这项研究由来自上海交通大学附属第六人民医院、上海交通大学生物医学工程学院以及上海交通大学医学院Med-X研究院的Tingting Chen、Rubing Shi等学者共同完成，论文发表于《Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism》2023年第43卷第4期。研究聚焦于缺血性脑卒中后小胶质细胞（microglia）来源的前颗粒蛋白（progranulin, PGRN）通过抑制铁死亡（ferroptosis）发挥神经保护作用的分子机制，为缺血性卒中的治疗提供了新靶点。
学术背景
缺血性脑卒中后的神经元死亡涉及多种机制，包括坏死、凋亡和近年发现的铁死亡。铁死亡是一种铁依赖性细胞死亡形式，由谷胱甘肽（GSH）耗竭或谷胱甘肽过氧化物酶4（GPX4）失活引发，导致脂质过氧化积累。虽然既往研究提示铁死亡在卒中中的作用，但PGRN（一种具有神经保护和抗炎特性的糖蛋白）是否通过调控铁死亡参与卒中修复尚不明确。本研究旨在探究：（1）缺血后小胶质细胞PGRN的时空表达特征；（2）PGRN是否通过抑制铁死亡减轻神经损伤；（3）其作用机制是否与溶酶体释放途径相关。
研究流程与方法
1. 动物模型与分组
- 对象：105只雄性ICR小鼠（6-8周龄），随机分为四组：假手术组、短暂大脑中动脉闭塞（tMCAO）模型+生理盐水组、tMCAO+氯喹（chloroquine, CHQ, 20 mg/kg）组、tMCAO+海藻糖（trehalose, Treh, 1 g/kg）组。CHQ和Treh为已知PGRN表达激动剂。
- 模型构建：通过硅胶涂层尼龙线阻塞大脑中动脉90分钟诱导缺血，激光多普勒监测血流确认模型成功（闭塞期血流降至基线10-20%，再灌注恢复≥70%）。
2. 行为学与组织学评估
- 神经功能评分：术后1/3/7/14天采用改良神经功能缺损评分（mNSS）和网格行走测试评估运动协调性。
- 梗死体积测量：术后3天通过甲酚紫染色（cresyl violet）量化梗死体积，14天评估脑萎缩情况。
3. 分子机制探究
- 蛋白与基因表达：Western blot和qPCR检测PGRN、GPX4、核因子E2相关因子2（NRF2）和胱氨酸转运体SLC7A11的表达。
- 氧化应激指标：检测丙二醛（MDA）、脂质活性氧（lipid ROS）和GSH含量。
- 细胞实验：原代培养小胶质细胞和神经元，通过氧糖剥夺（OGD）模拟缺血，使用溶酶体抑制剂Gly-Phe β-萘胺（GPN）阻断PGRN释放，ELISA检测培养基中PGRN浓度。
4. 创新方法
- 溶酶体-PGRN释放验证：首次结合免疫荧光共定位（PGRN与溶酶体标记物LAMP1/LAMP2）和GPN抑制实验，证明PGRN通过小胶质细胞溶酶体外泌发挥功能。
- 铁死亡特异性检测：联合Ferrostatin-1（铁死亡抑制剂）对照，明确PGRN的作用靶点为GPX4/GSH通路。
主要结果
PGRN时空表达特征：tMCAO后第3天，缺血周边区小胶质细胞（Iba1+/P2RY12+）的PGRN表达显著升高（Western blot折叠变化：3.2倍，p<0.01），而神经元（MAP2+）中PGRN下降。免疫荧光证实PGRN与溶酶体标志物共定位（Pearson系数0.78）。
PGRN上调的神经保护作用：CHQ/Treh处理组较对照组：
- 梗死体积减少42%（CHQ组15.3±2.1 mm³ vs 盐水组26.4±3.5 mm³，p<0.01）；
- 行为学改善（网格行走测试错误率下降58%，p<0.001）。
铁死亡抑制机制：
- CHQ/Treh组GPX4蛋白表达增加1.8倍（p<0.05），NRF2和SLC7A11 mRNA水平分别升高2.3倍和1.7倍；
- MDA和lipid ROS水平降低（p<0.01），GSH含量恢复至基线90%；
- 体外实验证实OGD神经元存活率提高35%（p<0.001），且该效应被GPN阻断。
溶酶体释放途径：ELISA显示CHQ处理的小胶质细胞培养基PGRN浓度升高至4.6 ng/mL（对照组1.2 ng/mL，p<0.001），GPN处理可逆转此效应。
结论与价值
本研究首次揭示： 1. 机制创新：小胶质细胞通过溶酶体释放PGRN，上调GPX4/GSH通路抑制神经元铁死亡。 2. 治疗意义：靶向PGRN的药物（如CHQ/Treh）可减轻缺血后神经损伤，为临床转化提供候选策略。 3. 理论突破：拓展了溶酶体-免疫调节-细胞死亡交叉调控的认知边界。
研究亮点
- 方法学：建立溶酶体-PGRN释放的动态检测体系，结合体内外多模型验证。
- 发现新颖性：首次将PGRN的神经保护作用与铁死亡抑制直接关联。
- 转化潜力：老药新用（CHQ为已上市抗疟药），缩短潜在治疗方案的开发周期。
其他价值
研究团队开发的改良tMCAO模型（硅胶涂层线栓+精确血流监控）提高了实验可重复性，相关手术细节可为同类研究提供技术参考。此外，发现的PGRN-NRF2-SLC7A11轴可能适用于其他神经退行性疾病的治疗探索。