FOXO1驱动血肿内CD8+ T细胞代谢重编程促进脑出血后血肿周围水肿扩张的机制研究

《Cellular & Molecular Immunology》：FOXO1-driven metabolic reprogramming of hematomal CD8+ T cells drives the expansion of perihematomal edema following intracerebral hemorrhage

本研究聚焦脑出血(ICH)后血肿周围水肿(PHE)扩张的免疫机制，揭示了急性期血肿内CD8+ T细胞通过FOXO1驱动的代谢重编程（糖酵解活化）和功能重塑（IFN-γ分泌增强），进而激活小胶质细胞加剧神经炎症的关键通路。该发现为早期血肿清除和靶向T细胞的免疫治疗提供了理论依据。

　　

当脑血管突然破裂导致血液涌入脑实质形成血肿，这场被称为脑出血(ICH)的急症不仅会直接破坏脑组织，更会引发连锁的二次损伤。其中，血肿周围水肿(PHE)的快速扩张如同在伤口上撒盐，加剧颅内压力并导致神经功能恶化。尽管医学界早已观察到脑出血后免疫细胞会迅速向血肿区域聚集，但这些细胞在血肿内部经历了怎样的变化？它们又如何影响周围脑组织的命运？这些问题始终笼罩在迷雾之中。

以往的研究多聚焦于外周免疫细胞或脑内的胶质细胞，而对血肿本身这一特殊的"细胞反应炉"关注不足。更关键的是，临床中为清除血肿而使用的组织纤溶酶原激活物(tPA)可能提前激活免疫细胞，使得我们难以看清它们在自然状态下的真实面貌。因此，揭示血肿内免疫细胞在脑出血超急性期(24小时内)的动态变化，成为理解PHE发生机制和寻找治疗新靶点的关键。

发表于《Cellular & Molecular Immunology》的研究论文首次将目光投向了血肿内的CD8⁺ T细胞。研究人员通过单细胞免疫图谱分析发现，在脑出血发生后的24小时内，CD8⁺ T细胞在血肿中快速聚集并发生深刻的表型转化。这些细胞不仅表现出更强的干扰素-γ(IFN-γ)产生能力和迁移能力，还展现出显著的糖酵解特征。这种代谢适应和功能重编程与转录因子FOXO1密切相关。进一步的研究表明，这些经过"改造"的CD8⁺ T细胞能够迁移至血肿周围组织，通过产生IFN-γ激活小胶质细胞，从而加剧神经炎症和PHE扩张。最终，清除血肿内的CD8⁺ T细胞或特异性敲除其FOXO1基因，都能显著减轻脑出血小鼠的脑水肿和神经功能缺损。

为深入探索这一科学问题，研究团队整合了多种先进技术方法。他们收集了脑出血患者发病24小时内的血肿和外周血样本，通过10x Genomics平台进行单细胞RNA测序(scRNA-seq)和T细胞受体测序(scVDJ-seq)，并结合流式细胞术分析免疫细胞组成和功能。同时，利用脑出血小鼠模型，通过免疫组化、RNAscope原位杂交、海马代谢分析仪检测细胞糖酵解水平等技术，多层次验证临床发现。此外，还建立了体外小胶质细胞与CD8⁺ T细胞共培养体系，直接观察细胞间相互作用。

单细胞测序揭示脑出血超急性期血肿内CD8⁺ T细胞的早期聚集

通过对患者样本的单细胞分析，研究人员发现血肿内免疫细胞组成发生显著改变，其中CD8⁺ T细胞比例明显升高（占28.1%），而B细胞比例下降。流式细胞术进一步证实了这一趋势，显示血肿内T细胞（尤其是CD8⁺ T细胞）的显著富集。

血肿内CD8⁺ T细胞的转录组谱改变

研究人员将CD8⁺ T细胞分为四个亚群，发现脑出血患者血肿中的CD8⁺ T细胞主要向CD8_GNLY效应亚群分化，高表达GNLY、GZMB等效应基因。伪时间轨迹分析显示，这一分化过程伴随着IFN-γ和CXCR4等基因表达的上调，表明细胞效应功能和趋化能力增强。

血肿内CD8⁺ T细胞的代谢重编程与功能改变

差异表达基因分析显示，血肿内的CD8_GNLY亚群上调了糖酵解相关基因（LDHA、PGK1等），同时炎症相关基因（IFNG、GZMB）和趋化因子受体CXCR4表达增加。功能实验证实这些细胞具有更高的糖酵解活性和IFN-γ分泌能力，但细胞毒性功能部分减弱，呈现独特的活化-存活平衡状态。

FOXO1调控血肿内CD8⁺ T细胞的状态

通过转录因子分析，研究发现FOXO1在血肿内CD8⁺ T细胞中特异性高表达。RNAscope检测证实脑出血患者血肿周围组织中存在FOXO1阳性的CD8⁺ T细胞浸润，表明FOXO1是调控这些细胞适应血肿微环境的关键因子。

CD8⁺ T细胞通过IFN-γ-IFNGR通路激活小胶质细胞

对患者血肿周围组织的单细胞数据分析发现，浸润的CD8⁺ T细胞高表达IFNG，且与小胶质细胞存在强烈的细胞间通讯。体外共培养实验证实，血肿来源的CD8⁺ T细胞可通过分泌IFN-γ诱导小胶质细胞向促炎表型转化。

清除CD8⁺ T细胞或敲除FOXO1基因减轻脑出血损伤

在脑出血小鼠模型中，清除血肿内CD8⁺ T细胞或特异性敲除CD8⁺ T细胞的FOXO1基因，均能显著减少PHE体积、改善神经功能评分，并降低小胶质细胞的活化水平。这些结果明确了血肿内CD8⁺ T细胞在脑出血病理过程中的关键作用。

本研究首次揭示了脑出血超急性期血肿内CD8⁺ T细胞通过FOXO1驱动的代谢重编程获得独特功能状态，进而迁移至血肿周围组织激活小胶质细胞，最终加剧PHE和神经功能损伤的全新机制。这一发现不仅深化了对脑出血后免疫病理机制的理解，更重要的是为临床治疗提供了新的思路：早期血肿清除可能通过去除这一"免疫细胞改造中心"而阻断恶性炎症循环；针对CD8⁺ T细胞或FOXO1的靶向治疗有望成为脑出血免疫干预的新策略。尽管研究在样本纵向追踪和细胞迁移机制方面存在局限，但它无疑为改善脑出血这一高死亡率疾病的临床预后开辟了新的研究方向。