銅死亡相關基因Gls在腦出血后免疫調控及神經保護中的關鍵作用

《Cellular and Molecular Neurobiology》:Prognostic Role of Cuproptosis-Related Gene after Intracerebral Hemorrhage in Mice

【字體: 時間:2025年05月23日 來源:Cellular and Molecular Neurobiology 3.6

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  為解決腦出血(ICH)后銅死亡(cuproptosis)機制不明的問題,蘇州大學第一附屬醫院團隊通過生物信息學分析發現7個銅死亡相關差異基因(CuDEGs),其中Gls表達下調可能通過減少谷氨酸毒性及調節CD4+ T細胞浸潤發揮神經保護作用。該研究為ICH治療提供了新靶點,發表于《Cellular and Molecular Neurobiology》。

  

腦出血(ICH)作為致死率最高的卒中類型,其治療手段至今仍十分有限。當血液突然涌入腦實質,不僅會造成機械性損傷,隨之而來的神經炎癥和細胞死亡更是導致預后不良的元兇。近年來,一種新型程序性細胞死亡方式——銅死亡(cuproptosis)引起了科學家們的注意。這種由銅離子異常積累觸發的死亡模式,與三羧酸循環(TCA)中脂;鞍椎漠惓6逊e密切相關。有趣的是,銅死亡已在骨關節炎和糖尿病腎病等疾病中被證實與氧化應激相關,但它在ICH中的角色仍是一片空白。

蘇州大學第一附屬醫院神經外科團隊通過整合GSE228222和GSE200575小鼠ICH模型數據,結合GSE24265人源樣本驗證,首次揭示了銅死亡相關基因在ICH中的調控網絡。研究人員采用Combat算法消除批次效應,通過limma包篩選差異表達基因(DEGs),并與已知12個銅死亡相關基因(CRGs)取交集,最終鎖定7個關鍵CuDEGs。免疫浸潤分析采用CIBERSORT和ssGSEA算法,實驗驗證則通過qRT-PCR和免疫組化(IHC)完成。

GEO數據合并與DEGs鑒定
整合6個ICH和6個對照樣本后,共識別8,254個DEGs,其中Gls等7個基因與銅死亡顯著相關。熱圖顯示這些基因在ICH中普遍下調。

功能富集分析
GO分析顯示DEGs富集于自噬和突觸功能,KEGG通路則集中在MAPK和P53信號。引人注目的是,CuDEGs特異性關聯丙酮酸代謝和檸檬酸循環——這正是銅死亡的核心代謝路徑。

免疫細胞浸潤評估
CIBERSORT揭示ICH樣本中M0/M1巨噬細胞和初始CD8+ T細胞增加,而靜息NK細胞和CD4+ T細胞減少;-免疫相關性分析發現Gls與CD4+ T細胞呈正相關,提示其可能通過CCL28等趨化因子調控淋巴細胞募集。

CuDEGs鑒定與驗證
在7個關鍵基因中,谷氨酰胺酶(Gls)表現尤為突出。作為谷氨酸合成的限速酶,其下調可能通過減少興奮性毒性發揮保護作用。qRT-PCR證實ICH小鼠腦組織中Gls表達顯著降低,人源樣本也呈現相同趨勢。免疫組化顯示Gls蛋白在出血周邊區域明顯減少。

該研究首次構建了ICH后銅死亡-免疫調控的分子網絡,提出Gls可能通過雙重機制改善預后:一方面減少谷氨酸介導的神經元興奮性毒性,另一方面調節CD4+ T細胞介導的炎癥反應。值得注意的是,Gls與趨化因子CCL26/CCL28的強相關性為理解神經-免疫對話提供了新視角。盡管臨床轉化仍需解決時空特異性調控等挑戰,但這項研究為開發靶向銅死亡的神經保護策略奠定了理論基礎。

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