综述：Xanomeline–Trospium验证毒蕈碱受体激动剂作为精神分裂症有效非多巴胺能治疗策略

《International Journal of Molecular Sciences》：Xanomeline–Trospium Validates Muscarinic Agonism as an Effective Non-Dopaminergic Treatment for Schizophrenia

　　

脑卒中是全球长期致残和死亡的主要原因之一。越来越多的证据表明，脑卒中的发病和严重程度均表现出强烈的昼夜节律模式。血脑界面（BBI）作为调控外周循环与中枢神经系统（CNS）双向通讯的关键结构，在脑血管损伤中发挥着核心作用。衰老通过削弱分子钟功能并增强炎症激活，进一步加剧上述病理进程。研究人员在本综述中系统阐述了BBI的昼夜节律调控机制、衰老因素及其对脑卒中易感性的影响，并探讨了昼夜节律生物学如何调节神经血管功能，以期为脑卒中的预防与治疗揭示新的治疗靶点及时间依赖性干预策略。
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研究人员在本综述中系统阐述了血脑界面（BBI）的昼夜节律调控、衰老因素及其对脑卒中易感性的影响，并探讨了基于时间医学（chronotherapy）的干预策略。以下为主要内容总结。

**1. 引言**

脑卒中是全球死亡和长期致残的主要原因之一，其中衰老是最重要的不可改变危险因素。传统框架将脑卒中视为静态血管事件，但累积证据揭示其发生深受昼夜节律影响。不仅脑卒中发病存在晨峰现象，发病时间还影响疾病严重程度。BBI作为脑的第一道防线，其动态节律性改变与脑血管损伤密切相关；衰老进一步损害BBI结构与功能，削弱其节律性和恢复力，从而扩大脑血管脆弱窗口。本综述旨在整合昼夜节律与衰老调控BBI功能的分子炎症机制，提出"时间脆弱性"概念并将其转化为时间治疗学的机遇。

**2. 脑卒中风险和严重程度的昼夜节律调控**

**2.1. 昼夜节律**

昼夜节律是进化上保守的近24小时振荡，调控生理、代谢和行为过程。哺乳动物中，位于下丘脑前部视交叉上核（SCN）的中枢主钟通过视网膜 Ganglion细胞接收光信息，经神经、内分泌和自主神经输出同步外周时钟。褪黑素是这一过程的关键激素介质，在暗相期分泌增加，作为循环的黑暗信号 entraining 外周时钟。

分子水平上，昼夜节律由细胞分子钟驱动，核心机制为转录-翻译反馈环路（TTFL）。BMAL1（Brain and Muscle Arnt-Like Protein 1）与CLOCK（Circadian Locomotor Output Cycles Kaput）异二聚化后结合E-Box启动子，驱动PER（PERIOD）和CRY（CRYPTOCHROME）的转录；PER-CRY异二聚体核转位后抑制BMAL1-CLOCK活性，形成约24小时的振荡周期。ROR和REV-ERB核受体通过ROR结合元件（RRE）辅助调控BMAL1转录。

**2.2. 脑卒中发病的昼夜节律模式**

脑卒中发病存在显著昼夜节律特征。Marshall（1977）首次报道脑卒中发病存在午夜至凌晨6时的聚集现象。Tsementzis等（1985）和Marler等（1989）分别在大样本队列中证实上午10时至中午为发病高峰，与血压晨峰、心率增快和血小板聚集增强同步。Marsh等（1990）报道近60%的缺血性脑卒中发生于上午6时至中午。Elliott（1998）的荟萃分析纳入超过11,000例患者，明确确立了脑卒中发病的昼夜节律性，晨峰（约6:00–12:00）与夜间低谷（午夜至6:00）模式稳定存在于各亚型脑卒中。后续研究进一步揭示双峰模式——上午主峰和较小的夜间次峰，反映行为因素与内源性因素的共同作用。

**2.3. 脑卒中严重程度的昼夜节律模式**

近期研究表明，脑卒中严重程度和早期预后亦受昼夜节律调控。大样本临床研究揭示，夜间发病的脑卒中更易出现早期神经功能恶化（END），3个月功能预后更差，梗死核心体积更大。动物实验支持这一发现：小鼠在ZT 6（ inactive phase）诱发脑卒中较夜间（active phase）产生更大梗死体积和更差功能结局，尽管发病时间对脑卒中发生率无显著影响。

**3. 脑卒中的血脑界面**

**3.1. 血脑屏障概念的历史演变**

血脑屏障概念源于19世纪末至20世纪初的系列染料渗透实验。Paul Ehrlich（1885）发现全身注射酸性染料后脑组织不被着色；其学生Edwin Goldman（1913）的脑脊液注射实验则证明CNS与外周存在功能分区。Lewandowsky（1900）和Bouffard（1906）进一步证实特定亲水性毒素和离子无法从血液进入脑组织。20世纪中后期，电子显微镜揭示了脑微血管内皮细胞间紧密连接的超微结构基础，BBB被理解为静态"墙壁"。

1980–1990年代分子生物学进展揭示内皮细胞的主动转运功能，星形胶质细胞、周细胞及细胞外基质被确认为维持和调控屏障功能的关键伙伴。2001年，美国国立神经疾病与卒中研究所（NINDS）正式提出神经血管单元（NVU）概念，标志着从静态"血脑屏障"向动态"血脑界面"的认知转变。

**3.2. NVU的细胞与结构复杂性**

BBI核心为脑微血管内皮细胞，其特征为连续紧密连接和极低的胞吞转运率。关键紧密连接蛋白包括闭锁蛋白（claudin-5）、闭合蛋白（occludin）和 zona occludens-1（ZO-1），限制旁细胞途径的物质通过。内皮细胞线粒体含量高于外周内皮细胞，反映其高能量需求。

周细胞包绕毛细血管，通过收缩-舒张调节血流，并通过PDGF-B/PDGF-R通路、TGF-β/ALK1/ALK5-Smad通路及Ang-1/Tie2信号与内皮细胞通讯，维持屏障完整性。星形胶质细胞终足包绕微血管，富集水通道蛋白4（AQP4）和Kir4.1钾通道，协调水和离子转运，并通过释放bFGF、Ang-1、TGF-β和VEGF等旁分泌因子调控内皮紧密连接。

**3.3. 脑卒中中的NVU**

脑卒中发生后，脑微血管内皮迅速经历代谢和炎症应激。缺血导致ATP耗竭、离子泵失活和膜去极化，细胞释放损伤相关分子模式（DAMPs），包括胞外ATP、线粒体DNA、HMGB1、活性氧（ROS）和钙卫蛋白等。这些DAMPs激活小胶质细胞和周噬细胞的模式识别受体（PRRs），触发NF-κB核转位、MAPK活化和STAT信号。

内皮细胞上调P-选择素和E-选择素表达，捕获循环白细胞；随后ICAM-1和VCAM-1介导白细胞的牢固黏附与跨内皮迁移。中性粒细胞释放基质金属蛋白酶-9（MMP-9）和ROS降解基底膜，并形成中性粒细胞胞外诱捕网（NETs）促进微血栓形成。随后单核-巨噬细胞主导亚急性期炎症反应，其表型极化决定组织损伤与修复的平衡。恢复期，IL-10和TGF-β等抗炎介质促进血管新生和BBI修复，但这一过程在衰老或昼夜节律脆弱窗口期常受损。

**4. BBI的昼夜节律调控**

**4.1. 分子钟的调控**

BBI具有内在的分子时钟。Zhang等里程碑式研究表明，BBI外排转运体P-糖蛋白（ABCB1/MDR1）活性呈现昼夜振荡，峰值出现于 active phase；Clock基因敲除小鼠中该节律消失。机制上，BMAL1调控Mg⁺²转运体TRPM7的转录，通过节律性细胞内Mg⁺²浓度变化调节ABCB1介导的外排能力。肠道研究显示紧密连接蛋白occludin和claudin-5的mRNA表达呈昼夜振荡，Per2突变小鼠该节律消失且肠道通透性增加；Clock^Δ19/Δ19小鼠同样表现紧密连接蛋白节律紊乱。

**4.2. 星形胶质细胞与小胶质细胞的昼夜调控**

星形胶质细胞具有CNS中最强的分子时钟之一。AQP4的极化定位和胶质淋巴系统（glymphatic system）流动呈现显著昼夜节律，休息期 polarization 最高。星形胶质细胞胞内Ca²⁺在睡眠期降低，ATP释放亦呈节律性。

小胶质细胞同样受昼夜节律调控，其TNF-α、IL-1β和IL-6等炎症因子释放呈现节律性，峰值出现于 rodent 休息期。核心时钟基因敲减或突变消除上述节律。小胶质细胞吞噬活性呈现昼夜模式，黑暗期（active phase）增强；Bmal1敲减增加海马突触吞噬。小胶质细胞形态亦随昼夜变化，分支复杂性在睡眠期增高，提示监视状态与反应状态的时相转换。

**4.3. 外周免疫系统的昼夜调控**

骨髓和骨骼肌微血管的白细胞黏附与迁移在夜间 active phase 达峰，由交感肾上腺素能神经节律性调控。内皮细胞ICAM-1、VCAM-1、选择素及趋化因子呈现组织特异性昼夜振荡。约8%的巨噬细胞转录组受昼夜调控；NLRP3炎症小体通过时钟依赖的线粒体代谢和ROS产生活化受昼夜调节。

**5. 衰老与脑卒中BBI功能障碍**

**5.1. 衰老对脑卒中后炎症的影响**

"炎性衰老"（inflammaging）特征为IL-6、TNF-α和IL-1β等促炎介质的慢性低度升高。老年小鼠脑卒中后死亡率增高，虽梗死体积相对减小，但出血性转化增加；循环中性粒细胞百分比显著升高，白细胞浸润和中性粒细胞迁移明显增强。衰老还导致紧密连接蛋白组分改变，ZO-1和claudin-5表达降低伴BBI渗漏增加。

**5.2. 衰老诱导的BBI脆弱性**

衰老脑微血管表现为毛细血管密度降低、内皮紧密连接受损和氧化应激增强。内皮型一氧化氮合酶（eNOS）活性随龄下降，NO生物利用度降低，负反馈调节因子caveolin-1（CAV-1）下调，进一步促进内皮功能障碍。紧密连接蛋白膜定位紊乱，内源性IgG外渗增加。周细胞数量减少、形态皱缩， destabilizes 神经血管连接并损害神经血管耦合。

**5.3. 昼夜节律衰老：分子节律性衰退**

衰老导致SCN神经元电同步性减弱、节律性放电减弱。神经递质信号（VIP和GABA）受损，削弱细胞间耦合并降低日常节律稳健性。核心时钟基因表达振幅降低，BMAL1尤为显著；BMAL1缺陷小鼠表现加速的系统衰老表型，包括BBI功能障碍。

炎症环境主动驱动BMAL1衰退：NF-κB亚基RELA直接竞争性抑制BMAL1/CLOCK的E-box转录活性，并通过启动子甲基化抑制BMAL1转录；BMAL1缺失又通过CLOCK依赖机制增强p65磷酸化，进一步放大NF-κB输出，形成炎症与昼夜节律侵蚀之间的自我强化恶性循环。

**6. 整合框架与结论**

**跨物种相位对齐**是领域关键方法学挑战。人类为昼行性动物，而啮齿类为夜行性动物；临床与基础研究的相位对应关系需标准化报告 Zeitgeber Time（ZT）、光-暗周期和饲养条件，以实现数据协调。

**时间治疗学**策略正在兴起。静脉溶栓治疗对昼夜节律敏感：组织纤溶酶原激活物（tPA）与其抑制物PAI-1呈拮抗性昼夜振荡，与晨峰缺血性脑卒中发病时间巧合。日间rt-PA治疗的患者血管再通率和功能预后显著优于夜间。褪黑素及其受体激动剂通过MT1/MT2信号发挥神经保护作用；REV-ERBα激动剂SR9009通过抑制NLRP3介导的神经炎症和Nrf2通路激活产生相位依赖性神经保护。

**体外模型**方面，"BBI芯片"技术整合诱导多能干细胞（iPSC）来源的细胞组分、生理剪切应力和3D基质，可重构人NVU；其长时间连续监测能力与昼夜节律研究的时间尺度兼容。

**知识空白**在于：人类BBI节律性的直接证据有限；高血压、糖尿病和睡眠障碍等合并症对血管时钟功能的干扰及其与衰老的协同作用有待阐明。

**总结而言**，衰老通过抑制分子钟和驱动慢性炎症，功能性与机制性地损害BBI；时钟去同步化与炎症 tone 上升形成前馈循环，逐步扩大脆弱窗口，为老年人群不成比例的脑卒中高风险和严重程度提供机制解释。深入理解细胞与系统水平的时钟-BBI关系，将阐明时间脆弱性的本质并推动新型有效治疗方案的开发。