多组学分析表明，THBS1是脑出血后炎症性小胶质细胞状态的调节因子

《Journal of Neuroimmunology》：Multi-omics analyses nominate THBS1 as a regulator of an inflammatory microglial state after intracerebral hemorrhage

　　

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  单细胞分析显示，脑出血后存在THBS1水平较高的炎症性小胶质细胞状态。
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  多组学分析将THBS1确定为脑出血后炎症反应的潜在驱动因子。
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  针对小胶质细胞的Thbs1基因敲低可降低脑出血后的细胞因子水平及组织损伤。
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  抑制Thbs1表达有助于改善实验性脑出血后的长期神经功能恢复。
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  Thbs1转录本上的m6A修饰变化表明脑出血后存在转录后调控机制。

引言

脑出血仍是最严重的中风类型之一，其导致的死亡率和长期残疾率尤其高（Parry-Jones等人，2025）。除了血肿形成带来的直接机械损伤外，继发性脑损伤还会通过氧化应激、水肿、血脑屏障功能受损以及无菌性神经炎症等复杂机制进一步发展。小胶质细胞是最早对出血性损伤作出反应的细胞，它们既会影响组织损伤的程度，也会参与组织修复过程（Chen等人，2024；Fang等人，2025）。然而，简单的二元极化模型无法完全描述脑出血后小胶质细胞的反应特征，因为最新的单细胞研究显示，脑损伤后小胶质细胞会呈现出多种具有不同时间特性和功能特征的转录状态。

近期的单细胞分析以及脑出血相关的空间定位图谱开始揭示急性期、亚急性期和恢复期脑组织中胶质细胞活化的动态变化规律（Gu等人，2024；Xiang等人，2025）。这些研究证实了炎症型、增殖型、吞噬型和修复型小胶质细胞的存在，但尚未完全阐明哪些上游调控因子能在急性损伤期间维持特定细胞状态。识别这类调控因子具有重要意义：其一，有助于区分真正与疾病相关的功能状态和由损伤引发的普遍性转录异常；其二，可为限制继发性组织损伤提供可行的干预靶点，同时避免过度抑制机体的先天免疫防御功能。

N6-甲基腺苷是哺乳动物细胞中最常见的mRNA修饰形式，目前越来越多地被认为是一种能够调控转录本命运、翻译过程以及应激反应的动态因子（Xia等人，2024；Xian等人，2025）。在受损的神经系统中，m6A信号通路与炎症激活、神经元死亡以及小胶质细胞状态转变密切相关（Mao等人，2024；Wu等人，2025a；Zhang等人，2025）。不过，m6A究竟如何调控与脑出血相关的小胶质细胞功能，目前仍不明确。与此同时，血栓反应蛋白-1是一种多功能细胞外基质糖蛋白，已被证实与中枢神经系统中的突触重塑、血管反应以及环境依赖性的炎症调控有关（Li等人，2023b；Sun等人，2018）。THBS1是否代表了脑出血特有的小胶质细胞状态，以及转录后的m6A修饰是否会影响其表达水平，这些都是目前尚未解决的问题。

在本研究中，我们整合了公共的单细胞RNA测序数据、批量RNA测序数据，并通过体内和体外实验进行验证，旨在识别与急性脑出血相关的小胶质细胞功能特征。我们首先将THBS1视为脑出血后第3天出现的炎症性小胶质细胞状态的潜在调控因子，随后检测了在小胶质细胞中敲低Thbs1基因的功能效应，同时还分析了损伤后Thbs1转录本是否存在动态的m6A修饰。我们的研究结果支持这样一种模型：THBS1会促进急性脑出血相关小胶质细胞的炎症表型，而m6A修饰则可能是调控Thbs1表达时间进程的转录后机制。

章节要点

单细胞RNA测序分析

单细胞RNA测序数据来源于Sequence Read Archive中的PRJNA954751项目（包含假手术组和胶原酶诱导脑出血后第3天的样本）（Liu等人，2024a；Liu等人，2024b），以及Gene Expression Omnibus数据库中的GSE167593项目（包含假手术组和胶原酶诱导脑出血后第14天的样本）（Ding等人，2024）。在分析过程中，排除了那些检测到的基因数量超过7000个、线粒体基因占比超过20%、表达基因数量少于300个，或者存在重复特征的细胞。细胞的身份是通过已知的标记基因进行标注的。

scRNA-seq发现急性脑出血中存在炎症性MG3小胶质细胞群

为了解析脑出血后小胶质细胞状态的变化，我们首先分析了来自胶原酶诱导脑出血后第3天脑出血周围纹状体的公共scRNA-seq数据集（PRJNA954751）。经过质量控制和批次效应校正后，通过无监督聚类分析，我们在受损脑组织中识别出了八种主要的细胞群体，包括小胶质细胞、内皮细胞、中性粒细胞、脉络丛上皮细胞、中枢神经系统相关巨噬细胞、T细胞、树突状细胞以及B细胞（图1A–C）。这些细胞群体中

讨论

本研究通过多组学分析方法，研究了脑出血中具有促炎作用的小胶质细胞亚群MG3。scRNA-seq分析发现MG3细胞具有较高的Thbs1表达水平，且其基因表达谱与炎症通路高度相关。批量RNA测序和WGCNA分析则将Thbs1确定为与MG3细胞相关的关键调控因子。在条件性敲低Thbs1基因后，炎症标志物的表达水平及细胞因子生成量均有所下降，CD206基因的表达水平上升，神经炎症反应减轻，神经功能恢复状况也得到改善。此外，Thbs1 mRNA还存在m6A超甲基化现象

结论

多组学数据的整合分析以及后续实验验证都表明，急性脑出血确实存在THBS1水平较高的炎症性小胶质细胞状态。敲低小胶质细胞中的Thbs1基因可以减轻炎症性损伤，进而促进神经功能恢复，这说明THBS1在脑出血后的继发性脑损伤过程中起着重要的功能作用。此外，Thbs1转录本上存在动态的m6A修饰现象，这提示可能存在一种转录后调控机制，未来需要在更深入的机制研究中加以验证。

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CRediT作者贡献说明

张大为：文章撰写——初稿撰写、实验验证、研究实施、正式数据分析。杨健：文章撰写——初稿撰写、研究方法设计、研究实施。邱友佳：软件应用、研究方法设计、研究概念构建。李海英：数据整理、研究概念构建。朱洪军：研究指导、资源提供。李翔：软件应用、研究方法设计、研究概念构建。余正权：文章撰写——审阅与修改、研究指导、资金筹集。陆金鑫：文章撰写——审阅与修改、数据可视化处理、项目管理工作。

伦理声明

所有动物实验均获得了江苏省苏州大学第一附属医院动物实验伦理委员会的批准（审批编号为2022466），实验操作严格遵循《实验动物护理和使用指南》以及ARRIVE 2.0标准。所有体内实验均使用8–10周龄、体重为23–25克的雄性C57BL/6J小鼠。选择雄性小鼠主要是为了减少激素因素带来的差异，但这一选择也限制了研究结果的普遍适用性。

资金支持

本研究得到了江苏省科学技术专项资金（社会发展重点研发计划）[BE2023712]以及苏州医学技术创新项目-临床前沿方向[SKY2022002]的支持。这些资助机构并未参与本研究的设计、数据收集、数据分析、结果解读、论文撰写，也未对是否发表本文提出任何建议。

利益冲突声明

作者声明，他们不存在任何可能影响本研究结果的已知财务利益关系或个人关系。

致谢

作者感谢苏州大学第一附属医院为本研究提供的实验平台支持。

Dawei Zhang|Jian Yang|Youjia Qiu|Haiying Li|Hongjun Zhu|Xiang Li|Zhengquan Yu|Jinxin Lu