Glia：我国学者发现水通道蛋白 4 激活促进脑出血后淋巴系统功能和血肿清除

脑出血（intracerebral hemorrhage，ICH） 是中风的一种常见亚型，血肿的代谢副产物，包括血红蛋白（hemoglobin，Hb）、血红素和铁，会导致脑水肿、血脑屏障（blood–brain barrier，BBB）破坏和神经元死亡。增强内源性脑清除率对于改善 ICH 预后至关重要。内源性脑清除系统包括穿过 BBB 的血管清除系统、吞噬细胞酶降解途径和脑淋巴引流系统，例如淋巴和脑膜淋巴系统。

淋巴系统由血管周围的星形胶质细胞过程形成，促进脑脊液（cerebrospinal fluid，CSF）进入实质，通过星形胶质细胞末端足上的水通道蛋白 4 （aquaporin 4，AQP4） 与间质液交换。血管周围的高 AQP4 表达（AQP4 极化）促进了大脑中 CSF 的流动。AQP4 的抑制或敲除会降低大脑的清除能力，强调其在代谢物和毒素清除中的关键作用。AQP4 介导的淋巴系统已被证明在阿尔茨海默病中 Aβ 和 Tau 蛋白的清除中起关键作用，但其在 ICH 后血肿清除中的作用尚未明确阐明。有必要进一步探索 AQP4 在 ICH 后血肿清除中的功能和机制。

近日，山西医科大学王改青团队在GLIA（IF=5.4）在线发表了题为“Aquaporin-4 activation facilitates glymphatic system function and hematoma clearance post-intracerebral hemorrhage”的研究，结果发现由 AQP4 促进的淋巴系统在脑出血后血肿清除中起着至关重要的作用。AQP4 的上调可改善淋巴系统功能，促进血肿清除，并促进脑组织恢复。

本研究通过一系列的实验，调查了淋巴系统对 ICH 后血肿清除和结果的贡献。通过药理学和遗传敲除方法，探索了 AQP4 干预对识别淋巴系统功能变化的影响，评估了野生型 C57 小鼠在正常和 ICH 条件下的淋巴清除功能，讨论了 AQP4 基因敲除对 ICH 小鼠淋巴清除的影响，并检查了 AQP4 激动剂米非司酮 （MFP） 和抑制剂 TGN-020 治疗后淋巴系统功能的变化ICH 模型中。结果如下：

图1.AQP4 对 ICH 后神经损伤、BBB 通透性、血红蛋白含量和脑水含量的影响

AQP4 对 ICH 后神经损伤、BBB 通透性、Hb 含量和脑水含量的影响：ICH 组 AQP4 上调。MFP 给药进一步增加了 AQP4 表达，而在 TGN-020 组中观察到显着降低，ICH 显着增加了 BBB 通透性 ，MFP 干预可以改善 ICH 后 BBB 破坏。ICH 组的 Hb 水平升高，MFP 治疗降低 Hb 水平，而 AQP4 基因敲除和 TGN-020  组Hb水平升高。脑积水含量趋势显示，ICH组含量增加。而AQP4 基因敲除 和 TGN-020介导的 AQP4 抑制降低了脑积水含量，MFP治疗则增加了脑水含量。

神经元形态改变和含铁血黄素的积累：ICH 组表现为部分 Nissl 小体溶解，染色较浅，神经元结构较松散。AQP4 ^−/- 和 TGN-020 组表现出更明显的损伤。MFP 干预后部分神经元损伤得到改善 ICH 后 7 天的铁染色显示含铁血黄素沉积增加，并且 AQP4 ^{- /-} 和 TGN-020 组显著高于 ICH 组，MFP 处理减少了铁沉积。

图2.通过荧光示踪方法研究 AQP4 对 ICH 后血肿清除的影响

图3.通过 MRI 扫描研究 AQP4 在 ICH 后血肿清除中的作用

在使用荧光示踪剂和 MRI 造影剂评估淋巴系统的实验中，ICH 组表现出明显大于 Sham 组的荧光示踪剂/造影剂区域。WB 分析显示 CH 后 AQP4 蛋白水平增加，表明淋巴系统内的清除功能增强。3 天和 7 天的荧光示踪显示血肿面积的组间差异，这与颈部淋巴结荧光呈负相关，与神经功能缺损评分呈正相关。这些结果表明淋巴系统清除功能与血肿消退之间存在直接相关性。更快的清除对应于血肿大小的减小和神经系统结局的改善。在使用 AQP4 抑制剂和 AQP4 ^−/− 小鼠的 ICH 模型中，AQP4 表达降低导致血肿面积和体积增大，神经功能缺损加剧，并阻碍血肿清除。MFP 给药上调了 AQP4 表达，增强了淋巴系统功能，并促进了血肿的清除。该实验验证强调了 AQP4 在血肿清除中的关键调节作用。

在免疫荧光实验中，除对照组外，所有组均表现出血肿周围血管周围星形胶质细胞增加，伴有 AQP4 表达和极化升高。AQP4 和 CD31 的共定位分析表明，AQP4 激动剂 MFP 促进极化，而 AQP4 抑制剂则具有相反的作用。

该研究首次对 ICH 小鼠模型中的淋巴系统功能变化进行了全面分析。脑出血后 AQP4 表达和极化均上调，包括 AQP4 抑制和基因敲除在内的药物干预显着影响脑出血后血肿清除，这表明 AQP4 是治疗脑出血的潜在治疗靶点。AQP4 的上调改善了淋巴系统功能，从而促进了血肿的清除，并降低了 BBB 通透性、神经元死亡率和铁沉积。AQP4 过表达导致脑出血后神经功能的改善和受损脑组织结构的恢复。因此，需要将淋巴系统整合到更广泛的大脑清除网络中进行研究。此外，AQP4 与脑水肿之间错综复杂的相互作用也引起了人们的兴趣，并代表了未来的研究方向。

原始出处：

Aquaporin-4 activation facilitates glymphatic system function and hematoma clearance post-intracerebral hemorrhage. Glia. 2025 Feb;73(2):368-380. doi: 10.1002/glia.24639. Epub 2024 Nov 12. PMID: 39530196; PMCID: PMC11662979.