TRPM2 在高脂血症加重缺血性脑损伤中的关键作用及潜在治疗意义

本文揭示 TRPM2 与血浆脂质水平相关，在高脂血症加重缺血性脑损伤中起关键作用，为治疗提供新靶点。

　　

研究背景

高脂血症在发达国家影响着 50% - 70% 的成年人，且与多种疾病密切相关，尤其是心肌梗死和缺血性脑卒中，是导致残疾和死亡的主要原因。然而，高脂血症引发这些病理变化的精确机制尚不清楚。缺血性脑卒中是一个复杂的病理过程，涉及缺血、血脑屏障（BBB）渗漏和免疫细胞浸润，最终导致神经元死亡。目前大多数关于脑卒中的研究缺乏临床相关性，常用的年轻小鼠动物模型与人类患者情况差异较大，这使得治疗方法在小鼠模型中有效，但在人体试验中却失败。

瞬时受体电位通道 Melastatin 2（TRPM2）是一种 Ca²⁺可渗透的非选择性阳离子通道，在多种组织和细胞类型中广泛表达。它被认为是细胞氧化应激的传感器，可促进内皮损伤、免疫细胞侵袭和神经元死亡，进而加重缺血性脑损伤。此前研究表明，髓样细胞特异性 TRPM2 基因敲除可保护小鼠免受高脂饮食（HFD）诱导的动脉粥样硬化，但 TRPM2 是否参与高脂血症诱导的缺血性脑损伤加重尚不清楚，其在更具临床相关性的缺血性脑卒中模型中的治疗效果也有待研究。

研究结果

1. TRPM2 表达与血脂及炎症因子的相关性：研究人员招募了 66 名中老年人，发现血浆总胆固醇水平与甘油三酯、低密度脂蛋白（LDL）和高密度脂蛋白（HDL）水平呈正相关。TRPM2 在人外周血白细胞中的表达与总胆固醇、LDL 水平呈正相关，与 HDL、甘油三酯水平无显著相关性，且与 LDL 的相关性更强。此外，TRPM2 表达与血浆氧化低密度脂蛋白（oxLDL）、白细胞介素 - 1β（IL - 1β）水平也显著相关。接受高强度他汀类药物治疗的个体，外周血白细胞中 TRPM2 表达显著降低，这表明高强度降脂治疗可能调节外周血白细胞的功能。
2. TRPM2 对缺血性脑损伤的影响：为研究 TRPM2 在高脂血症加重缺血性脑损伤中的作用，研究人员使用 4 - 5 月龄的 Apoe^-/-小鼠，给予 HFD 喂养至少 4 个月以诱导高脂血症，随后进行短暂性大脑中动脉闭塞（MCAO）手术。结果显示，Apoe^-/-小鼠在 HFD 处理后，梗死面积显著增加，而全球 TRPM2 基因敲除可减少梗死面积，防止 HFD 诱导的梗死面积扩大和神经行为障碍。进一步研究发现，TRPM2 在大脑中的表达在 HFD 处理后显著增加，且在骨髓来源的巨噬细胞（BMDMs）和外周血白细胞中表达较高。HFD 处理还导致血浆 oxLDL 和 IL - 1β 水平升高，且与小鼠外周血白细胞中 TRPM2 表达密切相关。
3. 高脂血症对 TRPM2 表达及巨噬细胞表型的影响：研究人员假设 LDL 可诱导 TRPM2 上调，但体外实验发现，LDL 处理未显著增加人外周血白细胞中 TRPM2 表达。而 oxLDL 处理则显著诱导 TRPM2 表达，且这种诱导作用可被氧化应激清除剂抑制，表明 oxLDL 通过氧化应激诱导 TRPM2 表达。在小鼠 BMDMs 中，oxLDL 也可诱导 TRPM2 表达，同时伴随核因子 κB（NF - κB）激活。此外，oxLDL 预处理可增强 BMDMs 在 LPS / 干扰素 γ（IFNγ）刺激下的炎症反应，而 TRPM2 抑制剂和基因敲除可抑制这种反应，说明 TRPM2 上调使 BMDMs 呈现更具炎症性的表型。
4. 髓样细胞特异性 TRPM2 基因敲除的作用：研究人员构建了髓样细胞特异性 TRPM2 基因敲除小鼠，发现即使在对照组中，髓样细胞特异性 TRPM2 基因敲除小鼠的梗死面积也小于对照组小鼠，且在 Apoe^-/-小鼠中，该基因敲除不仅减少了梗死面积和神经行为功能损害，还完全消除了 HFD 诱导的加重作用。通过流式细胞术分析发现，TRPM2 基因敲除显著减少了免疫细胞（尤其是髓样细胞）在脑内的浸润，而对淋巴细胞浸润无影响。
5. oxLDL 对内皮细胞的影响及内皮细胞特异性 TRPM2 基因敲除的作用：内皮功能在高脂血症时会受损，研究发现，oxLDL 可使脑微血管内皮细胞（CECs）中 TRPM2 表达增加，同时伴随 NF - κB 激活和氧化应激增加。oxLDL 预处理可加速 CECs 在氧糖剥夺（OGD）条件下紧密连接蛋白 occludin 的降解，增加细胞通透性，而 TRPM2 抑制剂和基因敲除可抑制这些变化。在体内实验中，内皮细胞特异性 TRPM2 基因敲除减少了 Apoe^-/-小鼠在 HFD 处理后的梗死面积，改善了神经行为功能，减轻了血脑屏障（BBB）损伤，抑制了免疫细胞浸润。
6. oxLDL 对神经元的影响及 TRPM2 抑制剂的作用：oxLDL 对神经元具有直接神经毒性，研究发现，oxLDL 可使原代皮质神经元中 TRPM2 表达增加，伴随 NF - κB 激活和细胞凋亡。这种作用与谷氨酸兴奋性毒性无关，而可被 NF - κB 抑制剂、TRPM2 抑制剂和基因敲除抑制。在 7 天的长期脑卒中模型中，TRPM2 抑制剂 TAT - M2 可消除 HFD 诱导的梗死面积增加，改善神经行为功能。

研究讨论

本研究发现，血浆 oxLDL 水平与全身炎症标志物 IL - 1β 的相关性比 LDL 更强，且 oxLDL 而非 LDL 驱动了高脂血症诱导的细胞功能障碍，这表明 oxLDL 可能是评估心血管风险更精确可靠的生物标志物。TRPM2 在人外周血白细胞中的表达与血浆脂质水平和全身炎症密切相关，其与 IL - 1β 的相关性比与 LDL 或 oxLDL 更强，提示 TRPM2 表达可能是心血管风险的有前景的预测指标。

此前关于 TRPM2 在缺血性脑卒中作用的研究多基于临床相关性有限的小鼠模型，而本研究使用的 Apoe^-/-小鼠在 HFD 喂养后出现多种与人类脑卒中患者相似的合并症，更能模拟人类脑卒中病理生理过程。通过条件性基因敲除实验，研究人员证实了高脂血症诱导的髓样细胞和内皮细胞中 TRPM2 过度激活会加重炎症和 BBB 渗漏，进而恶化缺血性脑损伤，这突出了抑制 TRPM2 对缺血性脑卒中的潜在治疗价值。

虽然脂质在脑实质中的沉积与缺血性脑损伤的关系尚不清楚，但本研究观察到 HFD 处理的小鼠缺血半球中 oxLDL 浓度显著升高，且 TRPM2 抑制和基因敲除可减轻 oxLDL 诱导的神经元死亡，表明靶向 TRPM2 可能减少脂质驱动的神经毒性，为缺血性脑卒中的治疗提供新方向。

研究局限

本研究存在一些局限性。首先，严重高脂血症患者数量有限，可能影响研究结果的普遍性，未来需更大规模的研究来评估 oxLDL 和 TRPM2 在全身炎症和心血管风险中的作用。其次，确定髓样细胞激活对 HFD 和脑卒中后 BBB 完整性的具体贡献具有挑战性，需要使用嵌合小鼠进行更全面的评估，以明确内皮 TRPM2 和免疫 TRPM2 在缺血性脑卒中和高脂血症条件下对 BBB 损伤的相对重要性。最后，本研究仅在雄性小鼠中进行，未来应纳入雌性小鼠，以更全面地评估 TRPM2 介导的 BBB 功能障碍和脑卒中发病机制中的性别差异。

研究展望

综上所述，本研究表明 TRPM2 在介导高脂血症对缺血性脑损伤的有害影响中起关键作用，为治疗高脂血症加重的缺血性损伤提供了有前景的治疗靶点，并提示其作为外周血生物标志物预测脑卒中结局的潜力。未来研究可进一步深入探讨 TRPM2 的作用机制，优化针对 TRPM2 的治疗策略，并考虑性别差异等因素，为缺血性脑卒中的治疗和预防提供更有效的方法。