《Frontiers in Immunology》：Cholesterol dysregulation and microglial NLRP3 inflammasome activation after ischemic stroke: implications for neuroinflammation and functional recovery
摘要
继发性神经炎症是缺血性脑卒中后组织损伤、修复和神经功能恢复的重要决定因素，然而当前机制模型尚未充分整合该反应所赖以发生的脂质代谢环境。本叙述性综述整合了2010年至2026年间PubMed收录的同行评议文献，涵盖卒中后胆固醇代谢、小胶质细胞脂质处理、NLRP3炎症小体信号、免疫代谢重塑、治疗干预及恢复相关结局。缺血性损伤通过神经元膜破坏、髓鞘崩解、氧化性脂质修饰、胆固醇周转改变及血脑屏障功能障碍，显著重塑局部脂质环境，生成包含游离胆固醇、胆固醇酯、脂滴、胆固醇晶体、氧固醇及氧化脂质在内的异质性脂质池。卒中特异性研究日益支持胆固醇和脂质负载型小胶质细胞状态的出现，并表明小胶质细胞脂质处理能力（包括TREM2和SREBP2相关机制）可影响炎症与修复反应。然而，胆固醇失调与NLRP3激活之间的因果关系仅得到部分阐明。直接的卒中证据支持小胶质细胞胆固醇超载与NLRP3相关炎症改变共存，而涉及胆固醇晶体诱导的溶酶体损伤、代谢重塑及细胞内脂质应激的详细机制仍部分依赖于跨模型证据。氧固醇效应具有背景依赖性，近期胆固醇动员实验将线粒体DNA泄漏–STING信号确定为另一条更为直接验证的下游通路。卒中后小胶质细胞在功能上亦呈异质性，不同亚群分别参与碎片清除、白质修复及神经功能恢复。在治疗层面，全身性脂质管理应区别于修饰脑内胆固醇处理或抑制炎症小体相关炎症的实验性策略，目前尚无整合的胆固醇–小胶质细胞–NLRP3治疗策略经过临床验证。总体而言，现有证据支持一个按证据分层提出的框架，其中胆固醇相关脂质应激、小胶质细胞状态、炎症小体易感性与组织修复呈部分汇聚关系，而非构成单一经过验证的线性因果轴。
1 引言
缺血性脑卒中仍是全球范围内死亡和长期残疾的主要原因。血管再通治疗虽显著改善了部分患者的急性期预后，但许多幸存者仍存在持续性运动、认知和功能损害。血管再通与持久神经恢复之间的差距，促使研究重心从急性组织挽救转向调控炎症消退、组织重塑和长期修复的生物学过程。神经炎症是这一动态反应的核心组成部分。缺血再灌注损伤后，受损细胞释放损伤相关分子模式，血脑屏障破坏，常驻小胶质细胞改变激活状态，外周免疫细胞可进入损伤组织。NLRP3炎症小体在此环境中尤为重要，其经典激活可整合炎症启动信号与细胞应激信号，包括钾离子外流、线粒体损伤、活性氧及溶酶体功能障碍。组装后的NLRP3–ASC–caspase-1复合体促进IL-1β和IL-18成熟及gasdermin D介导的焦亡信号，从而加剧缺血性脑卒中后的炎症放大。然而，这些机制并非胆固醇代谢所特有，其贡献随疾病阶段、细胞来源和组织局部背景而变化。
脂质代谢重塑为这一炎症环境增添了重要但尚未充分整合的维度。正常成人脑内胆固醇稳态主要依赖局部合成与再循环、含ApoE的脂蛋白转运、LXR调控的ABCA1/ABCG1介导的外流，以及CYP46A1依赖的胆固醇向24S-羟基胆固醇转化。缺血性损伤可通过神经元膜破坏、髓鞘崩解、氧化性脂质修饰和细胞脂质处理改变而扰乱这一平衡。血脑屏障功能障碍进一步改变代谢和炎症环境，但不应被解释为循环胆固醇可不受限制地进入脑实质的证据。现有研究支持缺血后出现包含游离胆固醇、胆固醇酯、脂滴、胆固醇晶体、氧固醇和氧化脂质的异质性脂质环境，但各脂质种类的证据强度和生物学解释存在差异。
小胶质细胞为卒中后脂质重塑与炎症信号交汇提供了重要的细胞背景。作为常驻吞噬细胞，小胶质细胞清除死亡细胞、髓鞘碎片和富脂物质，并通过溶酶体降解、酯化、脂滴储存、细胞内转运和胆固醇外流处理胆固醇。当持续性脂质暴露超过细胞内处理能力时，游离胆固醇、胆固醇酯和脂滴可能累积，促成脂质负载和代谢应激型小胶质细胞状态。然而，这些反应不应被视为单一固定或统一有害的表型。小胶质细胞功能随时间变化，既可参与炎症反应，也可参与碎片清除、重塑和神经修复。胆固醇衍生信号同样不应被视为统一促炎，其效应取决于分子种类、细胞背景和疾病阶段。
脂质相关小胶质细胞状态如何与NLRP3信号交汇仍是重要的未解问题。现有证据支持胆固醇相关脂质应激可修饰小胶质细胞炎症易感性的生物学合理性，但并未确立从胆固醇累积到NLRP3激活再到神经恢复失败的单一必经序列。胆固醇晶体相关溶酶体损伤等详细机制仍部分依赖非卒中炎症系统的证据，而胆固醇衍生代谢物亦可产生背景依赖甚至保护性效应。本综述因此将胆固醇–小胶质细胞–NLRP3关系评估为一项提出的、按证据分层且阶段依赖的框架，而非经过验证的线性因果轴。
1.1 文献识别与证据范围
本文为叙述性综述，基于PubMed这一唯一文献数据库进行针对性检索。纳入2010年1月至2026年8月间发表的英文同行评议文章。检索词以缺血性脑卒中和脑缺血为核心，结合胆固醇代谢、氧固醇、小胶质细胞、TREM2、脂滴、NLRP3炎症小体、焦亡、神经炎症和功能恢复等相关主题。文献检索在稿件修订期间更新，以纳入卒中后胆固醇代谢、小胶质细胞脂质处理和炎症小体相关炎症的新近研究。预印本、会议摘要、未发表研究及其他非同行评议材料不予纳入。
叙述性综合主要聚焦与缺血性脑卒中相关的同行评议原创实验、转化和临床研究。特别关注缺血后胆固醇和脂质重塑、小胶质细胞脂质处理和代谢状态、炎症小体激活及恢复相关结局的研究。同行评议综述亦用于提供背景、整合既有概念和识别相关原始研究；在可获得时优先使用原始研究支持具体机制主张。由于并非每个机制环节均有直接的卒中特异性证据，来自巨噬细胞生物学、动脉粥样硬化及其他神经炎症条件等邻近领域的选定研究，在提供与本框架直接相关的机制信息时予以考虑，但此类发现被视为间接或跨模型证据，而非等同于卒中特异性因果证据。因此，文献识别过程旨在支持针对性叙述性综合，而非系统性或范围性综述，未执行基于PRISMA的研究筛选程序或正式偏倚风险评估。
2 脑胆固醇稳态与缺血后失调
脑胆固醇稳态通过局部合成、细胞间转运、细胞内储存、外流和氧固醇介导清除的协调维持。缺血性损伤通过神经元膜破坏、髓鞘崩解、氧化性脂质修饰、胆固醇周转改变和血脑屏障功能障碍同时扰乱多个过程。由此产生的脂质环境具有异质性，可能包含游离胆固醇、胆固醇酯、脂滴、胆固醇晶体、氧固醇及其他氧化脂质种类。重要的是，支持这些脂质种类形成及其炎症相关性的证据强度并不一致。部分变化已在实验性卒中中直接证实，而若干拟议的下游炎症机制主要得到其他髓系或富脂炎症系统研究的支持。本节因此区分卒中后脂质重塑与其下游炎症后果的机制外推。
2.1 正常脑内胆固醇稳态
脑胆固醇代谢以丰富性和区室化为特征。胆固醇富集于髓鞘和神经元膜，参与膜组织、髓鞘稳定性、突触功能、囊泡运输和神经元信号传导。由于成人中枢神经系统含有大量局部维持的胆固醇池，神经元膜、髓鞘完整性或细胞内脂质运输的破坏可显著改变周围胶质细胞所面对的脂质负荷。与多数外周组织不同，成人脑主要依赖局部胆固醇合成和再循环，因为血脑屏障限制循环中富含胆固醇的脂蛋白与脑实质直接交换。星形胶质细胞来源的含ApoE脂蛋白颗粒参与细胞间胆固醇转运，可通过LDLR和LRP1等受体被神经元和胶质细胞摄取。这一局部转运系统支持膜更新、突触重塑和髓鞘维持，同时限制循环胆固醇浓度对脑胆固醇稳态的直接决定程度。过量脑胆固醇主要通过酶促转化和细胞外流途径清除。CYP46A1将胆固醇转化为24S-羟基胆固醇，后者可穿过血脑屏障进入外周循环，而LXR调控的转运体包括ABCA1和ABCG1促进细胞胆固醇外流和ApoE依赖性脂蛋白重塑。这些途径共同维持生理条件下的局部胆固醇平衡，其缺血后破坏不仅影响总胆固醇丰度，还影响胆固醇衍生脂质的细胞分布、化学形式和清除。
2.2 缺血性脑卒中后胆固醇相关脂质的来源与累积
缺血性损伤通过细胞膜破坏、髓鞘损伤和脂质处理改变，产生显著的局部脂质环境重塑。实验性脂质组学研究显示这些变化具有空间和时间动态性，而非总脂质含量的均匀增加。在小鼠脑缺血模型中，胆固醇酯和其他中性脂质种类在缺血后脑区和时间点间动态变化，伴随小胶质细胞脂滴累积和PLIN2表达增加。这些模型中的富脂滴小胶质细胞亦表现出炎症介质表达增加，支持缺血后脂质重塑与小胶质细胞炎症状态改变之间的直接关联。慢性卒中后阶段的研究提供了小胶质细胞胆固醇累积更直接的证据。Zhao等发现实验性缺血性卒中后小胶质细胞存在持续性胆固醇累积和广泛的胆固醇代谢重编程，包括一类独特的卒中相关泡沫样小胶质细胞。重要的是，脑内给予游离胆固醇或胆固醇晶体可重现持续性小胶质细胞激活，而遗传或药理学增强CYP46A1介导的胆固醇清除可减少胆固醇超载和慢性神经炎症，促进白质修复和功能恢复。2026年Cheng等利用dMCAO模型观察到梗死周围小胶质细胞游离胆固醇进行性累积，伴随胆固醇晶体沉积和中性脂滴形成。含胆固醇晶体的小胶质细胞与富脂滴细胞高度重叠，单细胞分析鉴定出IFITM3+小胶质细胞群体，其特征为ACAT1表达增加、胆固醇酯化增强、胆固醇晶体和脂滴累积。2-羟丙基-β-环糊精药理学胆固醇动员可减少小胶质细胞游离胆固醇、ACAT1表达和脂滴累积，并伴随炎症信号减弱和神经结局改善。综合而言，这些研究日益直接地证明缺血性损伤后出现动态脂质重塑和胆固醇及脂滴负载型小胶质细胞状态，但证据最强之处在于卒中后小胶质细胞脂质超载的存在及其炎症相关性，并未确立所有下游炎症效应均特异性通过NLRP3炎症小体介导。
2.3 胆固醇晶体与氧固醇：卒中后炎症信号证据
缺血后胆固醇累积可生成化学和结构上不同的脂质种类，其炎症特性各异。胆固醇晶体和氧固醇尤为相关，因为二者均与先天免疫信号相关，但支持证据的强度和疾病背景存在显著差异。近期卒中研究加强了脂质负载小胶质细胞中存在胆固醇晶体的证据，而若干将胆固醇衍生脂质与炎症小体激活相连的下游机制仍主要依赖非卒中炎症模型。
2.3.1 胆固醇晶体
胆固醇晶体是巨噬细胞和动脉粥样硬化模型中公认的NLRP3炎症小体颗粒性激活物。在这些系统中，晶体摄取可诱导溶酶体膜损伤和溶酶体内容物释放，从而促进NLRP3炎症小体激活和下游IL-1β产生。这一机制为过量细胞内胆固醇促成炎症信号提供了生物学上合理的路径，但不应被视为等同于在卒中后小胶质细胞中直接证明同一通路。卒中特异性证据已显著加强：慢性实验性卒中与持续性胆固醇累积和泡沫样小胶质细胞状态相关，胆固醇负荷的实验操作影响慢性神经炎症和恢复。Cheng等直接在dMCAO后Iba1+小胶质细胞内证明了进行性胆固醇晶体沉积，伴随游离胆固醇和脂滴累积。含胆固醇晶体的小胶质细胞常富脂滴且NLRP3表达增加，而药理学胆固醇动员减少脂质负荷和NLRP3阳性小胶质细胞丰度。这些发现提供了卒中特异性直接证据，表明胆固醇晶体可在小胶质细胞内累积并与炎症小体相关炎症状态共存，但尚未确立胆固醇晶体摄取→溶酶体破裂→NLRP3组装→caspase-1激活在缺血后小胶质细胞中的完整序列。溶酶体机制目前最好被视为与现有卒中证据相容但尚未完全证实的跨模型机制解释。
2.3.2 氧固醇
氧固醇通过酶促胆固醇氧化或氧化应激条件下的非酶促氧化生成，其生物学效应具有异质性，取决于具体氧固醇种类、浓度、细胞类型和疾病阶段。25-羟基胆固醇（25-HC）体现了这种背景依赖性：在实验性脑缺血再灌注模型中，25-HC通过抑制STING信号减轻缺血损伤，提供了直接的卒中特异性急性保护效应证据。相反，非卒中神经模型证据将小胶质细胞CH25H/25-HC信号与脂质代谢改变和NLRP3炎症小体激活相关联。后者支持CH25H/25-HC信号可与炎症小体通路相互作用的生物学可能性，但不应外推为25-HC在缺血性卒中后激活小胶质细胞NLRP3的证据。7-酮基胆固醇（7-KC）存在类似局限：视网膜小胶质细胞和其他氧化脂质炎症系统研究显示7-KC可促进小胶质细胞激活和TLR4相关炎症信号，但直接证明7-KC在缺血性卒中后小胶质细胞NLRP3激活中因果作用的证据仍然缺乏。总体而言，胆固醇晶体和氧固醇表明卒中后胆固醇衍生炎症信号不应被表征为单一线性通路。卒中后小胶质细胞胆固醇晶体累积的证据日益直接，而下游溶酶体–NLRP3机制仍部分外推自巨噬细胞和动脉粥样硬化模型。氧固醇效应更具背景依赖性，直接卒中证据支持保护性和潜在炎症性作用并存。这些区分支持将胆固醇衍生脂质视为缺血后炎症易感性的异质性调节因子，而非统一作用的NLRP3激动剂。
2.4 血脑屏障破坏、外周脂质背景与髓系细胞浸润
血脑屏障破坏是缺血再灌注损伤的主要组成部分，增加损伤脑组织暴露于血液来源蛋白、炎症介质和浸润免疫细胞的程度。然而，血脑屏障功能障碍不应被解释为循环胆固醇可不受限制进入脑实质的证据。成人脑保留大体区室化的胆固醇池，卒中后小胶质细胞面临的脂质负荷亦通过膜破坏、髓鞘崩解、脂质氧化和细胞脂质处理受损在局部产生。血脑屏障破坏更适合被视为缺血后代谢和炎症环境的修饰因素，而非脑胆固醇累积的主要来源。临床观察仍表明全身性脂质处理与卒中严重程度和结局相关。急性缺血性卒中患者中，HDL胆固醇外流能力降低和HDL磷脂组成改变与出院时更高的神经功能严重程度和功能依赖相关。这些发现提示外周胆固醇处理的功能性指标可提供预后信息，但不证明全身性胆固醇外流直接调节卒中后小胶质细胞胆固醇累积或炎症小体激活。血栓和血浆配对脂质组学分析在血栓中识别出卒中病因相关脂质特征，而血浆中未检测到显著差异，进一步警示不应将循环脂质谱作为缺血脑内脂质环境的直接替代指标。血脑屏障破坏还允许外周髓系细胞募集，增加卒中后细胞反应的复杂性。常驻小胶质细胞和浸润单核细胞来源巨噬细胞可共享碎片清除、脂质代谢和炎症信号相关功能，但其贡献不可互换且可能随疾病阶段变化。近期实验证据识别出一类修复相关单核细胞来源巨噬细胞，在缺血性卒中后具有增强的脂质代谢和促血管生成程序，扩增或移植这些细胞与白质和血管修复改善及功能恢复提高相关。因此，外周髓系细胞募集不应被简单表征为脂质驱动炎症的放大器。
2.5 证据综合与未解环节
总体而言，当前卒中特异性证据支持缺血损伤后胆固醇相关脂质发生显著重塑。实验研究已证明脑脂质谱动态变化、小胶质细胞脂滴累积、持续性小胶质细胞胆固醇超载及胆固醇负载或泡沫样小胶质细胞状态的出现。近期工作亦直接在梗死周围小胶质细胞中识别出游离胆固醇和胆固醇晶体，并显示降低胆固醇负荷的干预可减弱炎症反应和改善神经恢复。这些发现确立了缺血后小胶质细胞胆固醇失调作为损伤脑环境中生物学相关组分的地位，而非组织损伤的被动后果。然而，下游因果联系仍未完全解决。特别是，将胆固醇累积或结晶与溶酶体损伤、NLRP3炎症小体组装和恢复失败相连的完整序列尚未在单一卒中特异性实验框架内得到证明。该通路关键要素仍由跨模型机制证据支持，而氧固醇效应可呈方向异质性，如25-羟基胆固醇通过STING抑制在脑缺血再灌注中的保护作用所示。
3 缺血性脑卒中后小胶质细胞脂质处理与免疫代谢重塑
缺血性卒中后，小胶质细胞暴露于与生理组织周转显著不同的脂质环境。受损神经元膜、富含胆固醇的髓鞘碎片、氧化脂质和其他细胞残骸增加了常驻吞噬细胞必须处理的脂质底物数量和多样性。摄取这些物质最初是碎片清除和组织重塑的适应性组分。然而，当脂质内流持续或超过细胞内处理和外流能力时，小胶质细胞可累积游离胆固醇、胆固醇酯和脂滴，并呈现与炎症和修复功能改变相关的脂质负载状态。重要的是，脂质负载小胶质细胞不应被视为单一固定或统一促炎的表型。卒中特异性转录组和代谢研究反而显示涉及脂质摄取、酯化、储存、水解和外流的异质性及时间演化反应。
3.1 小胶质细胞脂质摄取与胆固醇处理能力
小胶质细胞参与清除缺血损伤后的死亡细胞、膜碎片和髓鞘衍生脂质。内化后，含胆固醇物质必须在溶酶体降解、细胞内胆固醇转运、酯化和脂滴储存及胆固醇外流途径间协调。这些过程并非简单的脂质处置机制，而是决定过量游离胆固醇是被安全再分布或储存，还是累积至施加细胞应激的水平。直接卒中特异性证据表明该胆固醇处理网络在缺血损伤后被动态重塑。Zhao等证明卒中后小胶质细胞游离胆固醇和胆固醇酯代谢均增加，伴随胆固醇摄取、酯化、水解和外流相关基因的时间性调控，包括Ldlr、Soat1、Nceh1、Abca1、Abcg1和Apoe。单细胞分析进一步识别出富集脂质处理基因如Apoe、Lpl、Trem2、Npc2、Nceh1和Fabp5的卒中相关泡沫样小胶质细胞群体。Cheng等鉴定出dMCAO后IFITM3+小胶质细胞状态，其特征为ACAT1表达增加、胆固醇酯化增强、游离胆固醇累积、胆固醇晶体和脂滴形成。药理学胆固醇动员减少小胶质细胞游离胆固醇、ACAT1表达和脂滴负荷，支持细胞内胆固醇处理与脂质负载小胶质细胞状态维持之间的功能关系。巨噬细胞和其他无菌炎症系统研究将CD36确定为修饰脂质摄取和细胞内炎症应激的候选介质，但CD36对卒中后小胶质细胞脂质摄取的贡献仍未完全明确，应被视为候选摄取机制而非卒中特异性CD36–胆固醇炎症通路的直接证据。
3.2 TREM2相关脂质处理与脂滴调控
TREM2是小胶质细胞适应富脂和吞噬挑战的重要调节因子。在缺血后脑中，其相关性似乎超出炎症信号本身，因为TREM2影响碎片吞噬、胆固醇周转和脂滴稳态。卒中特异性研究支持将TREM2主要视为小胶质细胞脂质处理能力的调节因子，而非抗炎状态的简单标志物。直接证据来自实验性缺血模型：TREM2缺陷损害小胶质细胞吞噬并促进胆固醇酯累积和PLIN2阳性脂滴形成。TREM2敲低增加脂质储存相关基因表达包括Plin2和Soat1，同时减少胆固醇水解、细胞内转运和外流相关基因包括Lipa、Apoe、Abca1、Nceh1和Npc2。这些代谢变化伴随向更具炎症性的小胶质细胞状态转变，以及神经元–小胶质细胞共培养实验中小胶质细胞神经保护作用的丧失。TREM2还参与脑缺血后脂质相关配体的吞噬反应。1-磷酸鞘氨醇（S1P）已被实验鉴定为TREM2配体，S1P–TREM2信号以TREM2依赖性方式增强小胶质细胞吞噬并减少缺血性脑损伤。同一研究中，携带S1P的小胶质细胞来源ApoE参与凋亡神经元识别和清除，提供TREM2活性可与ApoE相关脂质转运在吞噬清除中功能性相互作用的卒中特异性证据。脂滴形成本身亦应背景依赖地解读。脂滴可通过隔离过量中性脂质和限制潜在毒性游离脂质种类暴露提供临时缓冲机制，但持续脂质累积或动员受损可能指示细胞内脂质周转失败。缺血模型中脂滴累积与改变的小胶质细胞炎症反应相关，而慢性卒中研究识别出脂质负载和泡沫样小胶质细胞群体，其中Trem2、Apoe、Lpl、Nceh1及相关脂质处理基因与炎症程序共表达。总体而言，现有卒中特异性证据支持TREM2作为小胶质细胞能否容纳缺血组织损伤产生脂质负荷的重要决定因素。TREM2功能降低可损害吞噬、胆固醇水解和外流及脂滴周转，而保留TREM2相关活性可促进碎片清除和代谢适应。然而，TREM2介导脂质处理直接控制NLRP3炎症小体激活的程度在卒中中仍未充分确立。
3.3 SREBP2、自噬与细胞内脂质处理
除脂质摄取和外流外，小胶质细胞细胞内胆固醇负荷还受调控脂质合成和细胞器周转的转录程序影响。甾醇调节元件结合蛋白2（SREBP2）是胆固醇生物合成的主要调节因子，近期被涉及于卒中后小胶质细胞脂质重塑。实验性缺血性卒中中，SREBP2表达在脑缺血后显著增加，与胆固醇相关脂质累积、炎症激活和自噬相关信号改变相关。Wei等提供了连接SREBP2与这一代谢反应的直接卒中特异性证据。利用MCAO和互补体外缺血模型，作者报道SREBP2上调伴随胆固醇和胆固醇酯累积增加及自噬相关蛋白包括LC3和p62表达改变。SREBP2操作结合自噬药理学调节表明自噬相关过程参与SREBP2对胆固醇相关脂质累积和炎症介质产生的影响。值得注意的是，SREBP2抑制减少过度自噬相关反应以及胆固醇相关脂质负荷和炎症信号，提示该背景下自噬不能简单解释为统一保护性脂质清除通路。功能后果超出脂质测量：小胶质细胞–神经元共培养实验中，干扰小胶质细胞SREBP2改善OGD/R损伤神经元存活并减少神经元凋亡，而体内SREBP2干预与MCAO后缺血损伤减少和神经恢复改善相关。SREBP2–自噬相互作用为上述胆固醇处理机制增添了细胞内调控层面。TREM2相关通路主要影响脂质识别、吞噬、周转和外流，而SREBP2可能额外调节内源性胆固醇合成、细胞内脂质储存和自噬相关处理之间的平衡。然而，现有证据并未确立SREBP2驱动脂质重塑直接激活NLRP3炎症小体。
3.4 脂质相关小胶质细胞状态转变与免疫代谢重塑
卒中后小胶质细胞反应不能以促炎与修复关联的二元分类充分表征。单细胞、单核和空间转录组研究揭示缺血损伤后多种时间和区域不同的髓系状态。在这一异质性景观中，卒中相关小胶质细胞可共表达脂质处理基因包括Apoe、Trem2、Lpl、Fabp5和Abca1，以及炎症、趋化因子和抗原呈递程序。慢性卒中研究进一步识别出具有持续脂质代谢重塑的胆固醇负载和泡沫样小胶质细胞群体。脂质累积还发生在更广泛的细胞能量代谢重组中。缺血施加缺氧、氧化应激、线粒体功能障碍以及吞噬和脂质处理需求增加，均可改变氧化磷酸化与糖酵解代谢之间的平衡。卒中聚焦研究支持线粒体代谢能力在决定小胶质细胞炎症行为中的重要作用。例如，线粒体生物发生和代谢稳态调节因子PGC-1α在缺血性卒中后动态改变，小胶质细胞特异性增强PGC-1α抑制神经炎症并减少缺血性脑损伤。相反，持续脂质负荷可能与糖酵解和线粒体应激共存。当前卒中文献支持代谢重编程作为缺血性炎症的重要特征，但将胆固醇累积本身与卒中后小胶质细胞特定糖酵解程序直接相连的证据仍不完整。涉及HIF-1α依赖性糖酵解、三羧酸循环重塑、琥珀酸累积、PKM2信号和线粒体活性氧的机制已在炎症髓系代谢中被涉及，但详细因果证据多来自非卒中或非小胶质细胞系统。
3.5 证据综合与未解环节
当前卒中特异性证据支持缺血损伤后小胶质细胞脂质累积是主动且动态调控的过程，而非组织损伤的被动后果。卒中后小胶质细胞经历胆固醇摄取、酯化、细胞内储存、水解和外流的变化，而TREM2依赖性脂质处理、脂滴调控、SREBP2相关胆固醇代谢和线粒体代谢适应性可影响其容纳增加脂质负荷的能力。这些反应具有背景依赖性：脂质摄取和储存可最初支持碎片清除和代谢适应，而持续脂质累积或处理能力不足可促成胆固醇负载、泡沫样或代谢应激型小胶质细胞状态。然而，从脂质处理受损到炎症小体激活的因果转变在缺血性卒中中仍未完全定义。直接卒中研究确立小胶质细胞胆固醇累积、脂滴重塑、胆固醇处理程序改变和炎症状态变化，但尚未证明这些事件形成导致NLRP3激活的单一必经序列。涉及胆固醇晶体诱导溶酶体损伤、PKM2依赖性糖酵解信号、细胞器胆固醇运输及相关炎症小体调控通路的详细机制在不同程度上得到巨噬细胞、动脉粥样硬化或其他炎症模型支持。
4 缺血性脑卒中中NLRP3炎症小体激活
4.1 缺血性脑卒中后经典NLRP3炎症小体启动与激活
NLRP3炎症小体是由NLRP3传感器、ASC衔接蛋白和pro-caspase-1组成的胞质多蛋白复合体。经典NLRP3激活通常被概念化为涉及启动和激活的两步过程。启动通常由包括Toll样受体、肿瘤坏死因子受体和白细胞介素-1受体在内的炎症受体触发，促进NF-κB依赖性NLRP3和pro-IL-1β表达。随后激活步骤由细胞应激信号触发，如钾离子外流、细胞外ATP/P2X7信号、线粒体功能障碍、线粒体活性氧、溶酶体膜损伤和离子稳态紊乱，导致NLRP3寡聚化、ASC募集和caspase-1激活。缺血再灌注损伤可在同一演化病变环境中提供两类信号。损伤或死亡细胞释放的损伤相关分子模式包括ATP、HMGB1和核酸可促成炎症启动，而离子失衡、线粒体损伤、氧化应激和溶酶体功能障碍提供潜在激活信号。这些过程在卒中后可能在时间上重叠而非作为完全离散事件发生。重要的是，这些机制均非胆固醇代谢所特有。胆固醇衍生信号因此应被视为可能与更广泛NLRP3激活环境相互作用的代谢和细胞器应激子集，而非独立双信号通路。
4.2 胆固醇相关与细胞应激信号在NLRP3上的汇聚
胆固醇相关信号最好被视为可修饰缺血性卒中后NLRP3反应性的更广泛应激环境组分，而非独立的胆固醇特异性激活通路。当前最强的直接卒中特异性证据将小胶质细胞胆固醇累积与NLRP3相关炎症状态相连。实验性卒中中，含游离胆固醇、胆固醇晶体和脂滴的胆固醇负载小胶质细胞显示NLRP3表达增加，药理学胆固醇动员同时减少小胶质细胞脂质负荷和NLRP3阳性小胶质细胞丰度。然而，这些发现并未确立NLRP3为胆固醇诱导损伤的必要下游介质。同一研究中，最广泛验证的下游机制涉及线粒体DNA泄漏和STING信号，得到药理学STING抑制和小胶质细胞靶向STING敲低的支持。胆固醇晶体提供了胆固醇超载与NLRP3激活之间最确立的机制联系，尽管详细因果证据多源自卒中之外。巨噬细胞和动脉粥样硬化模型中，吞噬的胆固醇晶体可破坏溶酶体完整性、促进溶酶体内容物释放并激活NLRP3炎症小体。缺血后小胶质细胞中胆固醇晶体的近期证明使该机制在卒中中具有生物学合理性，但晶体摄取、溶酶体膜损伤、NLRP3组装和caspase-1激活的完整序列尚未在卒中后小胶质细胞中直接证明。其他细胞应激通路可能提供额外汇聚点。钾离子外流和随后NEK7依赖性许可已确立为经典NLRP3激活的组分，线粒体功能障碍和线粒体活性氧亦与缺血损伤期间炎症小体激活密切相关。然而，目前证据不足以表明胆固醇累积本身是卒中后小胶质细胞钾离子外流–NEK7信号的主要直接驱动因素。线粒体应激可能提供更合理的联系，因为脂质超载可与线粒体功能紊乱共存，且胆固醇动员已被证明可减少卒中后小胶质细胞线粒体DNA泄漏。PKM2依赖性糖酵解重塑可在炎症细胞中促进NLRP3和AIM2炎症小体激活，而动脉粥样硬化研究显示溶酶体胆固醇向内质网运输可促进CaMKII/JNK依赖性NLRP3激活。氧固醇信号进一步说明胆固醇衍生炎症调控的背景依赖性。脑缺血再灌注中25-羟基胆固醇通过抑制STING信号减轻脑损伤，卒中特异性转录组研究亦识别出表达CH25H的小胶质细胞亚群，但均未证明CH25H/25-羟基胆固醇依赖性NLRP3激活在卒中后发生。总体而言，现有证据支持汇聚模型而非单一线性胆固醇–NLRP3通路。直接卒中研究支持小胶质细胞胆固醇超载与NLRP3相关炎症变化共存，而晶体诱导溶酶体损伤、细胞内胆固醇运输和炎症小体活性代谢调控仍部分依赖其他炎症系统的机制证据。
4.3 下游效应物：IL-1β、IL-18与焦亡
NLRP3炎症小体组装后，激活的caspase-1将pro-IL-1β和pro-IL-18加工为成熟形式，并切割gasdermin D（GSDMD），生成成孔性GSDMD N端片段。这些事件将细胞内炎症小体激活转化为细胞外炎症信号，当GSDMD孔形成充分进展时导致焦亡性膜损伤。IL-1β是缺血性卒中后炎症小体相关炎症的主要下游介质，可在损伤神经血管环境中放大炎症信号。IL-18亦可能参与卒中后免疫激活，但其卒中特异性功能和与神经结局的关系较IL-1β研究较少。GSDMD介导焦亡通过促进膜通透化和成熟细胞因子及其他细胞内危险信号释放提供炎症放大的额外机制。焦亡相关反应已在缺血损伤后多种神经和神经血管细胞群体中被描述，但主要细胞贡献者可能因实验模型和疾病阶段而异。重要的是，IL-1β/IL-18成熟和焦亡代表炎症小体激活的常见下游后果而非胆固醇特异性效应。
4.4 缺血性卒中后NLRP3相关反应的时间、空间和细胞类型异质性
缺血性卒中后NLRP3相关炎症反应具有时间动态性而非均匀一致。实验研究报告急性和早期亚急性阶段NLRP3相关组分和炎症小体下游产物表达增加，但幅度和持续时间因缺血模型、再灌注状态、病变严重程度和采样时间而异。这种时间变异性很重要，因为早期炎症小体活性在离子失衡、线粒体损伤、氧化应激和损伤相关分子模式主导的环境中发展，而后期炎症反应日益与碎片清除、脂质累积和组织重塑共存。NLRP3相关活性的细胞分布同样异质。小胶质细胞在脑缺血后炎症小体相关反应中被反复涉及，近期卒中特异性实验直接在梗死周围组织Iba1+小胶质细胞中识别出NLRP3表达增加。然而，小胶质细胞不应被视为唯一或统一优势细胞来源。浸润单核细胞来源巨噬细胞、星形胶质细胞、内皮细胞、神经元和其他神经细胞群体可能根据疾病阶段和实验背景表达炎症小体相关组分。单细胞、单核和空间转录组研究进一步显示卒中后胶质和髓系群体间显著时间和区域异质性。这些数据集适用于识别细胞状态和炎症或代谢基因程序，但转录丰度本身不能确立功能性炎症小体组装、caspase-1激活或细胞因子加工。转录组证据应用于定义NLRP3激活可能发生的细胞背景，而非作为细胞特异性炎症小体活性的直接证明。这一区分对胆固醇负载小胶质细胞尤为相关。慢性和亚急性卒中研究识别出持续超过早期损伤期的富脂或泡沫样小胶质细胞状态，但现有证据并未确立这些后期脂质负载状态必然伴随成比例的更大NLRP3激活。经典缺血应激信号与胆固醇相关代谢应激的相对贡献可能随时间变化，结合脂质测量与细胞特异性炎症小体激活测定的直接纵向研究仍然必要。
4.5 小结
当前证据支持NLRP3炎症小体激活作为缺血性卒中炎症反应的重要组分，缺血再灌注为炎症小体启动和激活提供重叠信号。小胶质细胞是参与这些反应的细胞群体之一，近期卒中特异性证据证明胆固醇负载小胶质细胞状态可与NLRP3表达增加共存。一旦激活，NLRP3–caspase-1通路促进IL-1β和IL-18成熟及GSDMD介导焦亡信号，提供细胞内应激在损伤脑内放大炎症的机制。然而，证据尚未确立卒中后NLRP3激活所需的单一胆固醇特异性通路。直接卒中研究支持小胶质细胞胆固醇累积、胆固醇晶体形成和NLRP3相关炎症变化，但连接这些事件的详细机制仅部分解决。晶体诱导溶酶体损伤、PKM2依赖性代谢调控、细胞内胆固醇运输及其他机制提供生物学上合理的汇聚路径，但若干主要得到巨噬细胞、动脉粥样硬化或其他炎症模型支持。卒中后NLRP3激活应被理解为缺血、代谢和细胞器应激信号的背景和阶段依赖性汇聚，胆固醇失调作为潜在放大器而非独立验证的上游原因。
5 对神经炎症和功能恢复的影响
所提出胆固醇–小胶质细胞–NLRP3框架的生物学相关性最终取决于相关炎症反应是否影响缺血性卒中后的组织损伤和神经恢复。这些后果可能随时间变化。急性期过度炎症小体相关信号可促成炎症放大和神经血管损伤，而亚急性和慢性期持续性炎症和脂质代谢紊乱可能干扰组织修复所需过程，包括突触重塑、白质恢复和神经血管修复。重要的是，这些下游后果的证据对NLRP3相关炎症总体强于对完整胆固醇驱动NLRP3通路。直接卒中研究支持炎症小体活性、炎症损伤和神经结局之间的关系，而胆固醇负载小胶
