Cell Transcriptomes of Immune Cells from Multiple Compartments Redefine the Ontology of Myeloid Subtypes Post-Stroke”的研究論文。該研究通過對多組織部位進行單細胞轉錄組分析，系統性地描繪了缺血性中風後，腦内髓系細胞和腦駐留免疫細胞的動态變化及其基因表達特征，揭示了顱骨骨髓來源的免疫細胞在中風後炎症反應中的關鍵作用。

研究團隊利用假手術（Sham）組及小鼠永久性大腦中動脈閉塞（p-MCAO）模型，分析了中風後24小時（急性期）大腦、顱骨骨髓（CBM）、股骨骨髓（FBM）和外周血單核細胞（PBMCs）中細胞的單細胞轉錄組數據。通過對大腦樣本進行CD45+細胞篩選，研究團隊重點關注了免疫細胞在中風後的動态變化及其來源，成功鑒定了16種不同的免疫細胞類型，并發現這些細胞在中風後表現出顯著的變化。特别是，腦内的小膠質細胞的相對比例在卒中後下降，而中性粒細胞的比例則大幅上升，同時單核細胞/巨噬細胞的比例适度增加。這些發現與之前的報道一緻，即中性粒細胞和單核/巨噬細胞是最早浸潤缺血性大腦的免疫細胞之一，同時其基因表達在中風後呈現顯著異質性。

研究表明，中風後，來自顱骨骨髓的髓系細胞通過特定分子途徑遷移至大腦并參與免疫反應。該研究首次發現在卒中急性期，腦内存在高表達Cd14基因的中性粒細胞亞型Neut_Cd14，其比例在腦組織中顯著高于外周血、顱骨或股骨骨髓，且在流式細胞術和q-PCR中得到了驗證。轉錄組分析顯示，Neut_Cd14亞型的轉錄特征與CBM中的中性粒細胞高度相似。進一步研究揭示，在中風過程中，中性粒細胞内轉錄因子的調節網絡呈順序激活狀态，其中多個轉錄因子在Neut_Cd14亞群中特異性表達。

利用拟時序分析顯示，在假手術狀态下，顱骨骨髓和股骨骨髓中的中性粒細胞發育軌迹相似，而在p-MCAO模型中，顱骨骨髓與顱骨骨髓來源的分化平衡被打破，顱骨骨髓中的中性粒細胞更早地開始遷移和分化，提示它們在卒中後中性粒細胞的成熟分化模式有所不同，進一步提示了顱骨骨髓來源的中性粒細胞在卒中後的異質性。研究團隊通過回顧Xu等人的轉錄組數據發現，中風發生1小時内，受影響的患側顱骨區域出現了表達Neut_Cd14相關基因和轉錄因子的細胞，而在對側顱骨未見此現象，支持了顱骨可能作為這些細胞的來源。而通過進一步重繪Kolabas的數據集發現，Neut_Cd14亞群與其定義的成熟中性粒細胞亞群在腦膜區域部分重疊，提示Neut_Cd14亞群可能通過腦膜從CBM遷移至大腦實質。

研究還揭示了單核/巨噬細胞在中風後的分化路徑。研究發現，疾病炎性巨噬細胞（DIMs）最先來源于顱骨骨髓中的單核細胞，而中樞神經系統相關巨噬細胞（CAMs）則可能來源于胚胎前體細胞。而DIMs在中風後的腦組織中高度表達促炎性基因，可能在急性炎症反應中發揮重要作用。此外研究團隊還鑒定了中風後腦内小膠質細胞的多種亞型，并發現疾病相關小膠質細胞（DAM）在中風後表現出與阿爾茨海默病中類似的“胎兒樣重編程”特征。這些細胞可能在中風後的神經保護和修複過程中發揮關鍵作用。

為了進一步分析卒中特異性免疫細胞亞群（DIMs、DAMs和Neut_Cd14）的時空分布變化，研究團隊通過整合Zucha等人、Han等人先前發表的空間轉錄組學數據及功能分析顯示，DIMs在中風後的第3天主要聚集于損傷邊緣區，提示其參與初期的損傷及修複反應；DAMs在中風後第3天和第7天呈現較高豐度，可能在慢性期的組織修複和膠質反應中發揮作用；Neut_Cd14細胞則在中風後的急性期（24小時内）迅速進入梗死核心區，并在随後的時間迅速減少，提示其在急性免疫反應中的關鍵作用。它們的協同作用在中風後的免疫反應、炎症反應和組織修複過程中具有重要意義。

該研究系統性地揭示了卒中急性期腦内免疫細胞的分子圖譜，明确了不同免疫細胞亞型的來源、分化路徑及其功能。對這一過程的理解将有助于為缺血性腦損傷後的有效治療提供新的理解。

首都醫科大學附屬北京天壇醫院王伊龍教授和華中科技大學同濟醫學院88858cc永利官网藥理學系李明鋒教授為論文共同通訊作者，北京天壇醫院楊沫醫生，華中科技大學同濟醫學院88858cc永利官网藥理學系碩士研究生李毅翔，北京天壇醫院史凱斌教授為論文的共同第一作者，神經科學研究所馬少捷研究員和北京天壇醫院施福東教授為本工作提供了重要支持。該研究獲得國家傑出青年科學基金、國家重點研發計劃、國家自然科學基金等項目的資助。

原文鍊接：https://doi.org/10.1002/advs.202408722