PLOS Biol︱南京大学徐运课题组揭示小胶质细胞调控卒中后神经炎症新机制

撰文︱刘品一

责编︱王思珍，方以一

缺血性卒中的死亡率、致残率占全球的前三位。缺血性卒中急性期过度的神经炎症是卒中预后不良的重要因素。其中，脑内固有免疫细胞小胶质细胞是介导的急性期神经炎症的主要细胞类型[1]。小胶质细胞能够分泌大量促炎因子和趋化因子促进神经元死亡、内皮细胞损伤，并募集外周免疫细胞浸润中枢，进一步扩大炎症反应[2,3]。

已有研究发现巨噬细胞的核受体亚家族4A组成员1（nuclear receptor subfamily 4 group A member 1，NR4A1）能够抑制炎症反应[4,5]。然而，小胶质细胞的NR4A1在卒中后神经炎症中的作用和调控机制目前尚未明晰。

2023年7月24日，南京大学医学院附属鼓楼医院的徐运教授团队在PLOS Biology上发表了题为“Noncanonical contribution of microglial transcription factor NR4A1 to post-stroke recovery through TNF mRNA destabilization”的研究论文，揭示了小胶质细胞调控卒中后神经炎症新机制。刘品一博士、陈妍博士、张智博士为论文共同第一作者，徐运教授为论文通讯作者。在此项研究中，作者发现，缺血后小胶质细胞的NR4A1显著上调。有别于传统转录因子的功能，NR4A1可定位于处理小体（processing body，P-body）中，以m⁶A依赖的方式促进TNF mRNA降解，减轻神经炎症。该发现为缺血性卒中提供了新的治疗靶点。（拓展阅读：徐运课题组研究进展，详见“逻辑神经科学”报道：本文末【特别专栏】）

本研究中，课题组首先发现ATP+LPS能够诱导原代小胶质细胞表达NR4A1（图1）。核质分离、免疫共沉淀、PLA等实验证实NR4A1可定位于小胶质细胞的细胞浆，尤其是P-body中（图1）。由于P-body是调控mRNA稳定性的关键细胞器，研究人员进一步通过RIP及RNA稳定性检测实验证实NR4A1能够直接结合并促进TNF mRNA的降解。此外，利用曲古抑菌素A能够上调NR4A1表达，并通过NR4A1促进TNF mRNA降解，减少TNF的表达水平。以上结果，小胶质细胞的NR4A1能够作为RNA结合蛋白促进TNF mRNA降解。

图1 NR4A1定位于激活的小胶质细胞的P-body

N6-甲基腺嘌呤（N6-methyladenosine， m⁶A）是真核生物mRNA上最常见的修饰方式， 其具有动态、可逆的特点。m⁶A结合蛋白作为一种特殊类型的RNA结合蛋白能够调控RNA稳定性。课题组通过RNA-pulldown和RNA EMSA实验证实NR4A1对m⁶A修饰的RNA有更高的亲和力（图2）；通过m⁶A-RIP-qPCR、荧光素酶报告基因等实验发现NR4A1能够通过TNF mRNA的CDS和3’UTR上的m⁶A位点调控TNF mRNA的稳定性。

图2 NR4A1以m⁶A依赖的方式促进TNF mRNA降解。

最后，为了探索NR4A1在缺血性脑损伤中的作用，研究人员构建了NR4A1敲除（KO）和小胶质细胞NR4A1条件性敲除（cKO）小鼠，并制备了大脑中动脉阻塞（MCAO）模型模拟缺血性卒中。造模后，小胶质细胞的NR4A1表达水平显著上调，并主要定位于细胞浆中。与同窝野生型小鼠相比，KO和cKO小鼠梗死半球TNF表达升高，脑梗死体积增大，神经功能缺损加重（图3）。这表明，小胶质细胞NR4A1能够减轻卒中后急性期神经炎症，改善缺血性脑损伤。

图3 NR4A1减轻卒中后急性期神经炎症，改善缺血性脑损伤。

图4 工作总结图：小胶质细胞激活后，NR4A1定位于P-body，并直接结合TNF mRNA，以m⁶A依赖的方式促进其降解，减轻缺血性脑损伤。

文章结论与讨论，启发与展望

综上所述，作者提出本工作的结论：（1）发现NR4A1调控神经炎症的非经典机制：有别于传统转录因子的功能，小胶质细胞激活后，NR4A1定位于胞浆的P-body中，并作为RNA结合蛋白直接结合TNF mRNA并促进其降解；（2）发现NR4A1能够以m⁶A依赖的方式调控TNF mRNA的稳定性；（3）证实小胶质细胞的NR4A1能够抑制卒中后急性期的神经炎症，改善缺血性脑损伤，为缺血性卒中提供了新的治疗靶点，具有临床转化意义。

此外，在本研究的机制探索部分，作者并未深入探究NR4A1结合TNF mRNA的具体结构域，有待进一步研究。

原文链接：https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3002199

通讯作者：徐运教授

（照片提供自：徐运教授团队）

徐运，主任医师、教授、博士生导师、国务院政府特殊津贴专家、首席科学家、中国杰出神经内科医师，江苏省优秀医学领军人才。南京鼓楼医院神经内科行政主任、国家临床重点专科（神经病学）学科带头人、中华医学会神经病学分会副主任委员、中国医师协会神经内科副会长、江苏省神经内科临床重点专科和神经病学重点学科带头人、南京大学脑重大疾病转化医学研究所所长等。曾在德国海德堡大学、美国霍普金斯大学留学。长期致力于脑血管病和AD的基础和临床研究。主持国家、省部级科研项目30多项。其中牵头 “脑科学与类脑研究”重大项目1项、国自然基金重点项目3项、国际合作1项、江苏省科技厅医学重点项目3项等。获省部级科技一、二等奖5项。发明专利10项。主编和参编论著12部，副主编和参编教材5部。主笔和参编神经系统疾病诊疗指南30余部。发表论文300余篇，通讯SCI文章202篇，H因子48。发表在PNAS、troke、Brain Behav Immun、Mol Ther、Adv Sci、Neuropsychopharmacology、Aging Cell、J Neuroinflammation、NPP等高水平杂志上，入选2020年、2021年“中国高被引学者”，为最具全球影响力的中国学者。

特别专栏：徐运课题组进展报道

转载须知：“逻辑神经科学”特邀稿件，且作者授权发布；本内容著作权归作者和“逻辑神经科学”共同所有；欢迎个人转发分享，未经授权禁止转载，违者必究。

逻辑神经科学群：文献

“逻辑神经科学”微信群：文献学习

扫码添加微信，并备注：逻辑-文献-姓名-单位-研究领域-学位/职称

（注：不按要求格式备注，则不通过好友申请）