腦卒中，俗稱中風(fēng)，具有發(fā)病率、致殘率、復(fù)發(fā)率和死亡率高的特性，是導(dǎo)致成年人死亡和長(zhǎng)期殘疾的主要原因之一，其中缺血性腦卒中占所有腦卒中類型60%以上。腦卒中后的長(zhǎng)期發(fā)病率還與繼發(fā)性合并癥和并發(fā)癥的高發(fā)有關(guān)，如認(rèn)知功能障礙、癡呆、腦卒中后抑郁、心功能障礙等。然而，中風(fēng)后長(zhǎng)期繼發(fā)性合并癥風(fēng)險(xiǎn)增加的確切原因目前尚不清楚。2024年8月，《Cell》雜志上發(fā)表了一篇題為“Innate immune memory after brain injury drives inflammatory cardiac dysfunction”的文章，在這項(xiàng)研究中，研究者發(fā)現(xiàn)急性腦缺血導(dǎo)致持久性先天免疫記憶，白細(xì)胞介素1β（IL-1β）通過表觀遺傳修飾誘導(dǎo)卒中后免疫，阻斷IL-1β或可預(yù)防心功能障礙。

通過對(duì)卒中小鼠中風(fēng)1個(gè)月后的血液和多個(gè)外周器官的CD45⁺CD11b⁺骨髓細(xì)胞進(jìn)行單細(xì)胞測(cè)序，研究者分析了哪些細(xì)胞與急性期腦損傷的炎癥后果有關(guān)。聚類分析結(jié)果顯示，將29124個(gè)髓系細(xì)胞繪圖，根據(jù)可變基因分析確定了20個(gè)獨(dú)立的聚類。在中風(fēng)后，單核/巨噬細(xì)胞群體中仍然有大量差異基因表達(dá)，而其他細(xì)胞群體，包括中性粒細(xì)胞或樹突狀細(xì)胞，差異基因表達(dá)較少。研究人員發(fā)現(xiàn)中風(fēng)1個(gè)月后心臟中表達(dá)Ly6C^high的單核細(xì)胞群體選擇性擴(kuò)增，這改變了單核細(xì)胞向心臟巨噬細(xì)胞的分化軌跡，這一細(xì)胞群體被稱為“卒中后單核/巨噬細(xì)胞”。這些結(jié)果表明中風(fēng)會(huì)慢性促進(jìn)循環(huán)Ly6C^high單核細(xì)胞向心臟聚集，這些單核細(xì)胞可能進(jìn)一步分化為組織內(nèi)巨噬細(xì)胞。（見圖1）

研究者發(fā)現(xiàn)中風(fēng)會(huì)導(dǎo)致小鼠慢性心臟舒張功能障礙，小鼠中風(fēng)后1個(gè)月檢測(cè)發(fā)現(xiàn)左室纖維化顯著增加，3個(gè)月后仍然增加。在人類卒中患者中，研究者觀察到腦卒中患者左室壁細(xì)胞外間質(zhì)（ECM）沉積明顯增加，中風(fēng)后心臟CCR2⁺單核細(xì)胞計(jì)數(shù)顯著增加。與小鼠的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致，人心臟巨噬細(xì)胞在中風(fēng)后也表達(dá)了更多的MMP9轉(zhuǎn)錄本。這些數(shù)據(jù)表明，在實(shí)驗(yàn)小鼠和腦卒中患者中都觀察到明顯的心臟纖維化和ECM重塑，這些與實(shí)驗(yàn)性腦卒中后舒張功能障礙相關(guān)。中風(fēng)后繼發(fā)性心臟病理的一個(gè)標(biāo)志是心臟單核/巨噬細(xì)胞數(shù)量增加，以及其促炎特征。（見圖2）

為了測(cè)試腦卒中后骨髓慢性變化的原因，研究者將腦卒中小鼠的骨髓細(xì)胞移植到普通小鼠中。移植1個(gè)月后，分離GFP⁺移植骨髓細(xì)胞進(jìn)行單細(xì)胞mRNA測(cè)序，證實(shí)所有分析動(dòng)物的骨髓再生成功，各組間骨髓再生潛力無差異。發(fā)現(xiàn)來自腦卒中小鼠的骨髓細(xì)胞和來自移植小鼠的骨髓細(xì)胞都具有促炎激活表型，說明骨髓細(xì)胞在腦卒中后獲得了一種獨(dú)特的促炎表型，這種表型可通過腦卒中移植傳播。通過對(duì)小鼠血液和心臟中分離的不同的髓系GFP⁺群體進(jìn)行偽時(shí)間分析，發(fā)現(xiàn)中風(fēng)后血液?jiǎn)魏思?xì)胞到心臟單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞的分化軌跡發(fā)生了改變，這種改變是由血源性Ly6C^high單核細(xì)胞驅(qū)動(dòng)。在移植小鼠的心臟巨噬細(xì)胞中，MMP9的表達(dá)顯著增加，特別是在GFP⁺心臟單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞中。與對(duì)照組小鼠相比，移植小鼠的心臟纖維化明顯增加。這些發(fā)現(xiàn)表明，髓系功能不僅在中風(fēng)后發(fā)生改變，還會(huì)驅(qū)動(dòng)繼發(fā)性心臟纖維化。（見圖3）

與對(duì)照小鼠相比，從中風(fēng)小鼠中分離的原代單核細(xì)胞和骨髓來源的巨噬細(xì)胞具有更高的吞噬活性，中風(fēng)小鼠的細(xì)胞也顯示出對(duì)細(xì)胞因子刺激的反應(yīng)增加，證實(shí)了中風(fēng)會(huì)引起小鼠的訓(xùn)練免疫發(fā)展的設(shè)想。根據(jù)研究者之前的數(shù)據(jù)，中風(fēng)小鼠血清IL-1β濃度在損傷后的第一個(gè)小時(shí)內(nèi)達(dá)到峰值，IL-1β介導(dǎo)的作用參與了表觀遺傳重編程。因此，研究者對(duì)轉(zhuǎn)座酶相關(guān)的染色質(zhì)進(jìn)行了單細(xì)胞測(cè)序（ATAC-seq）。從Lin^-CD45⁺CD11b⁺ 骨髓細(xì)胞中共獲得13520個(gè)細(xì)胞核，鑒定出11個(gè)簇，UMAP圖顯示骨髓細(xì)胞完全異質(zhì)性的覆蓋。另外，中風(fēng)導(dǎo)致造血干細(xì)胞（HSCs）中幾種TF活性的顯著改變，包括CTCF、ETV4和RUNX2，能調(diào)節(jié)HSPC功能。同時(shí)，研究者證實(shí)中風(fēng)通過改變與TF相關(guān)的基序，進(jìn)而改變了成熟Ly6C^high單核細(xì)胞的表觀遺傳景觀。小鼠腦卒中誘導(dǎo)后，注射IL-1β特異性抗體進(jìn)行IL-1β中和實(shí)驗(yàn)，與對(duì)照組相比，在HSPC和成熟Ly6C^high單核細(xì)胞中，阻止了大多數(shù)中風(fēng)引起的染色質(zhì)可及性變化。這些結(jié)果證明了IL-1β在誘導(dǎo)表觀遺傳變化導(dǎo)致卒中后免疫的關(guān)鍵作用。（見圖4）

之后，研究人員給普通小鼠注射重組IL-1β，1周后評(píng)估心臟和骨髓組成。通過流式細(xì)胞術(shù)觀察到rIL-1β處理的小鼠心臟中Ly6C^high單核細(xì)胞和CCR2^high單核/巨噬細(xì)胞數(shù)量大幅升高、HSPCs和成熟單核細(xì)胞數(shù)量增加。腦卒中誘導(dǎo)的小鼠，在IL-1β釋放早期注射IL-1β特異性抗體進(jìn)行中和實(shí)驗(yàn)，可以顯著降低心臟單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞的MMP9表達(dá)和心臟纖維化水平。除了IL-1β外，研究者發(fā)現(xiàn)中風(fēng)后，使用CVC（C-C趨化因子受體2型和5型拮抗劑）處理可顯著減少單核細(xì)胞向心臟的聚集，降低MMP9在心臟單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞中的表達(dá)，減少心臟纖維化，改善了中風(fēng)后慢性心臟舒張功能障礙。綜上所述，通過中和腦卒中后IL-1β或用CCR2/5抑制劑阻斷促炎單核細(xì)胞運(yùn)輸，阻斷促炎單核細(xì)胞從骨髓到心臟的遷移，可以作為預(yù)防中風(fēng)后繼發(fā)性心臟合并癥的一種策略，具有治療潛力。（見圖5）

總的來說，這些研究表明，中風(fēng)通過誘導(dǎo)先天免疫記憶觸發(fā)多個(gè)器官的持續(xù)炎癥，阻斷IL-1β或抑制促炎細(xì)胞向心臟的遷移可以預(yù)防中風(fēng)后的心功能障礙，可以作為預(yù)防中風(fēng)后繼發(fā)性心臟合并癥的一種策略，具有治療潛力。

云克隆開發(fā)了上述研究中涉及的相關(guān)指標(biāo)的蛋白、抗體、ELISA試劑盒等產(chǎn)品以助力相關(guān)研究，部分指標(biāo)節(jié)選如下，供參考：

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