《Translational Stroke Research》：Ischemic Stroke Increases Protein Expression of the Folate Receptor and One-carbon Enzymes in Brain Tissue From Male and Female Patients
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摘要：卒中是全球第二大常见死亡原因，主要影响65岁以上人群。随着全球人口老龄化，其患病率预计将同步上升。营养是缺血性卒中的可调控风险因素。叶酸、B族维生素和胆碱在一碳代谢（1?C）中发挥核心作用，该代谢网络将营养信号与生物合成、氧化还原稳态、表观遗传学、细胞增
摘要：卒中是全球第二大常见死亡原因，主要影响65岁以上人群。随着全球人口老龄化，其患病率预计将同步上升。营养是缺血性卒中的可调控风险因素。叶酸、B族维生素和胆碱在一碳代谢（1?C）中发挥核心作用，该代谢网络将营养信号与生物合成、氧化还原稳态、表观遗传学、细胞增殖调控及应激抵抗相整合。利用临床前模型，研究人员先前已表明1?C缺乏会导致更差的卒中结局。然而，缺血性卒中对人脑组织中1?C酶的影响尚未被探索。本研究旨在探讨缺血性卒中是否导致男性和女性患者卒中后1?C酶水平的变化。研究人员对缺血性卒中患者和对照者的皮层脑组织切片进行1?C相关酶染色，所有组织均与神经元核（NeuN）和DAPI（4′,6-二脒基-2-苯基吲哚）共染。由两名对实验分组不知情的研究人员评估三种标记物的共定位情况。缺血性卒中增加了神经元中叶酸受体及1?C酶——亚甲基四氢叶酸还原酶（MTHFR）、胸苷酸合酶（TS）和丝氨酸羟甲基转移酶（SHMT）的水平。在男性卒中脑组织中观察到MTHFR、TS和SHMT水平升高，而女性脑组织中叶酸受体和TS水平升高。结果表明，缺血性卒中导致半暗带神经元中FR和1?C酶水平的变化。需要进一步的临床研究来确定是否存在酶活性增加，以及1?C如何影响脑内其他细胞（如胶质细胞和内皮细胞）。
**论文解读：缺血性卒中后脑组织叶酸受体与一碳代谢酶蛋白表达的改变**
**研究背景与问题**
缺血性卒中（ischemic stroke）是全球第二大死因，主要影响65岁以上人群，随着人口老龄化，其发病率预计持续上升。营养作为可调控风险因素，在卒中预防中日益受到关注。同型半胱氨酸（homocysteine）水平升高与心血管疾病风险增加相关，而叶酸、维生素B12等B族维生素通过一碳代谢（one-carbon metabolism, 1?C）途径降低同型半胱氨酸。1?C代谢网络整合营养信号与生物合成、氧化还原稳态、表观遗传调控及细胞增殖，在卒中后病理生理过程中发挥关键作用。既往临床前研究表明，饮食或遗传导致的1?C缺乏会加重动物卒中后结局，但缺血性卒中后人类脑组织中1?C酶蛋白水平的变化及其性别差异尚未明确。此外，卒中在男性和女性中的发病率、症状及代谢反应存在差异，但1?C代谢的性别特异性变化尚不清楚。因此，本研究旨在利用男性和女性患者的死后皮层半暗带脑组织，探讨缺血性卒中是否影响神经元中叶酸受体（folate receptor, FR）及关键1?C酶的蛋白表达水平。
**研究目的**
检测缺血性卒中后男性和女性患者皮层半暗带神经元中FR、亚甲基四氢叶酸还原酶（MTHFR）、亚甲基四氢叶酸脱氢酶1（MTHFD1）、胸苷酸合酶（TS）、丝氨酸羟甲基转移酶（SHMT1）、胆碱乙酰转移酶（ChAT）、乙酰胆碱酯酶（AChE）及胱硫醚-β-合酶（CBS）的蛋白表达变化，并与健康对照比较。
**主要技术方法**
研究人员从Banner Sun Health Research Institute脑与身体捐赠计划获取死后皮层脑组织切片，包括急性缺血性卒中患者（男性和女性）及年龄匹配的健康对照。采用免疫荧光（immunofluorescence）染色技术，使用特异性一抗检测各目标蛋白，并与神经元核标记物NeuN及细胞核染料DAPI共染。共定位分析由两名对实验分组不知情的研究人员通过半定量方法计数，在200×放大倍数下使用FIJI软件进行。样本量基于G*Power计算（效应量d=1.25，α=0.05，统计功效80%），每组3-5例。统计采用双因素方差分析（two-way ANOVA）及Tukey事后检验。
**研究结果**
**1. 女性卒中患者叶酸受体（FR）水平升高**
免疫荧光显示，卒中后皮层神经元中FR水平显著增加（F(1,14)=12.72, p=0.0031）。女性卒中患者FR表达高于健康对照（p=0.021），男性卒中患者未见显著变化。
**2. 男性卒中患者MTHFR水平升高**
MTHFR是1?C代谢中催化叶酸转化为活性形式并促进同型半胱氨酸甲硫氨酸化的关键酶。卒中后神经元MTHFR水平显著升高（F(1,11)=12.72, p=0.029），仅在男性卒中患者中显著高于对照（p=0.038）。
**3. 男性和女性卒中患者MTHFD1水平均升高**
MTHFD1编码三功能酶，参与叶酸转化为DNA合成和甲基化所需成分。卒中后MTHFD1水平显著升高（F(1,14)=9.74, p=0.0075），女性（p=0.0471）和男性（p=0.0413）卒中患者均高于对照。
**4. 男性和女性卒中患者TS水平均升高**
TS催化脱氧尿苷酸（dUMP）转化为脱氧胸苷酸（dTMP），是DNA合成和修复的关键酶。卒中后TS水平显著升高（F(1,13)=22.59, p=0.0004），女性（p=0.013）和男性（p=0.0453）卒中患者均高于对照。
**5. 男性和女性卒中患者SHMT1水平均升高**
SHMT1可逆催化丝氨酸和四氢叶酸转化为甘氨酸和5,10-亚甲基四氢叶酸，支持核苷酸合成和氧化还原平衡。卒中后SHMT1水平显著升高（F(1,12)=9.15, p=0.0085），女性（p=0.003）和男性（p=0.0012）卒中患者均高于对照。
**6. 胆碱代谢相关酶ChAT和AChE受卒中及性别影响**
ChAT催化乙酰胆碱合成，AChE催化其分解。卒中后神经元ChAT水平显著升高（F(1,14)=10.47, p=0.0060），且存在性别差异（F(1,14)=5.39, p=0.036），但无交互作用。AChE水平在卒中后显著升高（F(1,14)=23.31, p=0.0003），性别差异显著（F(1,14)=14.39, p=0.0020），且存在性别与健康状况的交互作用（F(1,14)=4.894, p=0.0441）；男性卒中患者AChE水平显著高于对照（p=0.0006）。
**7. 卒中后CBS水平升高**
CBS催化同型半胱氨酸与丝氨酸缩合生成胱硫醚，是转硫途径的限速酶，有助于清除同型半胱氨酸并合成谷胱甘肽。卒中后神经元CBS水平显著升高（F(1,11)=15.41, p=0.0024），无性别差异（p=0.90）及交互作用（p=0.77）。
**讨论与结论**
本研究首次在人类死后皮层半暗带组织中证实，缺血性卒中后神经元中FR及多种1?C酶蛋白水平上调，且存在性别特异性变化。女性卒中患者FR升高可能反映雌激素的神经保护作用，通过增强营养转运（如叶酸）支持修复；男性卒中患者MTHFR升高可能与睾酮上调该酶活性有关。MTHFD1、SHMT、TS和CBS在男女卒中患者中均升高，提示代谢通量代偿性增加，以支持DNA修复、核苷酸合成、甲基化及抗氧化防御，同时促进同型半胱氨酸解毒。胆碱代谢相关酶ChAT和AChE的变化进一步表明胆碱能系统参与卒中后代谢适应。这些发现与已知的性别差异（如女性卒中后同型半胱氨酸水平较低、男性更易出现叶酸缺乏）一致。研究局限性包括仅分析皮层神经元，未纳入胶质细胞、内皮细胞及其他脑区，且卒中患者与对照间存在年龄差异及脑淀粉样血管病（CAA）患病率差异。未来需结合酶活性检测、血液同型半胱氨酸水平、其他1?C代谢物及DNA甲基化分析，以全面理解1?C代谢在卒中后病理生理及恢复中的作用，为精准医学治疗提供依据。
**研究结论翻译**：本研究表明，缺血性卒中导致男性和女性患者皮层半暗带神经元中FR及1?C酶（MTHFR、MTHFD1、TS、SHMT、CBS、ChAT、AChE）蛋白表达的改变，且存在性别差异。这些变化可能反映卒中后代谢代偿机制，以应对氧化应激、DNA损伤及同型半胱氨酸升高。需要进一步研究以确定酶活性变化及对其他脑细胞类型的影响。
