《Biochemical and Biophysical Research Communications》：Galectin-3 accelerates the progression of cerebral infarction by regulating the ERK/ROS/BRD4-mediated P2X7R/MerTK balance in microglia
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•在中风后，半乳糖凝集素-3（Galectin-3）会破坏小胶质细胞的P2X7R/MerTK平衡•ERK/ROS/BRD4轴介导半乳糖凝集素-3（Gal-3）诱导的P2X7R上调•半乳糖凝集素-3（Gal-3）通过HIF1α/P2X7R促进cGAS-STING炎症和细胞凋亡•TD
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在中风后，半乳糖凝集素-3（Galectin-3）会破坏小胶质细胞的P2X7R/MerTK平衡
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ERK/ROS/BRD4轴介导半乳糖凝集素-3（Gal-3）诱导的P2X7R上调
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半乳糖凝集素-3（Gal-3）通过HIF1α/P2X7R促进cGAS-STING炎症和细胞凋亡
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TD-139恢复P2X7R/MerTK平衡并减少脑梗死面积
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靶向半乳糖凝集素-3（Gal-3）可改善MCAO大鼠的运动能力、认知能力和握力
引言
脑梗死主要是由于大脑特定区域的血液供应不足，导致在缺血和缺氧条件下组织受损或坏死。其发生机制多种多样，主要原因是动脉粥样硬化[1]。最常见的脑梗死类型是血栓性脑梗死，其特征是由于动脉粥样硬化导致主要脑动脉和皮层分支动脉狭窄或闭塞。脑梗死具有较高的残疾率和死亡率，容易复发，是人类的主要健康威胁[2]、[3]。
目前急性药物治疗的基石是静脉溶栓，主要使用组织型纤溶酶原激活剂（tPA）。然而，其临床应用受到狭窄的治疗时间窗口和出血转化风险的严重限制[4]、[5]。此外，成功的再灌注往往无法完全防止由持续神经炎症引起的继发性神经元损伤。这突显了迫切需要辅助疗法来针对炎症级联反应，以改善长期神经功能结局[6]。
半乳糖凝集素-3（Gal-3）是β-半乳糖苷结合凝集素家族中唯一的嵌合成员，存在于细胞核、细胞质、质膜和细胞外基质中，在不同生物体中发挥着重要作用[7]、[8]。Gal-3是一种多效蛋白，参与细胞激活、增殖、迁移、吞噬作用和炎症过程，在神经炎症中起着关键作用[9]。此外，已有研究表明，半乳糖凝集素-3与脑缺血后小胶质细胞的激活和增殖有关[10]。重要的是，最近的临床前研究验证了它作为治疗靶点的作用。药物或基因抑制Gal-3已被证明可以减少梗死体积，使小胶质细胞向保护性表型转变，并改善缺血性中风小鼠模型的功能恢复[11]、[12]。鉴于其在维持炎症反应中的核心作用，Gal-3成为了一种有前景的治疗靶点，不同于传统的再血管化策略。本研究还探讨了其下游信号传导级联反应，包括ERK/BRD4/HIF1α轴和cGAS-STING通路，这些通路介导了半乳糖凝集素-3在小胶质细胞中的促炎和促凋亡效应。因此，本研究旨在探讨半乳糖凝集素-3在脑梗死中的作用。
在半乳糖凝集素-3抑制剂和调节剂中，TD-139是一种强效且选择性的小分子抑制剂，已进入二期临床试验，并被美国食品药品监督管理局（FDA）批准作为吸入粉末用于治疗特发性肺纤维化[13]、[14]、[15]。据报道，TD-139可以作为半乳糖凝集素-3抑制剂，用于对抗肺纤维化、抑制癌症转移和治疗肝炎[16]、[17]。除了其已建立的抗纤维化作用外，TD-139还在脑损伤模型中表现出直接的神经保护作用，通过减轻小胶质细胞驱动的炎症并促进恢复途径[11]、[18]、[19]、[20]。TD-139通过调节免疫细胞功能和炎症信号传导发挥作用，而不是直接作用于凝血或溶栓过程，这使其成为标准护理疗法的有潜力的神经保护和抗炎辅助手段。考虑到TD-139的潜在用途，本研究将其应用于脑梗死大鼠模型，观察了其对脑梗死、炎症反应和吞噬作用的影响。本研究旨在阐明半乳糖凝集素-3在脑梗死大鼠中的功能作用，并为脑梗死的临床治疗提供新的见解。
章节摘要
材料与方法
单细胞转录组分析。 本研究使用的单细胞RNA测序（scRNA-seq）数据来自基因表达组学数据库（GEO），accession号为GSM9514188（对照组）和GSM9514189（MCAO组）。原始读段使用Cell Ranger流程对齐到小鼠参考基因组（mm10）。质量控制使用Seurat R包（v4.3.0）进行，过滤标准如下：每个细胞检测到200–6000个基因和线粒体基因
结果
单细胞转录组分析结果。 为了全面分析脑缺血后细胞组成的变化，我们对对照组（GSM9514188）和MCAO组（GSM9514189）的样本进行了无偏聚类分析。根据典型标记基因的表达谱，我们在UMAP降维图中识别出13种主要细胞类型。这些细胞类型包括：兴奋性神经元（Slc17a7+）、抑制性神经元（Gad1+）、少突胶质细胞前体
讨论
脑血流中断是脑梗死的主要原因，这是一种导致脑组织死亡和神经功能障碍的神经系统疾病[39]。在整个中枢神经系统发育过程中，小胶质细胞、星形胶质细胞和少突胶质细胞会分泌半乳糖凝集素-3（Gal-3），该物质参与神经母细胞迁移、髓鞘形成和神经突起生长[40]、[41]、[42]。此外，越来越多的研究表明，半乳糖凝集素-3是在小胶质细胞激活后产生的
结论
本研究证明半乳糖凝集素-3激活了FAK-ERK-BRD4-HIF1α信号轴，该轴上调P2X7R表达并触发随后的cGAS-STING通路激活，同时抑制小胶质细胞中的KLF4和MerTK表达，从而加速了缺血性中风的进展。未来的研究应在其他临床相关的中风模型（如栓塞性中风和腔隙性脑梗死）中验证这一信号轴，并探索半乳糖凝集素-3抑制剂TD-139的转化潜力
CRediT作者贡献声明
邱刚：监督、软件、项目管理、方法学、研究、定量分析、数据管理、概念构思。张辉：验证、监督、软件、资源管理、项目管理、定量分析、数据管理。单慧：写作——审稿与编辑、初稿撰写、验证、监督、软件、项目管理、定量分析、数据管理。冰琪：初稿撰写、可视化、监督、项目
伦理声明
本研究遵循ARRIVE（动物研究：体内实验报告）指南进行。本研究获得了河北总医院的批准（批准号2024-LW-055）
伦理批准
本研究获得了河北省总医院生物医学研究伦理委员会的批准。
数据可用性
资助
项目名称：河北省科技计划项目：“基于临床队列的脑小血管疾病早期诊断和靶向干预策略研究”。
项目编号：262W7703D。
单慧|冰琪|邱刚|张辉|陈英敏
