《Molecular Brain》：Targeting CD74 in microglia to modulate experimental cerebral ischemia and reperfusion injury: insights from Single-Cell and bulk transcriptomics
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缺血性腦卒中致死致殘率高，再灌注損傷是臨床難題。小膠質細胞在神經炎癥和神經保護中具雙重作用。本研究通過單細胞和 bulk RNA 測序，發現 CD74 在小膠質細胞中上調，靶向敲除可減少梗死體積、炎癥因子及神經功能缺損，為腦卒中治療提供新方向。
腦卒中是威脅人類健康的 “頭號殺手”，其中缺血性腦卒中占比超 80%。盡管現代醫學發展出血管內取栓和靜脈溶栓等治療手段，但再灌注后引發的腦組織二次損傷（如神經炎癥、血腦屏障破壞）仍難以有效控制，導致患者預后不佳。小膠質細胞作為中樞神經系統的 “免疫哨兵”，在缺血性腦卒中中呈現 “雙刃劍” 特性：過度激活時釋放腫瘤壞死因子 -α（TNF-α）、白細胞介素 - 1β（IL-1β）等促炎因子加劇神經毒性，而適當激活又可通過吞噬凋亡細胞、促進神經重塑等發揮保護作用。如何精準調控小膠質細胞的功能平衡，成為破解缺血性腦損傷治療瓶頸的關鍵。
在此背景下，蘇州大學附屬第一醫院聯合卒中研究所的研究團隊，針對小膠質細胞在腦缺血再灌注損傷中的作用機制展開深入研究。團隊通過多組學技術和動物模型實驗，揭示了細胞分化抗原 74（CD74）在小膠質細胞介導的神經炎癥中的關鍵作用，相關成果發表于《Molecular Brain》。
研究團隊采用兩項核心技術開展工作：一是利用公共數據庫中的小鼠腦缺血再灌注（MCAO/R）模型單細胞 RNA 測序（scRNA-seq，GSE174574）數據，分析缺血半球小膠質細胞的基因表達異質性；二是結合流式分選小膠質細胞的 bulk RNA 測序（GSE190171）數據，通過整合分析篩選關鍵基因。同時，構建 CX3CR1Cre/ERT2 小鼠特異性敲除小膠質細胞 CD74，結合 TTC 染色、免疫熒光、ELISA、qRT-PCR 及行為學檢測（如轉棒試驗、黏附去除試驗、曠場試驗），系統評估 CD74 缺失對腦損傷和神經功能的影響。
小膠質細胞轉錄組特征與 CD74 篩選
通過 scRNA-seq 分析發現，MCAO/R 模型小鼠缺血半球小膠質細胞在 1 天后出現顯著轉錄組變化，與假手術組相比鑒定出差異表達基因。結合 bulk RNA-seq 數據，兩組共篩選出 57 個重疊差異基因，GO 富集分析顯示這些基因富集于炎癥反應調控、白細胞遷移等通路，其中 CD74 在神經炎癥通路中差異最顯著。單細胞數據顯示 CD74 mRNA 在小膠質細胞中表達量顯著升高，免疫熒光證實 CD74 蛋白在缺血半暗帶區小膠質細胞中特異性上調，且與小膠質細胞活化標志物 Iba1 共定位，提示 CD74 可能參與小膠質細胞促炎表型調控。
CD74 敲除減輕腦缺血再灌注損傷
利用 CX3CR1Cre/ERT2 小鼠和腺相關病毒（AAV）系統，特異性敲除小膠質細胞 CD74 后，TTC 染色顯示 MCAO/R 小鼠梗死體積較對照組顯著縮小，Western blot 和免疫熒光驗證了 CD74 的有效敲低。ELISA 結果表明，敲除組腦內 TNF-α、IL-1β、IL-6 等促炎因子水平顯著降低，證實 CD74 缺失可抑制小膠質細胞促炎反應。
CD74 缺失改善長期神經功能
行為學評估顯示，CD74 敲除小鼠在轉棒試驗中跌落潛伏期延長，黏附去除試驗中接觸和去除膠帶時間縮短，表明運動協調和感覺功能改善。曠場試驗中，敲除組小鼠運動速度、總距離增加，中央區停留時間和進入次數增多，提示探索行為增強、焦慮樣行為減少，證實 CD74 敲除對長期神經功能恢復的促進作用。
研究結論與意義
本研究首次揭示 CD74 是小膠質細胞促炎表型的關鍵調控因子，其通過驅動 TNF-α、IL-1β 等炎癥介質釋放加劇腦缺血再灌注損傷。靶向敲除小膠質細胞 CD74 可顯著減輕梗死體積、抑制神經炎癥，并改善運動、感覺和認知功能。該發現不僅拓展了小膠質細胞在腦卒中中作用機制的認知，更提供了以 CD74 為靶點的潛在治療策略，為開發抗缺血性腦損傷藥物開辟了新方向。盡管研究基于小鼠模型，其轉化價值仍需臨床驗證，但 CD74 有望成為連接基礎研究與臨床治療的關鍵分子橋梁，為腦卒中精準醫療提供新靶點。
研究通過多組學整合與功能驗證，系統闡明了 CD74 在小膠質細胞調控中的核心地位，為缺血性腦卒中治療提供了創新思路。未來進一步探索 CD74 下游信號通路（如 MIF-CD74 軸）及在人類樣本中的表達特征，將為該靶點的臨床轉化奠定更堅實的基礎。
