边界相关巨噬细胞标志物MRC1在创伤性脑损伤早期神经保护性炎症反应中的作用机制研究

《Acta Neuropathologica Communications》：The border-associated macrophage marker MRC1 contributes to an early neuroprotective inflammatory response to traumatic brain injury in mice

本研究针对创伤性脑损伤（TBI）后神经炎症调控机制不清的问题，通过构建MRC1基因敲除（KO）小鼠模型，结合可控皮质撞击（CCI）技术，发现MRC1缺失会加剧脑组织损伤并削弱早期神经保护性炎症反应。结果表明，MRC1通过调控边界相关巨噬细胞（BAMs）功能，促进CD68+巨噬细胞/小胶质细胞募集及炎症因子表达，为TBI治疗提供了新的靶点。

　　

创伤性脑损伤（Traumatic Brain Injury, TBI）是全球范围内导致死亡和长期残疾的主要原因之一。尽管外科手术和神经重症监护技术取得了显著进步，但针对TBI病理过程的治疗手段仍非常有限。许多临床试验中针对TBI的候选药物效果不佳，部分原因在于人类与动物模型在大脑结构、白质与灰质比例以及神经网络的复杂性上存在差异。然而，小鼠模型仍能模拟TBI的核心病理特征，包括神经元死亡、血脑屏障破坏以及神经炎症的激活。

神经炎症在TBI后扮演着双重角色：一方面，过度的炎症反应会加剧脑损伤；另一方面，适度的炎症反应对于清除细胞碎片、促进组织修复至关重要。巨噬细胞和小胶质细胞（Macrophages/Microglia, M/M）是这一过程的核心调节者。近年来，研究逐渐揭示大脑中巨噬细胞的异质性，其中边界相关巨噬细胞（Border-Associated Macrophages, BAMs）位于中枢神经系统与外围的界面（如脑膜、血管周围空间和脉络丛），被认为在免疫监视和早期炎症反应中起关键作用。然而，BAMs在TBI中的具体功能及其分子标志物的病理生理意义尚不明确。

甘露糖受体C型1（Mannose Receptor C-type 1, MRC1，亦称为CD206）是BAMs的标志性分子，属于C型凝集素家族，参与内吞作用、胞饮作用和 phagocytosis（吞噬作用）。既往研究提示MRC1可能在炎症疾病中调节巨噬细胞功能，但其在TBI中的作用未被系统探讨。本研究通过构建MRC1基因敲除小鼠模型，结合行为学、组织病理学和分子生物学技术，旨在揭示MRC1在TBI早期炎症反应中的功能及其对脑损伤结局的影响。

关键实验方法

研究采用成年MRC1敲除（KO）与野生型（WT）小鼠，通过可控皮质撞击（Controlled Cortical Impact, CCI）建立TBI模型，设假手术组对照。在损伤后第5天（5 dpi）采集脑组织，利用 cresyl violet（甲苯胺紫）和H&E（苏木精-伊红）染色进行脑体积损失和血肿面积量化；通过免疫荧光染色检测CD68⁺巨噬细胞/小胶质细胞、GFAP⁺星形胶质细胞和NeuN⁺神经元的分布；采用qRT-PCR技术分析炎症相关基因（如Aif1、Arg1、Cd68、Fcgr1、Lyz2、Gfap、Cd74、Nos2、Mmp9、Spp1）的表达变化。实验设计遵循AR RIVE指南，所有行为学与组织学分析均采用盲法进行。

研究结果

MRC1在TBI早期表达上调并定位于BAMs

通过qRT-PCR和免疫荧光染色发现，TBI后Mrc1 mRNA表达在3-7 dpi显著升高，峰值出现在5 dpi。蛋白水平上，MRC1主要表达于脑中线区域的细胞，这些细胞与脑膜成纤维细胞（ER-TR7⁺）和胶原蛋白（Collagen⁺）共定位，符合BAMs的分布特征。此外，部分MRC1⁺细胞表达增殖标志物Ki67，提示BAMs在TBI早期具有增殖活性。

MRC1缺失加剧脑组织损伤

通过脑组织体积测量和海马颗粒细胞层（Granule Cell Layer, GCL）厚度分析发现，与WT小鼠相比，MRC1-KO小鼠在5 dpi时脑损伤体积显著增大，海马GCL厚度减少。性别分层分析显示，雌性小鼠的基因型差异更为明显。

MRC1缺陷影响血肿清除并呈现性别差异

H&E染色显示，雄性MRC1-KO小鼠的脑内血肿面积显著大于WT对照组，而雌性小鼠中无此差异。这表明MRC1可能通过调节 phagocytosis（吞噬作用）参与血肿清除，且该功能存在性别特异性调控。

MRC1缺失导致神经炎症反应减弱

qRT-PCR分析显示，MRC1-KO小鼠中多个M/M相关基因（如Aif1、Cd68、Fcgr1、Lyz2）的表达显著降低。值得注意的是，M2型巨噬细胞/小胶质细胞标志物Arg1在雄性和雌性小鼠中呈现相反的表达趋势：雄性KO小鼠中表达升高，而雌性中降低。其他炎症相关基因（如Cd74、Mmp9、Spp1）也出现整体下调，提示MRC1缺失导致神经炎症反应整体减弱。

MRC1缺陷减少损伤周边巨噬细胞/小胶质细胞数量

免疫荧光染色进一步证实，在损伤周边皮层，MRC1-KO小鼠的CD68⁺巨噬细胞/小胶质细胞数量显著减少，而在远离损伤的丘脑区域无此差异。星形胶质细胞（GFAP⁺）和神经元（NeuN⁺）数量未受基因型影响。

行为学表现仅现轻微差异

神经功能严重程度评分（Neurological Severity Score, NSS）和旋转棒（Rotarod, RR）测试显示，MRC1-KO小鼠在TBI后仅出现轻微的行为学缺陷，且性别间差异不显著。

结论与意义

本研究首次阐明MRC1在TBI早期通过调节BAMs功能发挥神经保护作用。MRC1缺失导致脑损伤加剧、血肿清除受阻以及神经炎症反应减弱，证实了BAMs在TBI病理过程中的重要性。此外，研究揭示了MRC1功能的性别差异性，为理解TBI的性别特异性治疗提供了新视角。这些发现不仅深化了对TBI后炎症调控机制的认识，也为开发靶向BAMs的神经保护策略奠定了理论基础。论文发表于《Acta Neuropathologica Communications》，为TBI研究领域提供了重要的实验依据和新的研究方向。