Neuron｜中風(fēng)抗炎治療新靶點！陸軍軍醫(yī)大學(xué)揭示中風(fēng)后星形膠質(zhì)細胞-小膠質(zhì)細胞相互作用加劇腦損傷

中風(fēng)作為一種高發(fā)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)缺血性損傷，其修復(fù)過程始終是神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的研究焦點。星形膠質(zhì)細胞作為大腦中含量豐富的膠質(zhì)細胞，并非均一群體，而是具有顯著異質(zhì)性，不同亞群的功能分工尚不明確；其與大腦固有免疫細胞 —— 小膠質(zhì)細胞的相互作用機制，尤其是如何調(diào)控小膠質(zhì)細胞的招募與激活，仍是亟待破解的核心問題。此前研究雖發(fā)現(xiàn)補體成分 C3 可能參與星形膠質(zhì)細胞與小膠質(zhì)細胞的對話，但邊界星形膠質(zhì)細胞中驅(qū)動這一過程的關(guān)鍵分子及其下游信號通路仍未被闡明。

針對這一研究空白，陸軍軍醫(yī)大學(xué)楊清武團隊發(fā)表題為《BST2 expression at astrocyte borders promotes microglial recruitment via the C3/C3aR signaling》的文章，相關(guān)成果于2026年1月7日發(fā)表在在《Neuron》雜志。借助單細胞測序、空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)等前沿技術(shù)，聚焦中風(fēng)后損傷邊界的星形膠質(zhì)細胞亞群，發(fā)現(xiàn)了一類高表達干擾素誘導(dǎo)蛋白 BST2 的特異性星形膠質(zhì)細胞。該研究不僅揭示了 BST2 通過 PKCβII-NF-κB 通路調(diào)控 C3 表達，進而經(jīng)由 C3/C3aR 信號招募小膠質(zhì)細胞的分子機制，更證實了靶向 BST2 可改善中風(fēng)后早期神經(jīng)功能缺損。這一發(fā)現(xiàn)不僅填補了邊界星形膠質(zhì)細胞異質(zhì)性與膠質(zhì)細胞間相互作用機制的研究空白，更為中風(fēng)的早期干預(yù)提供了全新的治療靶點。

scRNA-seq 鑒定中風(fēng)后高表達 BST2 的星形膠質(zhì)細胞亞群 As2

研究團隊通過MCAO小鼠模型對中風(fēng)后 1、3、5、7 天的梗死周圍組織進行 scRNA-seq，成功構(gòu)建了包含 13 種細胞集群的轉(zhuǎn)錄組圖譜，其中星形膠質(zhì)細胞被分為 6 個亞群（As0-As5）。通過hdWGCNA 分析鑒定出 6 個功能模塊，其中 M1 模塊與小膠質(zhì)細胞激活通路高度富集，而 As2 亞群是 M1 模塊的主要表達者，且通過 CellChat 分析證實其與小膠質(zhì)細胞的相互作用最強。交叉分析 M1 模塊和 As2 亞群的富集基因，獲得 131 個共表達基因，PPI 網(wǎng)絡(luò)顯示 Bst2 是核心樞紐基因。UMAP 可視化和小提琴圖驗證了 Bst2 主要在 As2 亞群中高表達，且該亞群在中風(fēng)后比例顯著升高，提示其可能在損傷修復(fù)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

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BST2 陽性星形膠質(zhì)細胞的時空表達特征與調(diào)控因素

GO 富集分析顯示 As2 亞群富含干擾素反應(yīng)相關(guān)基因，與已報道的 IRRAs 基因特征高度重疊，且同時表達 DAA、RA、EAE 星形膠質(zhì)細胞的標(biāo)志基因。外部 scRNA-seq 數(shù)據(jù)集驗證了 Bst2 高表達的星形膠質(zhì)細胞亞群（ex-As3）同樣具有 IRRAs 特征。原代星形膠質(zhì)細胞實驗表明，I 型干擾素（IFN-β）對 BST2 的誘導(dǎo)作用強于 II 型干擾素（IFN-γ），TNF-α 與 IFN-β 聯(lián)合刺激可進一步增強表達，而 Ifnar1-/- 小鼠中 BST2 陽性星形膠質(zhì)細胞比例顯著降低，證實 I 型干擾素信號是 BST2 表達的關(guān)鍵調(diào)控因素。空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)和免疫熒光顯示，BST2 陽性星形膠質(zhì)細胞主要定位于損傷邊界，呈空間梯度分布（0-400μm 區(qū)域富集），其數(shù)量在中風(fēng)后 5 天開始增加并持續(xù)至 14 天。在中風(fēng)患者、TBI 模型和 5xFAD 模型中，均檢測到損傷邊界或 Aβ 斑塊周圍的 BST2 陽性星形膠質(zhì)細胞，提示其在中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷中的保守性。

BST2 陽性星形膠質(zhì)細胞通過 C3/C3aR 信號招募小膠質(zhì)細胞

免疫熒光結(jié)果顯示，IBA1 + 小膠質(zhì)細胞在 BST2+SOX9 + 星形膠質(zhì)細胞附近高度聚集，在損傷邊界 0-200μm 區(qū)域（m1）密度最高（800/mm2），隨距離增加逐漸降低，形成空間梯度。小膠質(zhì)細胞的激活形態(tài)（分支增多）和時間動態(tài)（5 天開始增加）與 BST2 陽性星形膠質(zhì)細胞的表達特征高度一致，Pearson 分析證實兩者數(shù)量呈顯著正相關(guān)（R=0.7668，P<0.0001）。CellPhoneDB 分析預(yù)測 C3-C3aR 是 As2 星形膠質(zhì)細胞與小膠質(zhì)細胞之間最強的相互作用通路，空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)顯示 C3 與 Bst2 共定位于損傷邊界，C3aR 則在 C3 陽性區(qū)域周圍富集。免疫熒光驗證了 BST2 與 C3 在星形膠質(zhì)細胞中的共定位，且兩者表達隨中風(fēng)進程逐漸升高。在人類中風(fēng)腦組織中，BST2+C3+GFAP + 星形膠質(zhì)細胞和 C3aR+IBA1 + 小膠質(zhì)細胞的比例顯著高于對照組，進一步證實 C3-C3aR 通路在病理狀態(tài)下的功能相關(guān)性。

星形膠質(zhì)細胞特異性敲除 BST2 改善中風(fēng)后早期損傷

接下來，作者通過特異性敲低星形膠質(zhì)細胞Bst2（Bst2cKO），與野生型（Bst2flox/flox）小鼠相比，Bst2cKO 小鼠中風(fēng)后 7 天的損傷邊界小膠質(zhì)細胞密度顯著降低，尤其是 0-200μm 區(qū)域（Z1），增殖型（KI67+）和激活型（CD68+、MAC2+、LAMP1+）小膠質(zhì)細胞比例減少，小膠質(zhì)細胞形態(tài)更接近靜息狀態(tài)（分支復(fù)雜度增加）。敲除 BST2 還顯著降低了損傷邊界的 C3 表達和 C3aR + 小膠質(zhì)細胞密度，減少 NeuN + 神經(jīng)元的丟失和 TUNEL + 神經(jīng)元的凋亡。行為學(xué)測試（平衡木、轉(zhuǎn)棒、足失誤實驗）顯示，Bst2cKO 小鼠在中風(fēng)后早期（5-7 天）的運動功能顯著改善，而星形膠質(zhì)細胞特異性過表達 BST2 則加劇小膠質(zhì)細胞激活、神經(jīng)元損傷和運動功能障礙。進一步實驗表明，在 Bst2cKO 小鼠中過表達 C3 可逆轉(zhuǎn)敲除帶來的保護作用，證實 C3 是 BST2 介導(dǎo)損傷的關(guān)鍵下游分子。

星形膠質(zhì)細胞Bst2敲除改變了中風(fēng)后星形膠質(zhì)細胞和小膠質(zhì)細胞的表達譜

對 Bst2flox/flox 和 Bst2cKO 小鼠中風(fēng)后 7 天的損傷邊界組織進行 scRNA-seq，鑒定出 10 個細胞集群，其中星形膠質(zhì)細胞分為 7 個亞群（sc0-sc6），sc6 亞群與之前的 As2 亞群高度相似，高表達 Bst2。DEG 分析顯示，Bst2cKO 小鼠的 sc6 亞群中，IκB 激酶 / NF-κB 信號、I 型干擾素產(chǎn)生等免疫相關(guān)通路顯著下調(diào)，而突觸翻譯、氧化磷酸化等代謝和突觸相關(guān)通路顯著上調(diào)。小膠質(zhì)細胞被分為 10 個亞群，其中 sc8 亞群呈現(xiàn) DAM 樣表型（高表達 DAM 標(biāo)志基因，低表達穩(wěn)態(tài)標(biāo)志基因）。敲除 BST2 后，sc8 亞群的比例顯著降低，DEG 分析顯示其氧化應(yīng)激、單核細胞遷移、凋亡等通路下調(diào)，神經(jīng)毒性基因（C1qa、Clec7a）和脂質(zhì)代謝基因（Plin2）表達降低，穩(wěn)態(tài)基因（P2ry12、Tmem119）表達升高，表明 BST2 是維持小膠質(zhì)細胞神經(jīng)毒性表型的關(guān)鍵分子。

BST2通過 PKCβII-NF-κB-C3 通路調(diào)控小膠質(zhì)細胞激活

通過原代星形膠質(zhì)細胞培養(yǎng)實驗結(jié)果顯示，BST2 敲除（CKO）顯著降低 TNF-α+IFN-β 誘導(dǎo)的 C3 表達和分泌，而 BST2 過表達（OE）則顯著增強，ELISA 驗證了培養(yǎng)基中 C3 水平的相應(yīng)變化。星形膠質(zhì)細胞與小膠質(zhì)細胞共培養(yǎng)實驗表明，TNF-α+IFN-β 刺激的 OE 組星形膠質(zhì)細胞可顯著激活小膠質(zhì)細胞（CD68+IBA1 + 比例升高），而 CKO 組激活作用減弱，C3aRA 處理或使用 C3ar1 敲除小膠質(zhì)細胞可阻斷這一激活效應(yīng)。機制上，Co-IP證實 BST2 與 PKCβII 直接相互作用，BST2 敲除降低 PKCβII 磷酸化水平，過表達則升高；NF-κB 熒光素酶報告基因顯示 BST2 過表達增強 NF-κB 活性，PKCβII 抑制劑（ruboxistaurin）可劑量依賴性抑制該活性。Western blot 顯示，BST2 敲除減少 IκBα 和 P65 的磷酸化，抑制 NF-κB 通路激活，進而下調(diào) C3 表達，證實 BST2-PKCβII-NF-κB-C3 是調(diào)控小膠質(zhì)細胞激活的核心通路。

探討抗CD317單克隆抗體治療緩解卒中后小鼠早期運動功能障礙的潛力

體外實驗顯示，抗 CD317 抗體可顯著抑制 TNF-α+IFN-β 誘導(dǎo)的星形膠質(zhì)細胞 PKCβII 和 P65 磷酸化，降低 C3 表達及其裂解產(chǎn)物（iC3b、C3c）水平。體內(nèi)實驗中，中風(fēng)后給予抗體治療（2.5mg/kg，i.p.），可顯著減少損傷邊界的小膠質(zhì)細胞密度，增加 NeuN陽性神經(jīng)元數(shù)量，雖未改變梗死體積，但顯著降低神經(jīng)功能缺損評分，改善平衡木、轉(zhuǎn)棒和足失誤實驗中的運動表現(xiàn)，同時提高小鼠生存率（P=0.0411）。抗體治療還減少了激活型、神經(jīng)毒性和脂質(zhì)積累型小膠質(zhì)細胞的比例，證實其通過靶向 BST2-PKCβII-NF-κB-C3 通路發(fā)揮神經(jīng)保護作用，且無明顯器官毒性，提示其臨床應(yīng)用潛力。

總結(jié)

本文首次明確 BST2 陽性星形膠質(zhì)細胞在中風(fēng)損傷邊界的關(guān)鍵作用，機制為：I 型干擾素誘導(dǎo)星形膠質(zhì)細胞高表達 BST2，BST2 與 PKCβII 結(jié)合并促進其磷酸化，激活 NF-κB 通路，上調(diào) C3 分泌，通過 C3/C3aR 信號招募并激活小膠質(zhì)細胞，加劇神經(jīng)元損傷和早期功能障礙；星形膠質(zhì)細胞特異性敲除 BST2 或使用抗 CD317 抗體可阻斷該通路，改善中風(fēng)預(yù)后。研究為中風(fēng)早期抗炎治療提供了新靶點，同時揭示了星形膠質(zhì)細胞 - 小膠質(zhì)細胞相互作用的新機制。

https://doi.org/10.1016/j.neuron.2025.09.038

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