Spi1-Soat1轴介导的胆固醇酯化驱动脑出血后小胶质细胞脂滴积累

《Cell Communication and Signaling》：Spi1-Soat1 Transcriptional axis drives microglial lipid droplet accumulation and secondary brain injury after intracerebral hemorrhage

　　

摘要

背景与目的

脑出血（ICH）是一种破坏性极强的卒中亚型，其发病率和死亡率持续居高不下，目前尚无获批的疾病修饰疗法。病理性小胶质细胞激活是ICH后继发脑损伤的主要驱动力。尽管激活态小胶质细胞中的脂滴积累与这一过程密切相关，但在血肿周围微环境中，驱动这一过程的关键代谢机制及上游转录调控因子仍不明确。本研究阐明了胆固醇酯化在ICH后小胶质细胞脂滴生物发生中的作用，并鉴定出一条调控该过程的关键转录调控轴。

方法

我们整合了两个独立的小鼠ICH血肿周围组织单细胞转录组数据集，以分析差异表达基因及富集通路。利用髓系特异性Soat1条件性敲除小鼠及体外小胶质细胞模型，验证了胆固醇酯化限速酶——固醇O-酰基转移酶1（SOAT1）的功能作用。我们进一步结合SCENIC调控网络分析与JASPAR和CISTROME数据库筛选，鉴定Soat1的上游转录因子，并通过功能获得/功能缺失实验及双荧光素酶报告实验验证了Spi1对Soat1的转录调控效应。

结果

单细胞转录组学分析显示，ICH后第7天血肿周围小胶质细胞中胆固醇代谢通路显著激活，我们鉴定其为病理性脂滴形成的主要来源。Soat1是上调幅度最高的胆固醇代谢相关基因之一，其表达几乎完全局限于激活态小胶质细胞。遗传性抑制Soat1显著抑制了小胶质细胞的脂滴积累，且SOAT1水平与脂滴负荷呈正相关。在机制层面，我们鉴定SPI1为Soat1的潜在上游转录因子：Spi1敲低可降低SOAT1蛋白表达，而Spi1过表达则显著增强Soat1的转录。双荧光素酶实验证实Spi1正向调控Soat1的转录活性。

结论

我们的研究表明，SOAT1介导的胆固醇酯化是ICH后小胶质细胞脂滴积累的关键驱动因素。我们建立了Spi1-Soat1轴作为该病理过程潜在转录调控因子的地位，为ICH后继发脑损伤的进一步机制研究提供了候选靶点。

图形摘要

髓系吞噬细胞中Spi1-Soat1信号通路促进脂滴沉积并加重脑出血后的神经功能损伤。

背景与目的

脑出血（ICH）是一种破坏性极强的卒中亚型，其发病率和死亡率持续居高不下，目前尚无获批的疾病修饰疗法。病理性小胶质细胞激活是ICH后继发脑损伤的主要驱动力。尽管激活态小胶质细胞中的脂滴积累与这一过程密切相关，但在血肿周围微环境中，驱动这一过程的关键代谢机制及上游转录调控因子仍不明确。本研究阐明了胆固醇酯化在ICH后小胶质细胞脂滴生物发生中的作用，并鉴定出一条调控该过程的关键转录调控轴。

方法

我们整合了两个独立的小鼠ICH血肿周围组织单细胞转录组数据集，以分析差异表达基因及富集通路。利用髓系特异性Soat1条件性敲除小鼠及体外小胶质细胞模型，验证了胆固醇酯化限速酶——固醇O-酰基转移酶1（SOAT1）的功能作用。我们进一步结合SCENIC调控网络分析与JASPAR和CISTROME数据库筛选，鉴定Soat1的上游转录因子，并通过功能获得/功能缺失实验及双荧光素酶报告实验验证了Spi1对Soat1的转录调控效应。

结果

单细胞转录组学分析显示，ICH后第7天血肿周围小胶质细胞中胆固醇代谢通路显著激活，我们鉴定其为病理性脂滴形成的主要来源。Soat1是上调幅度最高的胆固醇代谢相关基因之一，其表达几乎完全局限于激活态小胶质细胞。遗传性抑制Soat1显著抑制了小胶质细胞的脂滴积累，且SOAT1水平与脂滴负荷呈正相关。在机制层面，我们鉴定SPI1为Soat1的潜在上游转录因子：Spi1敲低可降低SOAT1蛋白表达，而Spi1过表达则显著增强Soat1的转录。双荧光素酶实验证实Spi1正向调控Soat1的转录活性。

结论

我们的研究表明，SOAT1介导的胆固醇酯化是ICH后小胶质细胞脂滴积累的关键驱动因素。我们建立了Spi1-Soat1轴作为该病理过程潜在转录调控因子的地位，为ICH后继发脑损伤的进一步机制研究提供了候选靶点。

图形摘要

髓系吞噬细胞中Spi1-Soat1信号通路促进脂滴沉积并加重脑出血后的神经功能损伤。