《Frontiers in Malaria》：How do pro-inflammatory cytokines alter miRNA profiles in brain endothelial cells? Mechanisms, consequences, and therapeutic strategies for blood-brain barrier protection
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血脑屏障（BBB）是体循环与中枢神经系统之间的关键界面，其完整性对维持脑稳态至关重要。在神经炎症与感染过程中，肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、干扰素-γ（IFN-γ）等促炎细胞因子可显著改变脑内皮细胞的分子特征，包括其微小RNA（miRNA）表达谱。本综述系统
血脑屏障（BBB）是体循环与中枢神经系统之间的关键界面，其完整性对维持脑稳态至关重要。在神经炎症与感染过程中，肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、干扰素-γ（IFN-γ）等促炎细胞因子可显著改变脑内皮细胞的分子特征，包括其微小RNA（miRNA）表达谱。本综述系统整合现有证据，证实TNF-α与IFN-γ可诱导人脑内皮细胞发生特异性miRNA改变，进而调控紧密连接蛋白、黏附分子及炎症信号通路。这些细胞因子诱导的miRNA改变通过多种机制参与BBB功能障碍：破坏连接复合物、增强白细胞黏附与跨内皮迁移、激活促炎级联反应。阐明上述miRNA介导的调控网络可为感染性疾病中BBB完整性保护提供潜在治疗靶点，其中脑疟相关研究进一步凸显了miRNA干预策略的转化潜力。
1 引言
血脑屏障（BBB）是一类高度特化的神经血管结构，负责调控血液与中枢神经系统（CNS）之间的分子及细胞交换。脑微血管内皮细胞构成BBB的解剖学基础，其特征性结构包括紧密连接、黏附连接及限制性旁细胞通透性的特异性转运系统。由 claudin、occludin、连接黏附分子等跨膜蛋白组成的细胞间连接，通过闭锁小带（ZO）蛋白等支架蛋白锚定至细胞骨架。在感染性疾病与神经炎症条件下，BBB完整性受损，可促进病原体侵入、免疫细胞浸润及CNS稳态破坏。TNF-α与IFN-γ是感染与炎症过程中介导BBB功能障碍的关键介质，由活化的免疫细胞产生后可直接作用于脑内皮细胞，改变其表型与屏障特性：TNF-α呈剂量依赖性增加旁细胞通透性并促进病原体跨BBB穿透；IFN-γ则诱导脑微血管内皮细胞发生显著的形态与功能改变，包括Ⅱ类主要组织相容性复合体抗原的表面表达及大分子物质通透性升高。近年研究揭示，长度约22 nt的非编码小RNA——miRNA，可通过转录后调控基因表达，在细胞因子调控脑内皮细胞功能中发挥关键作用。miRNA通过与靶mRNA的3’非翻译区互补序列结合，诱导翻译抑制或mRNA降解，已成为生理与病理条件下内皮屏障功能的多效调节因子，其表达异常已被证实存在于多种伴随内皮连接丢失与屏障破坏的神经疾病中。本综述聚焦TNF-α与IFN-γ对人脑内皮细胞miRNA表达谱的调控作用，及其在感染相关BBB破坏中的分子机制，整合了人脑微血管内皮细胞系（hCMEC/D3）、原代培养人脑微血管内皮细胞及神经炎症/感染动物模型的研究证据，旨在为开发靶向保护BBB完整性的治疗策略提供理论基础。
2 促炎细胞因子破坏BBB的分子机制
2.1 脑内皮细胞内的细胞因子信号通路激活
TNF-α与IFN-γ通过激活多条胞内信号通路介导其对屏障功能与炎症反应的影响。核因子-κB（NF-κB）通路是细胞因子诱导内皮活化的核心中介：TNF-α与其受体结合后触发IκB激酶（IKK）复合物活化，导致IκB蛋白磷酸化降解，进而促进NF-κB核转位并诱导包括黏附分子、趋化因子、细胞因子在内的促炎基因转录。NF-κB相关的内皮基因模块在神经炎症条件下表达上调，富集炎症与内皮-间质转化特征；抑制NF-κB可阻断细胞因子诱导的内皮形态重塑、脂质蓄积及连接破坏，提示NF-κB是细胞因子诱导BBB功能障碍的关键节点。丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）通路（包括细胞外信号调节激酶（ERK）、JNK、p38 MAPK）同样被TNF-α与IFN-γ激活，调控基因转录、蛋白合成、细胞存活及凋亡等过程，在BBB功能障碍中介导紧密连接破坏、黏附分子表达及基质金属蛋白酶（MMP）生成，例如TNF-α诱导的人脑微血管内皮细胞中MMP-9表达即由Ca2+/CaMKII/ERK/NF-κB信号轴介导。糖原合成酶激酶-3β（GSK3β）是新近发现的细胞因子诱导BBB功能障碍的关键调节因子，抑制GSK3β可通过调控miRNA表达及激活Wnt/β-连环蛋白（β-catenin）信号通路恢复屏障完整性并降低黏附分子表达，其中miR-27a-3p即通过下调GSK3β激活Wnt/β-catenin通路，进而上调claudin-5与occludin表达。此外，脑内皮细胞中的组织非特异性碱性磷酸酶（TNAP）活性可通过ROCK通路维持屏障完整性，TNF-α与IFN-γ处理可显著降低内皮TNAP活性，通过细胞骨架重塑及ROCK1/2表达上调导致BBB功能障碍。
2.2 紧密连接蛋白调控
TNF-α与IFN-γ通过多重机制靶向紧密连接蛋白复合物破坏BBB完整性。二者可通过下调claudin-5、occludin、ZO-1等关键连接分子的表达与改变其亚细胞定位负向调控细胞间接触，其中claudin-5作为脑内皮细胞中最丰富的紧密连接蛋白，对细胞因子介导的下调尤为敏感。体外BBB模型研究显示，TNF-α处理呈浓度依赖性降低claudin-5表达并改变其定位，恢复时间取决于细胞因子浓度。其调控机制涵盖转录与转录后水平：转录层面，TNF-α与IFN-γ激活的信号通路抑制紧密连接蛋白基因转录；转录后层面，细胞因子诱导的miRNA直接靶向紧密连接蛋白mRNA，诱导其降解或翻译抑制，例如miR-155靶向claudin-1导致其下调及ZO-1在细胞连接处重组。除表达降低外，细胞因子还可诱导连接蛋白从细胞间接触部位向胞质重分布，该过程由JNK、蛋白激酶C（PKC）等通路介导，这些通路可磷酸化紧密连接蛋白并促进其内化；TNF-α与IFN-γ联合处理可导致ZO-1与VE-钙黏蛋白重分布，同时破坏紧密连接与黏附连接，最终增加旁细胞通量并损害屏障功能。半胱天冬酶在细胞因子诱导的屏障破坏中也发挥重要作用：低浓度TNF-α与IFN-γ可激活caspase-3与caspase-9，导致旁细胞通透性增加与连接复合物重分布但不诱发凋亡；高浓度细胞因子则可完全激活caspase-3/7，诱导内皮细胞凋亡及屏障彻底崩溃，这种剂量依赖性效应提示细胞因子水平是决定BBB功能障碍程度与可逆性的关键因素。
2.3 黏附分子表达与白细胞 trafficking
TNF-α与IFN-γ通过上调内皮黏附分子促进白细胞黏附与跨BBB迁移，显著诱导脑内皮细胞表面细胞间黏附分子-1（ICAM-1）、血管细胞黏附分子-1（VCAM-1）及E-选择素的表达，进而驱动白细胞滚动、牢固黏附及跨内皮迁移的多步招募过程。白细胞跨内皮迁移本身即可破坏连接复合物并增加旁细胞通透性，TNF-α通过同时增强白细胞黏附与内皮屏障通透性，为免疫细胞浸润创造旁细胞途径；体外BBB模型研究证实，TNF-α刺激可显著增加单核细胞对内皮细胞的黏附与迁移，该过程与黏附分子及炎性趋化因子的上调密切相关。此外，炎性细胞因子刺激可诱导脑内皮细胞释放微粒，进一步参与屏障功能障碍与白细胞 trafficking：这些微粒携带claudin-1、claudin-3、claudin-5、occludin、VE-钙黏蛋白等BBB连接蛋白，其中顶端微粒（AMPs）损害BBB内皮溶质通透性，基底外侧微粒（BMPs）影响平滑肌收缩性；两类微粒的释放分别受Rho相关蛋白激酶（ROCK）、钙蛋白酶及胆固醇耗竭等不同分子通路调控。
3 脑内皮细胞中细胞因子诱导的miRNA表达改变
3.1 TNF-α诱导的miRNA改变
TNF-α暴露可显著重塑脑内皮细胞的miRNA表达谱。miRNA表达谱研究揭示，TNF-α刺激人脑微血管内皮细胞可导致123种miRNA下调、193种miRNA上调。其中最一致的发现是let-7家族成员与miR-98在TNF-α处理后的原代人脑微血管内皮细胞中表达上调，二者靶向CCL2（MCP-1）、CCL5（RANTES）等炎性分子，提示其可能作为负反馈机制限制过度炎症。在外周内皮细胞研究中，TNF-α可诱导miR-31与miR-17-3p分别靶向E-选择素与细胞间黏附分子-1（ICAM-1），尽管此类研究未在脑内皮细胞中开展，但为跨血管床保守的细胞因子-miRNA调控机制提供了重要线索；此外，miR-125a-5p在脑内皮细胞中表达上调，可通过下调TNF-α介导的ICAM-1表达减少单核细胞跨内皮迁移。
3.2 IFN-γ与细胞因子联合效应
IFN-γ单独或联合TNF-α可在脑内皮细胞中诱导独特的miRNA表达谱，其中二者联合处理因更贴近神经炎症时CNS免疫应答的细胞因子共表达特征而具有重要生理意义。联合处理较单一细胞因子更能诱导显著的炎性内皮表型，并伴随特征性的miRNA表达改变。miR-155是研究最深入的细胞因子响应性miRNA，可被TNF-α与IFN-γ联合处理快速强烈诱导，通过靶向细胞间连接复合物与黏着斑结构的多个组分调控神经炎症时的脑内皮屏障功能；转录组分析显示，miR-155在人脑微血管内皮细胞中过表达可下调390个转录本，显著富集于翻译、黏着斑及内皮细胞间连接复合物相关的生物学过程。miR-146a是另一重要的细胞因子响应性miRNA，在TNF-α与IFN-γ处理后表达上调，其在多发性硬化（MS）活动期病灶微血管及实验性自身免疫性脑脊髓炎（EAE）小鼠脊髓中均呈高表达；与促屏障破坏的miR-155不同，miR-146a通过抑制RhoA、活化T细胞核因子5（NFAT5）、IL-1受体相关激酶1（IRAK1）、TNF受体相关因子6（TRAF6）等多个靶点发挥保护作用，抑制NF-κB活化并降低黏附分子表达，进而负向调控T细胞对脑内皮细胞的黏附。TNF-α单独处理与联合处理的差异效应凸显了脑内皮细胞中细胞因子-miRNA网络的复杂性：联合处理对屏障通透性、细胞-基质接触及转运系统的协同效应，部分由miRNA表达改变介导，进而影响脑内皮细胞对炎性刺激的应答能力。
3.3 miRNA应答的时间动力学
细胞因子诱导的miRNA改变的时间动力学特征，对理解从急性炎性应答到慢性屏障功能障碍的进展至关重要。时间进程研究显示，细胞因子暴露后可识别三个特征性的调控阶段：早期应答（6–12小时内）以miR-155、miR-146a等炎性响应miRNA的快速上调为特征，二者作为炎性信号通路的即时调节因子发挥作用；中期应答（12–48小时）表现为早期应答miRNA的持续表达，同时出现调控连接蛋白与屏障完整性的新增miRNA，此阶段促屏障破坏与保护miRNA的平衡决定BBB功能障碍的程度；晚期应答（48小时后）可能涉及代偿机制，包括let-7、miR-98等保护性miRNA的上调，试图恢复屏障功能并限制过度炎症。miRNA应答的时间模式受细胞因子浓度、暴露时长及其他炎性介质存在与否等多因素影响，高浓度细胞因子或长期暴露可能压倒代偿机制，导致持续性屏障功能障碍甚至内皮细胞凋亡，明确上述时间动力学特征对确定miRNA干预的最佳治疗窗口具有重要意义。
4 整合框架：细胞因子特异性、情境特异性和疾病特异性的miRNA效应
本研究提出三级整合框架，区分（i）细胞因子特异性、（ii）情境特异性、（iii）疾病特异性效应，同一miRNA可归属多个层级，其所属层级决定研究结果的解释方式。细胞因子特异性效应指在特定体外系统中，miRNA表达直接受TNF-α和/或IFN-γ调控，与疾病背景无关，典型代表包括miR-155、miR-146a、let-7/miR-98家族、miR-125a-5p及miR-let-7i，其信号输入（miR-155/miR-146a主要为NF-κB，miR-98/let-7为STAT1协同信号）及连接/黏附分子mRNA靶点在脑内皮细胞中已得到验证。情境特异性效应指细胞因子诱导的miRNA改变的方向与幅度依赖于细胞因子浓度、暴露时长、共刺激及研究的血管床类型：低剂量TNF-α主要诱导可逆性紧密连接重组，miR-155发挥主导作用；高剂量或TNF-α/IFN-γ长期共暴露则转向半胱天冬酶介导的屏障崩溃，伴随部分独特的miRNA特征；部分黏附调控miRNA（如miR-31、miR-17-3p）在脐静脉内皮细胞等外周内皮细胞中发现，尚未在脑内皮细胞中正式验证，体现了血管床本身的情境差异；miR-155/miR-146a的早期诱导与let-7/miR-98的延迟诱导等时间动力学特征也属于情境特异性范畴，决定了细胞因子对屏障的最终效应是促进破坏还是保护，此类发现不应被视为脑内皮细胞中普遍存在的细胞因子效应。疾病特异性效应指在病理状态下，TNF-α/IFN-γ信号与病原体或组织来源的其他信号共同重塑内皮miRNA图谱：脑疟在细胞因子背景下叠加了 sequestratin驱动的內皮活化及寄生虫来源细胞外囊泡的影响；缺血性卒中叠加缺氧，后者可诱导miR-210及miR-212/132；多发性硬化则叠加慢性IFN-γ暴露与自身免疫T细胞信号。因此同一miRNA在不同疾病中可能呈现保护或破坏屏障的双重角色，后续章节将应用该框架展开论述。
5 miRNA对BBB完整性的调控
本节纳入的多个miRNA最初在缺血性卒中、多发性硬化、创伤性脑损伤或缺氧模型中鉴定，而非纯粹TNF-α/IFN-γ刺激的脑内皮细胞模型，但因这些疾病状态均涉及TNF-α与IFN-γ信号参与内皮病理生理过程，且多数讨论的miRNA已被证实在脑或外周内皮细胞中响应这些细胞因子，或直接作用于细胞因子调控的连接与黏附分子靶点，故予以纳入。
5.1 促屏障破坏miRNA
miR-155是脑内皮细胞中研究最充分的促屏障破坏miRNA，如前所述，其被TNF-α与IFN-γ强烈诱导，靶向 annexin-2（ANXA2）、claudin-1（CLDN1）、细胞分裂控制蛋白40同源物（DOCK1）、syntenin-1（SDCBP）等连接复合物与黏着斑组分，过表达可模拟细胞因子诱导的连接重组与通透性增加，而miR-155敲除小鼠在神经炎症模型中BBB渗漏显著减轻。miR-210在新生儿缺氧缺血性脑损伤中被鉴定为促屏障破坏miRNA，该场景涉及缺氧与TNF-α/NF-κB信号交汇，其与细胞因子驱动屏障损伤的关联是基于机制的推断而非脑内皮细胞TNF-α/IFN-γ刺激的直接证据；miR-210通过靶向紧密连接组装与维持相关的多个基因，抑制连接蛋白表达并破坏BBB完整性。miR-143在甲基苯丙胺滥用背景下被证实可损害BBB完整性，沉默miR-143可保护屏障功能。miR-15a/16-1簇在缺血性卒中中参与BBB功能障碍，内皮特异性缺失该簇可改善屏障功能，其机制涉及靶向维持内皮连接与调控血管通透性的基因。N6-甲基腺苷（m6A）修饰的miR-494-3p在颅内动脉粥样硬化中通过靶向紧密连接蛋白1（TJP1）损害BBB。上述miR-143、miR-15a/16-1簇及miR-494-3p主要在非细胞因子主导的疾病模型中表征，因作用于TNF-α/IFN-γ调控的相同连接靶点而被纳入，但其与脑内皮细胞中这些细胞因子的直接关联仍有待证实，属于前述框架中的情境特异性效应。缺氧诱导的miR-212/132通过抑制人与小鼠脑微血管内皮细胞中的紧密连接相关蛋白改变BBB完整性，在缺氧条件下上调并通过靶向连接组装与稳定性相关基因参与屏障破坏。
5.2 促屏障保护miRNA
miR-98与let-7g是研究最充分的促屏障保护miRNA，TNF-α暴露后可诱导原代人脑微血管内皮细胞中二者表达上调，靶向炎性分子CCL2与CCL5；过表达let-7与miR-98可减少白细胞黏附与迁移，降低促炎细胞因子表达，增加BBB紧密性，减轻神经炎症状态下的屏障渗漏。miR-98在小鼠缺血/再灌注卒中模型中进一步验证了保护作用，其通过靶向炎性反应与内皮活化相关基因，保护BBB完整性并改善神经功能结局。miR-126-3p与miR-126-5p是内皮富集的miRNA，在维持血管完整性中发挥重要作用，过表达二者可减轻小鼠大脑中动脉阻塞模型的BBB破坏，其保护机制涉及调控内皮细胞增殖、迁移与血管生成，维持紧密连接蛋白表达并降低炎性反应。miR-29a-5p通过调控NLRP3通路减轻创伤性脑损伤诱导的BBB破坏，其通过结合NLRP3的3’UTR靶向并负调控其表达，过表达可降低内皮细胞通透性，增加跨内皮电阻（TEER），提升ZO-1与occludin蛋白含量；miR-29b在缺血性卒中中同样可抑制炎症并保护BBB完整性。其他保护性miRNA包括调控脑内皮细胞间连接蛋白表达及屏障通透性的miR-27a-3p；通过靶向同源盒A5调控脑缺血诱导BBB通透性的miR-130a；永久性大脑中动脉阻塞后通过Tie-2调控BBB通透性的miR-150；通过调控PI3K/Akt信号减轻缺血性卒中后BBB破坏的miR-199a-5p；以及卒中后调控BBB紧密连接稳定的miR-132/212。在上述保护性miRNA中，仅miR-98/let-7与miR-146a被证实在脑内皮细胞中直接响应TNF-α和/或IFN-γ；miR-126、miR-29a-5p、miR-130a、miR-150、miR-199a-5p等主要在中风与创伤模型中表征，其在脑内皮细胞中对这些细胞因子的反应性为推断结果，因它们汇聚于TNF-α与IFN-γ作用的连接与炎症通路而被保留，需注意这一区别。
5.3 反馈调控机制
miRNA对BBB完整性的调控涉及复杂的反馈机制，试图在炎症挑战下维持稳态。重要的反馈机制之一是炎性细胞因子诱导保护性miRNA的表达：如前所述，TNF-α既可诱导miR-155等破坏性miRNA，也可诱导let-7、miR-98等保护性miRNA，提示内皮细胞启动代偿反应以限制过度炎症并保护屏障功能。这些反馈机制的时间动力学至关重要：破坏性miRNA的早期上调可能是启动免疫应答及允许可控白细胞向CNS迁移所必需的，但其持续表达可导致病理性屏障破坏；保护性miRNA的延迟上调则可能代表恢复稳态、防止过度屏障崩溃的尝试。miRNA还参与炎性信号通路的反馈调控，例如miR-146a由NF-κB活化诱导，随后靶向NF-κB通路的关键组分IRAK1与TRAF6，形成限制NF-κB过度活化与炎性反应的负反馈环路；类似地，TNF-α诱导的靶向黏附分子的miRNA可提供白细胞招募的反馈控制。促破坏与促保护miRNA的平衡决定了对BBB完整性的净效应：健康状态或轻度炎症时，保护性miRNA可能占主导，在炎症挑战下仍能维持屏障功能；但在重度或慢性炎症时，破坏性miRNA可能压倒保护机制，导致持续性屏障功能障碍。理解这些反馈调控机制对开发偏向屏障保护的治疗策略至关重要。此外，细胞外囊泡（包括外泌体）作为细胞间通讯的重要介质，可在细胞间转移miRNA：骨髓基质细胞来源的外泌体携带miR-21a-5p，可减轻缺血性卒中的BBB损伤与出血转化，其通过上调claudin-5、occludin、ZO-1表达，经miR-21a-5p靶向炎症通路发挥保护作用，凸显了外泌体递送治疗性miRNA以保护BBB完整性的潜力。
6 脑疟中的BBB破坏：miRNA治疗的启示
脑疟（CM）由恶性疟原虫（Plasmodium falciparum）感染引起，是以严重BBB功能障碍为核心特征的神经系统并发症。其发病机制涉及感染红细胞在脑微血管中的 sequestratin、内皮活化及强烈的炎性反应，TNF-α与IFN-γ在CM发病中起核心作用，其对脑内皮细胞的部分效应由miRNA失调介导。研究比较恶性疟原虫感染红细胞与TNF-α对人脑内皮细胞的作用，发现二者对炎症与屏障完整性通路的调控存在差异：TNF-α诱导高水平内皮活化但仅轻微增加通透性，而感染红细胞则导致脑内皮细胞通透性显著升高，优先诱导内质网应激反应，提示寄生虫诱导的信号独立于TNF-α效应，是CM中BBB破坏的主要驱动因素。miR-155已被特异性证实参与CM发病：TNF-α与IFN-γ刺激可诱导人脑内皮细胞中miR-155上调，导致紧密连接蛋白ZO-1重组及内皮通透性增加，claudin-1是其候选靶点；此外，恶性疟原虫感染红细胞来源的细胞外囊泡含有miR-451a，被内皮细胞内吞后与内皮 caveolin-1表达降低相关。
6.1 sequestratin驱动与单纯细胞因子内皮活化的差异
体外单纯细胞因子刺激脑内皮细胞可产生相对均一的促炎表型：NF-κB与STAT1活化、ICAM-1/VCAM-1上调、轻微紧密连接重组及第3节所述的经典miR-155/miR-146a应答。而CM中感染红细胞（iRBCs）在脑微血管中的 sequestratin 增加了单纯细胞因子模型未涵盖的三个独立输入：首先，细胞黏附由PfEMP1变异体直接结合内皮受体（如内皮蛋白C受体（EPCR）、ICAM-1）介导，其本身即可激活胞内信号、抑制保护性蛋白C通路，并在无TNF-α参与下启动内皮活化；其次，iRBCs触发显著的内质网应激反应及旁细胞通透性增加，其程度超过单纯TNF-α处理，尽管TNF-α诱导的转录组活化程度相当；第三， sequestratin部位细胞因子释放的空间局限性导致局部极高细胞因子浓度，无法被均质体外细胞因子暴露模型模拟。功能上，这意味着hCMEC/D3细胞中TNF-α/IFN-γ刺激表征的miR-155驱动紧密连接重塑仅为CM内皮应答的一个组成部分，寄生虫特异性信号贡献了单纯细胞因子刺激无法模拟的额外miRNA改变，仍需深入研究。
6.2 寄生虫来源细胞外囊泡与宿主细胞因子的内皮miRNA联合调控
寄生虫来源细胞外囊泡（EVs）与宿主细胞因子是脑内皮miRNA网络的平行且部分重叠的输入源。iRBC来源的EVs可被内皮细胞体外摄取，并转移miR-451a及其他Ago2–miRNA复合物，下游效应包括caveolin-1表达降低及屏障功能改变；这些EV递送的miRNA无需细胞因子信号即可进入内皮细胞，但其下游靶点（如caveolin-1）调控的内皮型一氧化氮合酶（eNOS）与ICAM-1信号均为TNF-α调控通路。感染红细胞及CM患者来源的EVs还富集miR-let-7i、miR-150与miR-146a，而这些miRNA在脑内皮细胞中也可被TNF-α/IFN-γ独立诱导，提示同一miRNA可由寄生虫外源性递送与宿主细胞因子内源性诱导双重调控。脑与肺内皮细胞暴露于恶性疟原虫感染红细胞的转录组比较分析进一步表明，EV递送miRNA与细胞因子诱导miRNA产生不同但部分重叠的mRNA靶标组，联合应答导致的屏障破坏是任一单独刺激无法复现的。这种调控的组合性质具有实际治疗意义：中和iRBC-EVs不一定能逆转宿主细胞因子驱动的miRNA组分，反之亦然。
6.3 体外BBB miRNA特征与人类CM的一致性
核心转化问题是体外细胞因子刺激BBB模型中鉴定的miRNA改变是否能在人类CM样本中复现，现有证据喜忧参半。miR-155作为hCMEC/D3细胞中对细胞因子诱导最稳健的miRNA，在小鼠实验性CM（ECM）中一致升高：循环外泌体miR-155随ECM病程进展而上调，miR-155缺陷可保护BBB完整性，antagomir-155可降低暴露于乌干达CM患儿血清的微血管的血管渗漏；但在横断面人类队列中，血浆或EV中miR-155并未持续区分CM与单纯性疟疾，多项研究报告结果无统计学差异或方向不一致。miR-451a在iRBC来源EVs中可靠富集，且在多个队列中与疾病严重程度相关，但因其在红细胞中普遍高表达，限制了其作为CM标志物的特异性。miR-21-5p、miR-126与miR-150均与细胞因子信号及屏障功能存在合理的机制关联，印度成人队列中升高的血浆miR-21-5p与miR-3158-3p与CM严重程度相关，但其在非洲儿童队列中的表现尚待确立。总体而言，体外细胞因子刺激BBB模型的miRNA特征在人类CM样本中部分而非完全复现：机制性小鼠研究中miR-155具有强跨系统一致性，但循环miR-155作为临床生物标志物的相关性较弱。
6.4 实验模型、人类队列与人群间的不一致性
多种因素导致实验性CM鉴定的miRNA特征与人类临床样本检测结果存在差异，直接影响候选分子的筛选。首先，CBA或C57BL/6小鼠感染伯氏疟原虫（Plasmodium berghei）ANKA诱导的ECM由CD8+T细胞依赖、IFN-γ富集的病理驱动，未能完全模拟人类CM以iRBCs sequestratin及血小板/单核细胞聚集为核心的特征；miR-155即为典型例证：其在小鼠ECM中是BBB功能障碍的稳健介质，但在人类样本中结果一致性较低，一项详细的儿科CM分析未发现miR-155为最具鉴别力的miRNA之一。其次，人类队列在年龄（非洲儿童vs亚洲成人）、寄生虫负荷、合并症（HIV、贫血、镰状血红蛋白）及采样时机（相对于起病时间）等方面存在显著差异，均会影响循环miRNA谱；miR-451a再次印证了这一点，其表达随血红蛋白基因型及疾病严重程度变化。第三，检测区室至关重要：组织或微血管miRNA改变可能无法反映在血浆、总EVs或外周血单个核细胞中，而这些均是临床研究常用的替代样本。这些因素反对直接将小鼠ECM的miRNA候选分子外推至人类CM，需在研究中明确标注每个miRNA的实验系统、验证类型及临床相关性。
7 讨论与未来方向
本综述整合的证据表明，TNF-α与IFN-γ可诱导人脑内皮细胞发生特异性miRNA改变，在感染与神经炎症介导的BBB功能障碍中发挥关键作用。这些细胞因子诱导的miRNA改变影响内皮生物学多个方面，包括紧密连接蛋白表达、黏附分子上调、炎性信号通路激活及白细胞 trafficking。促屏障破坏miRNA（如miR-155、miR-210、miR-143、miR-15a/16-1）与促屏障保护miRNA（如miR-98、let-7、miR-146a、miR-126、miR-29a/b、miR-27a-3p）的鉴定，为理解BBB功能障碍的分子机制及开发靶向干预策略提供了框架。当前研究凸显若干核心主题：细胞因子诱导miRNA应答的时间序列（第3.3节）及其反调控网络（第5.3节）共同决定屏障的最终效应及干预的治疗窗口；细胞因子对脑内皮细胞的作用具有情境依赖性，受浓度、暴露时长、其他炎性介质存在及特定疾病背景等因素影响，恶性疟原虫感染红细胞与TNF-α对脑内皮细胞的不同效应即凸显了病原体特异性机制的重要性；miRNA可通过细胞外囊泡在细胞间转移，为远程调控脑内皮细胞功能提供了机制，也为理解发病机制及开发治疗递送策略开辟了新途径。靶向miRNA以保护或恢复BBB完整性具有巨大的治疗潜力，可行策略包括：使用反义寡核苷酸（antagomiRs）或锁核酸（LNA）抑制剂抑制促屏障破坏miRNA（如miR-155）；使用合成模拟物或外泌体递送系统递送促屏障保护miRNA（如卒中模型中exosomal miR-21a-5p的成功应用已提供概念验证）；调控miRNA表达的上游信号通路（如NF-κB、GSK3β），通过抑制这些通路使miRNA表达偏向保护表型。将miRNA疗法从临床前研究转化为临床应用仍面临诸多挑战：体内递送至脑内皮细胞受限于BBB对多数治疗剂的阻隔，需借助纳米颗粒、外泌体或聚焦超声等策略增强递送；需仔细评估脱靶效应，因单个miRNA可调控数百个靶基因，细胞类型特异性递送或可最小化此类效应；需针对不同疾病背景确定miRNA干预的最佳时机与疗程。未来研究方向应包括：在不同疾病背景（病毒、细菌、寄生虫感染及无菌性神经炎症）下全面表征脑内皮细胞的miRNA表达谱，单细胞RNA测序技术可揭示内皮细胞群内miRNA应答的异质性；开展机制研究以鉴定并验证更多与BBB功能相关的miRNA靶点；探索miRNA与其他非编码RNA（如长链非编码RNA（lncRNA）、环状RNA（circRNA））的相互作用，后者可能作为竞争性内源RNA（ceRNA）调控miRNA活性；在CNS感染与神经炎症性疾病的临床前模型中开发并测试miRNA疗法，评估不同递送方法、给药方案及联合治疗策略；鉴定血液或脑脊液中可作为BBB功能障碍指标并指导干预的miRNA生物标志物；研究miRNA调控BBB功能的物种差异，以提升动物模型研究结果向人类疾病的转化价值。将miRNA生物学与BBB研究的新兴领域（如周细胞、星形胶质细胞在屏障维持中的作用，代谢功能障碍对屏障破坏的贡献，肠-脑轴对神经炎症的影响）相整合，将提供更全面的BBB稳态与疾病调控认知；采用系统生物学方法模拟细胞因子、miRNA、信号通路及细胞应答间的复杂相互作用，对识别可靶向治疗的关键调控节点至关重要。
8 待解决问题
尽管在细胞因子诱导脑内皮细胞miRNA失调领域已取得显著进展，若干关键问题仍未得到解答：调控脑内皮细胞中细胞因子诱导miRNA表达的精确转录机制是什么？不同转录因子（NF-κB、AP-1、STATs）如何协同产生特定的miRNA表达模式？miRNA网络如何与其他调控层（包括lncRNA、circRNA）相互作用，以精细调控BBB对炎症挑战的应答？不同脑内皮细胞群的miRNA应答异质性程度如何？这种异质性如何导致BBB区域易感性差异？能否针对不同疾病背景确定miRNA干预的最佳治疗窗口？实现体内靶向脑内皮细胞递送并最小化脱靶效应的最有效策略是什么？miRNA序列、表达模式及靶基因的物种差异如何影响动物模型研究结果向人类疾病的转化？循环miRNA谱能否作为BBB功能障碍的可靠生物标志物，并指导CNS感染或神经炎症患者的个体化干预？
9 结论
血脑屏障是外周免疫系统与CNS之间的关键界面，其在感染与神经炎症过程中的功能障碍可导致严重的神经系统发病率与死亡率。本综述系统整合现有证据，证实促炎细胞因子TNF-α与IFN-γ可通过诱导人脑内皮细胞特异性miRNA改变，经多重机制介导BBB破坏。促屏障破坏miRNA（miR-155、miR-210、miR-143、miR-15a/16-1、miR-494-3p、miR-212/132）与促屏障保护miRNA（miR-98、let-7、miR-146a、miR-126、miR-29a/b、miR-27a-3p、miR-130a、miR-150、miR-199a-5p、miR-132/212）的鉴定，为开发靶向治疗策略奠定了基础。细胞因子、miRNA、信号通路及细胞应答间的复杂互作凸显了采用系统水平方法理解BBB调控的必要性。miRNA参与的反馈调控机制试图在炎症挑战下维持稳态，但在重度或慢性炎症时可能被压倒。细胞因子效应的情境依赖性（受浓度、时长及疾病特异性机制影响）强调了针对不同临床场景制定个体化治疗策略的重要性。脑疟研究为miRNA疗法保护BBB完整性提供了转化潜力证据：利用外泌体等载体抑制破坏性miRNA或递送保护性miRNA，为治疗开辟了新途径。然而，在递送效率、特异性、干预时机及临床转化等方面仍存在显著挑战。未来研究需整合miRNA生物学与神经血管单元功能的其他维度，采用单细胞测序、系统生物学建模等先进技术，并开展严格的miRNA疗法临床前测试，以充分实现该领域的临床治疗潜力。最终，深入阐明细胞因子诱导的脑内皮细胞miRNA失调机制，将推动精准医学策略的发展，为CNS感染与神经炎症性疾病患者保护BBB完整性并改善预后。
