迷走神经刺激通过上调骨桥蛋白(SPP1)抑制细胞焦亡改善缺血性脑卒中预后的机制研究

本研究针对缺血性脑卒中治疗中神经炎症调控的难题，由重庆医科大学附属第一医院神经内科团队发现迷走神经刺激(VNS)通过上调骨桥蛋白(OPN/SPP1)干扰ASC寡聚化，显著抑制小胶质细胞焦亡(pyroptosis)。研究结合临床队列(42例健康者+66例患者)与大鼠MCAO/R模型，证实VNS通过OPN-NLRP3通路减轻脑损伤，为卒中治疗提供新靶点。成果发表于《BMC Medicine》。

　　

脑卒中作为全球致残致死的主要原因，现有治疗手段仍显不足。尽管迷走神经刺激(VNS)在癫痫和抑郁症治疗中已获应用，但其在缺血性脑卒中中的神经保护机制尚未完全阐明。近年研究发现，细胞焦亡(pyroptosis)这一由炎症小体(inflammasome)介导的程序性细胞死亡方式，通过释放大量促炎因子加剧脑损伤。而骨桥蛋白(osteopontin, OPN)作为一种多功能糖蛋白，在神经系统损伤后表现出神经保护作用，但其是否参与调控细胞焦亡仍属未知。

针对这一科学问题，重庆医科大学附属第一医院神经内科Jun Wen、Hao Tang等研究人员开展了一项创新性研究。通过整合临床样本分析与动物实验，他们发现VNS可通过上调OPN表达干扰ASC寡聚化，从而抑制NLRP3炎症小体激活，最终减轻缺血性脑损伤。这一重要成果发表于《BMC Medicine》杂志，为缺血性卒中治疗提供了新的干预策略。

研究人员采用多学科技术方法展开探索：通过GSE61616数据集生物信息学分析筛选差异基因；建立大鼠大脑中动脉闭塞再灌注(MCAO/R)模型和体外氧糖剥夺(OGD/R)模型；运用Western blotting、免疫荧光、共免疫沉淀(Co-IP)等技术检测蛋白表达与相互作用；结合激光散斑对比成像(LSCI)评估脑血流；通过TTC染色和神经功能评分评估治疗效果。

研究结果

脑缺血上调骨桥蛋白表达
生物信息学分析显示MCAO/R大鼠脑组织中SPP1(OPN编码基因)mRNA表达显著升高。蛋白质组学和Western blotting证实OPN在缺血脑组织中高表达。免疫荧光显示OPN主要在小胶质细胞中表达增加，这一现象在AIS患者脑组织中得到验证。

外源OPN抑制细胞焦亡
鼻内给予重组OPN(rOPN)可进入脑脊液，显著降低MCAO/R大鼠焦亡标志物NLRP3、ASC、Cl-Caspase1和GSDMD-N的表达，减少IL-1β和IL-18释放，改善神经功能缺损评分(mNSS)。电镜观察显示rOPN减少小胶质细胞膜孔形成。

VNS通过OPN发挥神经保护
VNS治疗不改变脑血流但显著上调OPN表达。抑制OPN表达(siOPN)可逆转VNS对焦亡的抑制作用，增加梗死体积，恶化神经功能。免疫荧光显示VNS减少TUNEL⁺/Cl-Caspase1⁺的焦亡小胶质细胞，这一效应被siOPN抵消。

分子机制解析
分子对接显示OPN与ASC结合能为-11.7 kcal/mol。Co-IP证实LPS+ATP刺激增强OPN-ASC相互作用，而rOPN干扰ASC寡聚化。小胶质细胞条件培养基实验表明，rOPN处理后的培养基可逆转神经元损伤。

结论与意义
该研究首次揭示VNS-OPN-ASC轴在缺血性脑损伤中的关键作用：VNS通过上调OPN表达，直接结合ASC并干扰其寡聚化，从而抑制NLRP3炎症小体组装和后续的caspase-1激活，最终减轻小胶质细胞焦亡和神经炎症反应。这一发现不仅阐明了VNS神经保护作用的新机制，还为开发靶向OPN-ASC相互作用的抗焦亡药物提供了理论依据，对缺血性卒中及其他神经炎症相关疾病的治疗具有重要转化价值。