创伤性脑损伤后ROCK1失调导致神经干细胞池耗竭并损害海马神经发生

这篇研究揭示了创伤性脑损伤（TBI）后Rho相关卷曲螺旋蛋白激酶1（ROCK1）的异常激活通过AKT信号轴导致海马神经干细胞（NSC）池的过度激活与耗竭，进而损害长期神经发生和认知功能。研究通过单细胞测序（scRNA-seq）和条件性基因敲除（CKO）模型，提出靶向ROCK1-AKT通路的干预策略，为TBI治疗提供新靶点。

　　

1 引言

创伤性脑损伤（TBI）每年影响全球约6900万人，其病理机制涉及原发性机械损伤和继发性神经元损伤。成年海马神经发生主要发生在齿状回（DG），神经干细胞（NSC）通过自我更新和分化为神经元及胶质细胞维持认知功能。既往研究发现，TBI可短期内激活海马NSC，但长期动态变化及分子机制尚不明确。本研究通过小鼠TBI模型，结合单细胞转录组学（scRNA-seq）和基因编辑技术，揭示ROCK1-AKT信号轴在TBI后神经发生异常中的核心作用。

2 材料与方法

实验采用C57BL/6J、Nestin-GFP和ROCK1^flox/flox转基因小鼠，通过控制性皮质撞击（CCI）建立TBI模型。利用EdU标记增殖细胞，免疫荧光（IF）检测GFAP⁺/Sox2⁺放射状NSC（rNSC）动态变化。行为学测试包括莫里斯水迷宫（MWM）和新物体识别（NOR）。scRNA-seq数据通过Seurat分析，差异基因经GO富集验证。

3 结果

3.1 TBI急性期过度激活海马NSC池

TBI后3-14天，EdU⁺和GFAP⁺/GFP⁺/Ki67⁺ rNSC显著增加，但60天后NSC池耗竭（图1）。Nestin-GFP小鼠显示，早期NSC增殖比例升高，而晚期分化能力下降。

3.2 TBI损害神经发生并诱发认知障碍

脉冲追踪实验显示，TBI组DCX⁺/EdU⁺未成熟神经元和NeuN⁺/EdU⁺成熟神经元减少（图2）。行为学测试证实，TBI小鼠空间记忆（MWM）和物体识别（NOR）能力显著降低。

3.3 scRNA-seq鉴定ROCK1为关键靶点

单细胞聚类发现，TBI组激活态NSC（aNSC）比例升高，差异基因富集于“神经分化调控”通路（图3）。RT-qPCR和WB验证ROCK1表达上调，伴随AKT过度磷酸化（p-AKT）。

3.4 ROCK1抑制挽救神经发生缺陷

ROCK1抑制剂Y27632或条件性敲除（CKO）可恢复晚期NSC池，增加DCX⁺和NeuN⁺细胞（图4-5）。形态学分析显示，ROCK1 CKO促进新生神经元树突复杂性。

3.5 ROCK1通过AKT磷酸化调控神经发生

ARQ092抑制p-AKT后，NSC过度激活被抑制，而晚期神经发生增强（图6）。AAV介导的AKT CKO实验证实，ROCK1-AKT轴为单向调控关系（图7）。

4 讨论

本研究首次阐明TBI通过ROCK1-AKT轴导致NSC池“过度激活-耗竭”的双相异常，提出靶向干预该通路可改善神经再生和认知功能。局限性包括未解析AKT调控NSC命运的时空特异性机制。未来需拓展性别和衰老因素研究，推动ROCK1抑制剂向临床转化。

（注：全文严格依据原文数据，未添加非文献结论；专业术语如NSC、rNSC、CCI等均标注英文缩写；上下标使用^{/_{标签规范呈现）}}