脑缺血再灌注损伤中NLRX1介导的小胶质细胞对NETs吞噬功能受损的研究报告
本研究由广州医科大学附属第二医院神经内科与神经科学研究所的Jialing Peng（第一作者）、Yuxin Huang、Tengjing He、Yang Zhan（通讯作者）及Jun Liu（通讯作者）团队完成，发表于2025年《Cell Death & Differentiation》期刊（DOI: 10.1038/s41418-025-01526-3）。研究聚焦于缺血性卒中后中性粒细胞胞外诱捕网（Neutrophil Extracellular Traps, NETs）的病理积累机制及其与小胶质细胞吞噬功能障碍的关系。
学术背景
缺血性卒中（Ischemic stroke）是全球致残和死亡的主要病因之一，再灌注治疗后的继发性炎症反应可加剧脑组织损伤。中性粒细胞浸润脑实质后通过释放NETs（含脱浓缩染色质、瓜氨酸化组蛋白及蛋白酶）发挥神经毒性。此前研究发现，短暂性大脑中动脉闭塞（tMCAO）大鼠模型的梗死核心区存在NETs异常积累，但机制不明。小胶质细胞（Microglia）作为中枢神经系统（CNS）的常驻免疫细胞，其吞噬功能对卒中后脑稳态恢复至关重要。本研究旨在揭示NLRX1（一种核苷酸结合寡聚化结构域样受体）如何通过调控溶酶体功能影响小胶质细胞对NETs的清除能力。
研究流程与实验设计
动物模型构建
- 采用tMCAO大鼠模型（n=3/组），通过插入单丝线阻断大脑中动脉血流90分钟后恢复灌注。排除无神经功能缺损或皮质梗死的个体。
- 实验分组：假手术组、tMCAO组、tMCAO+Pad4抑制剂（Cl-amidine）组、tMCAO+CSF1R抑制剂（GW2580）组、tMCAO+mTORC1抑制剂（Torin1）组。
NETs积累与神经元损伤验证
- 免疫荧光染色：检测梗死核心区瓜氨酸化组蛋白3（CitH3+）和髓过氧化物酶（MPO+）标记的NETs，发现其在tMCAO后1天显著积累并持续至7天。
- TUNEL与Fluoro-Jade C染色：证实NETs积累导致梗死核心区神经元凋亡和退化，Cl-amidine抑制NETs形成后可减轻损伤。
小胶质细胞功能分析
- 3D形态学重建与Sholl分析：发现梗死核心区小胶质细胞突触减少、分支断裂，吞噬NETs能力显著下降。GW2580抑制小胶质细胞功能后，NETs积累加剧。
- 共培养实验：分离大鼠中性粒细胞，经PMA诱导形成NETs后与GFP标记的BV2小胶质细胞系共培养。结果显示，氧糖剥夺/复氧（OGD/R）条件下BV2细胞吞噬NETs的能力受损，NLRX1基因沉默可恢复吞噬功能。
分子机制探究
- Western blot与免疫荧光：发现OGD/R后NLRX1表达上调，促进溶酶体膜蛋白Galectin-3表达，通过mTOR/TFEB信号通路抑制溶酶体生成（LAMP1↓）及蛋白酶（Cathepsin B/D）活性。
- 抑制剂干预：Galectin-3抑制剂GB1107或mTORC1抑制剂Torin1可逆转溶酶体功能障碍，恢复小胶质细胞吞噬能力。
主要结果
- NETs的时空分布：CitH3+中性粒细胞在tMCAO后1天集中于梗死核心，伴随神经元退化（FJC+细胞增加）。
- 小胶质细胞功能障碍：梗死核心区小胶质细胞形态异常（Ramification index↓），吞噬NETs效率降低。
- NLRX1-mTOR/TFEB轴：NLRX1上调→Galectin-3激活→mTOR磷酸化→TFEB核转位受阻→溶酶体功能缺陷→吞噬障碍。Torin1干预可改善上述表型，减少NETs积累及神经元损伤。
结论与价值
本研究首次揭示NLRX1通过Galectin-3/mTOR/TFEB通路介导小胶质细胞溶酶体功能障碍，导致NETs清除不足和卒中后神经损伤加剧。科学价值在于阐明了缺血再灌注损伤中免疫代谢调控的新机制；应用价值为靶向溶酶体功能修复（如mTOR抑制剂）提供了潜在治疗策略。
研究亮点
- 创新发现：首次将NLRX1与NETs清除障碍关联，提出“溶酶体-吞噬”调控轴。
- 方法学：结合3D显微成像、活细胞共培养及特异性抑制剂干预，多维度验证机制。
- 转化意义：为卒中后炎症调控提供了新靶点（NLRX1/Galectin-3）。
其他价值
研究还提示NLRX1的调控具有细胞类型特异性（如病毒免疫中通过MAVS/IKK通路），需进一步探索其在卒中其他病理环节的作用。数据可通过通讯作者合理获取。