Stroke：缺血性中风再灌注后的空间转录组学和蛋白质组学分析

缺血性中风是全球范围内导致死亡和长期残疾的主要原因之一。尽管血管再通治疗（如溶栓或取栓）在恢复血流方面取得了显著成功，但超过一半的患者仍经历“无效再灌注”（futile reperfusion），即在成功再通后，患者依然面临死亡和残疾的高风险。这种现象的原因尚不明确，可能与再灌注后脑血管的病理生理变化有关。为了更全面地理解这一现象，本研究旨在探讨缺血性中风再灌注后脑血管的分子和细胞变化，特别是微血管系统的基因表达谱变化及其对脑水肿和循环衰竭的影响。

本研究以13至14周龄的C57BL/6JRj雄性小鼠（n=5）为实验对象，通过短暂性大脑中动脉闭塞（60分钟）诱导缺血性中风模型，随后进行再灌注。通过Nissl染色验证梗死面积。研究采用空间转录组学技术，结合批量蛋白质组学分析，重点研究了梗死周围皮质区域的基因表达变化，并通过免疫组织化学半定量分析验证了目标蛋白的表达。为了减少个体生物学差异，梗死周围皮质区域的变化均以对侧半球相应区域为对照进行相对表达分析。

研究发现，缺血性中风再灌注后，血脑屏障（BBB）的完整性受到显著破坏，主要表现为紧密连接蛋白Cldn5（claudin-5）的下调、肌动蛋白细胞骨架黏附的改变以及促炎因子Il-6（interleukin-6）的高表达。此外，与细胞外Ca2+内流和细胞内Ca2+释放相关的分子（如Cacna1e、Orai2、Ryr3、Itpr1和Itpka）表达显著降低。这些变化可能导致血管平滑肌细胞功能异常，进而影响血管张力。

研究还发现，Grm5（谷氨酸受体5）的表达降低与Nfatc3和Stat3的上调相关，提示血管收缩表型受到抑制。这种变化可能导致中风后血管阻力降低，进一步加剧脑血流调节障碍。完整的空间转录组学图谱已在线发布，为研究者提供了进一步探索的工具。

本研究的发现对临床实践具有重要意义。首先，研究揭示了缺血性中风再灌注后血脑屏障破坏和血管张力丧失的关键分子机制，为开发针对这些病理过程的治疗策略提供了潜在靶点。例如，通过抑制Il-6的促炎作用或增强Cldn5的表达，可能有助于保护血脑屏障的完整性。其次，研究提示Ca2+信号通路在血管张力调节中的重要作用，为开发针对血管平滑肌细胞功能的治疗提供了新思路。

总之，本研究通过空间转录组学和蛋白质组学技术，揭示了缺血性中风再灌注后血脑屏障破坏和血管张力丧失的分子机制。这些发现为理解无效再灌注现象提供了新的视角，并为开发针对缺血-再灌注损伤的治疗策略奠定了理论基础。未来的研究可以进一步验证这些分子靶点的临床价值，并探索其在个体化治疗中的应用潜力。

参考文献：

Hansen LMB, Dam VS, Guldbrandsen HØ, et al. Spatial Transcriptomics and Proteomics Profiling After Ischemic Stroke Reperfusion: Insights Into Vascular Alterations. Stroke. 2025 Mar 7. doi: 10.1161/STROKEAHA.124.048085.