综述：脑卒中后小胶质细胞脂滴代谢与免疫极化的相互作用：机制与治疗前景

《Cellular and Molecular Neurobiology》：Interaction Between Microglial Lipid Droplet Metabolism and Immune Polarisation After Stroke: Mechanisms and Therapeutic Prospects

本综述系统探讨了脑卒中后小胶质细胞脂滴（LD）代谢与免疫极化之间的动态相互作用及其双重角色。文章深入解析了LD代谢-免疫轴的分子调控网络（涉及PLIN2、TREM2、PPARγ等关键靶点）及其时空特异性，揭示了LD在急性期的保护作用（如抑制氧化应激、铁死亡（ferroptosis）、提供能量缓冲）与亚急性期/慢性期的病理损伤机制（如破坏溶酶体功能、促炎转化）。作者进一步展望了基于此轴的新型生物标志物开发、老药新用（如罗格列酮（rosiglitazone）、伏立诺他（vorinostat））及新药设计（如TREM2激动剂、PLIN2小干扰RNA）等临床转化前景，为卒中精准治疗提供了新范式。

　　

脑卒中后小胶质细胞脂滴代谢与免疫极化的相互作用：机制与治疗前景

引言

脑卒中是全球范围内导致死亡和成人残疾的第二大原因，其病理机制复杂，涉及缺血缺氧诱导的神经炎症、代谢紊乱和氧化应激等过程。作为中枢神经系统的固有免疫细胞，小胶质细胞在卒中后被迅速激活并发生代谢重编程，其功能极化（促炎型/抗炎型）与病理结局密切相关。脂滴（LD）是动态储存中性脂质的细胞器，已成为小胶质细胞能量代谢的核心枢纽，并通过“代谢-免疫”交互网络在卒中后神经炎症调控、氧化应激平衡和组织修复中扮演双重角色，成为连接病理损伤与保护的关键节点。

小胶质细胞中脂滴的结构与组成

脂滴是真核细胞中普遍存在的细胞器，其主要功能是储存甘油三酯（TG）和胆固醇酯（CE）等中性脂质。LD核心由TG和CE等中性脂质构成，表面覆盖单层磷脂（主要是磷脂酰胆碱），并镶嵌多种脂滴相关蛋白，如脂滴包被蛋白Perilipin 2（PLIN2），这些蛋白在LD的形成、生长、分解及与其他细胞器相互作用中发挥重要调控功能。

脂滴代谢-免疫轴的分子调控网络

直接调控机制

LD的稳定性主要由其包被蛋白PLIN2调控。PLIN2通过N端疏水基团锚定在LD单层磷脂膜上，形成物理屏障保护中性脂质核心，其C端结构域可与Comparative gene identification-58（CGI-58）结合，抑制CGI-58与脂肪甘油三酯脂酶（ATGL）形成复合物，从而抑制脂解启动。

自噬溶酶体通路（即脂噬，lipophagy）是清除过量LD的核心机制。自噬体膜蛋白微管相关蛋白1轻链3（LC3）通过其LC3相互作用区与LD表面蛋白PLIN2特异性结合，驱动自噬体对LD的选择性包裹。随后，自噬体与溶酶体融合，溶酶体酸性脂肪酶（LAL）在酸性环境下被激活，将TG水解为游离脂肪酸（FFA）和甘油（Gly）。

TG的合成与分解是LD代谢的核心。脂肪酸经酰基辅酶A合成酶（ACSL）催化生成脂肪酰辅酶A，后者与甘油-3-磷酸酯化生成TG并储存于LD中。TG的水解则由ATGL、激素敏感性脂肪酶（HSL）和单酰甘油脂肪酶（MGL）级联催化，最终释放FFA和甘油。释放的FFA可进入线粒体进行β-氧化生成ATP，或作为配体激活过氧化物酶体增殖物激活受体α（PPARα），抑制NLRP3炎症小体活性。

胆固醇转运系统依赖于ATP结合盒转运体A1（ABCA1）和ABCG1。ABCA1介导游离胆固醇向载脂蛋白A-I（ApoA-I）转运形成新生高密度脂蛋白（HDL），而ABCG1则将过量胆固醇转运至成熟HDL颗粒，完成胆固醇逆转运。脂肪酸的摄取则由脂肪酸转运蛋白CD36介导，其为LD合成提供底物。

间接调控机制

核受体PPARγ激活后，可结合过氧化物酶体增殖物反应元件（PPRE），上调肝X受体α（LXRα）的表达。LXRα进一步结合肝X受体反应元件（LXRE），促进胆固醇外排蛋白ABCA1和ABCG1的转录，形成级联调控网络。同时，PPARγ也能上调ATGL和HSL等脂解酶的活性。

组蛋白去乙酰化酶（HDAC）通过催化组蛋白H3/H4的赖氨酸去乙酰化，降低染色质可及性，从而抑制ABCA1等脂代谢基因的转录，导致LD异常积聚。

髓系细胞触发受体2（TREM2）通过其免疫球蛋白样结构域与载脂蛋白E（APOE）结合，激活下游DNAX激活蛋白12kDa（DAP12）-脾酪氨酸激酶（Syk）信号通路，驱动LXRα核转位，上调ABCA1/ABCG1表达，促进胆固醇外排。同时，TREM2可上调转化生长因子-β1（TGF-β1）表达，激活Smad2/3磷酸化信号，进而下调PLIN2表达，减少LD形成。

长链非编码RNA核旁斑组装转录本1（NEAT1）一方面可招募信号转导与转录激活因子3（STAT3）至自噬相关基因（ATG）启动子区促进其转录，增强脂噬；另一方面可作为miR-150-5p的分子海绵，解除其对动力相关蛋白1（DRP1）的抑制，增强线粒体自噬，间接促进LD代谢。

代谢重编程

卒中后缺氧通过抑制脯氨酰羟化酶稳定缺氧诱导因子-1α（HIF-1α），驱动糖酵解基因（如GLUT1、PDK1）表达以支持快速能量供应。随着卒中进展，细胞内AMP/ATP比值升高激活AMP活化蛋白激酶（AMPK）。AMPK磷酸化雷帕霉素靶蛋白复合物1（mTORC1）的关键组分Raptor，阻断其与底物结合，导致mTORC1活性下降，糖酵解逐渐关闭，脂肪酸氧化（FAO）启动。同时，AMPK磷酸化乙酰辅酶A羧化酶（ACC），抑制丙二酰辅酶A（malonyl-CoA）生成，解除对肉碱棕榈酰转移酶1A（CPT1A）的抑制，加速长链脂肪酸进入线粒体进行β-氧化。AMPK还能增强PPARα的转录活性，PPARα结合FAO相关酶（如中、长链酰基辅酶A脱氢酶）和线粒体生物合成基因（如PPARγ共激活因子-1α）启动子区的PPRE，上调其表达，从而将能量供应模式从糖酵解转向FAO，减少LD积聚。

脂滴代谢对小胶质细胞免疫功能的双重影响

保护机制

在卒中缺血缺氧条件下，小胶质细胞通过表面转铁蛋白受体1过度摄取铁，以及自噬（如ATG5依赖性途径）导致铁蛋白降解增加，引起细胞内游离Fe²⁺积聚，催化芬顿反应产生高毒性羟基自由基（·OH），触发多不饱和脂肪酸（PUFA）脂质过氧化链式反应，驱动铁死亡。

小胶质细胞LD通过多维机制抑制异常氧化应激和铁死亡。LD通过ACSL将促氧化的PUFA转化为TG储存于中性脂质核心，并由PLIN2包被形成物理屏障抑制脂解酶过早激活。LD可直接通过疏水作用结合脂质过氧化产物（如4-羟基壬烯醛（4-HNE）、丙二醛（MDA）），并与CE形成惰性复合物，防止其扩散。LD表面富集谷胱甘肽过氧化物酶4（GPX4）和过氧化氢酶（catalase），GPX4依赖谷胱甘肽（GSH）将脂质过氧化物还原为无毒醇类，过氧化氢酶则分解H₂O₂阻止·OH生成。LD通过表面锚定的铁蛋白捕获游离Fe²⁺并转化为Fe³⁺储存，阻断芬顿反应介导的自由基产生；其核心CE也可通过疏水作用螯合Fe²⁺。此外，LD通过脂噬选择性清除氧化修饰脂质，并依赖LAL水解TG释放能量维持溶酶体功能。

LD作为能量代谢缓冲器，在卒中局部脑组织缺血缺氧时，小胶质细胞通过CD36依赖性脂质摄取机制捕获FFA，经ACSL催化生成脂肪酰辅酶A，进而酯化合成TG储存于LD中，为后续β-氧化提供底物储备。当能量需求增加时，AMPK激活ATGL和HSL级联水解TG释放FFA，FFA通过CPT1A转运至线粒体进行β-氧化生成乙酰辅酶A，进入三羧酸循环和电子传递链最终产生ATP。与糖酵解相比，β-氧化效率更高（每分子棕榈酸产生106个ATP），可显著缓解急性能量危机。

LD通过动态调节促炎和抗炎信号平衡抑制异常炎症。LD将膜磷脂酶A2释放的花生四烯酸（AA）转化为AA-CoA储存于中性脂质核心，并由PLIN2包被形成屏障，阻断AA与环氧化酶-2（COX-2）接触，显著减少前列腺素E₂（PGE₂）和血栓烷A₂（TXA₂）等促炎介质的合成。同时，脂噬选择性清除含促炎前体的LD，LAL水解TG释放的FFA（如油酸）可通过激活游离脂肪酸受体4（FFAR4）增强IL-10的mRNA稳定性，促进抗炎因子IL-10分泌，形成“LD清除-炎症消退”的正反馈环路。TREM2下调PLIN2、促进ABCA1/ABCG1表达防止LD异常积聚，此过程中产生的TGF-β1可抑制核因子κB（NF-κB）和丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）等促炎信号通路激活，减少炎性介质产生，并促进IL-10等抗炎细胞因子表达。PPARγ激活后可结合IL-10基因启动子区的PPARγ反应元件（PPRE），促进IL-10表达。

病理损伤机制

LD异常积聚通过多种机制破坏溶酶体吞噬功能。溶酶体酸性环境（pH 4.5-5.0）是水解酶（如酸性脂肪酶LAL、鞘磷脂酶）功能的关键，由空泡ATP酶（v-ATPase）泵入氢离子维持。LD在溶酶体中异常积聚可抑制v-ATPase活性，导致溶酶体腔碱化（pH > 6.0），溶酶体酶活性显著降低。LD中过量的CE可在溶酶体内结晶，物理损伤溶酶体膜，增加膜通透性，形成“LD积聚-溶酶体功能障碍”的恶性循环。

LD异常积聚加速线粒体活性氧（ROS）产生，导致线粒体内膜通透性转换孔（mPTP）持续开放，膜电位下降超过80%，抑制ATP合成。过量LD积聚的异常副产物可改变CPT1A等关键转运体功能，破坏LD-线粒体相互作用，损害脂肪酸β-氧化过程，最终扰乱细胞能量稳态。

LD异常积聚激活NLRP3炎症小体，驱动促炎细胞因子IL-1β和IL-18成熟分泌，形成持续性神经炎症环境。CE结晶物理损伤溶酶体膜，组织蛋白酶B（CatB）泄漏至胞质，通过内肽酶活性切割NLRP3蛋白的亮氨酸富集重复结构域，解除其自我抑制，促进NLRP3寡聚化和炎症小体组装。同时，CatB可切割Bax蛋白导致线粒体损伤和ROS异常产生。LD积聚抑制脂噬，损害线粒体功能，并阻碍髓鞘碎片、胆固醇晶体和氧化脂质等NLRP3激活剂的清除。炎症激活后，损伤相关分子模式（DAMP）受损，NADPH氧化酶2（NOX2）激活产生ROS，ROS进一步激活NLRP3炎症小体，形成“ROS-炎症”恶性反馈环路，放大炎症反应。

小胶质细胞脂滴的时空特异性

时间特异性

卒中后小胶质细胞LD的代谢和功能具有时间依赖性和动态性。在卒中急性期（卒中后24小时内），LD在小胶质细胞中积聚但未达峰值，细胞呈现抗炎表型。小胶质细胞通过CD36依赖性途径快速摄取FFA，经ACSL催化生成TG储存于LD核心，形成具有代谢缓冲功能的能量储备。此阶段LD结构和功能正常，通过物理隔离促氧化PUFA及其表面抗炎蛋白（如ADRP/PLIN2）的协同作用，维持以抗炎/抗氧化表型为主的微环境稳态。抗炎表型相关基因在卒中发生后立即表达，而促炎表型相关基因在卒中后6小时才开始表达。在急性期，小胶质细胞向抗炎表型的激活趋势强于促炎表型。卒中后24小时，促炎和抗炎表型相关基因表达水平相当，之后小胶质细胞逐渐转向促炎激活状态。

随着疾病进展至亚急性期（卒中后1-14/28天），LD体积增大，PLIN2等脂包被蛋白显著上调并逐渐达峰，此时小胶质细胞极化转向促炎表型。小胶质细胞应激逐渐增加，导致LD异常积聚超过负荷，表现为异常促炎和促氧化状态，同时溶酶体吞噬功能受损，LD及异常产物无法及时清除，形成“吞噬障碍-LD积聚”的恶性循环。小胶质细胞抗炎激活趋势在卒中后3-5天达到峰值，之后其相关基因表达权重开始逐渐下降，至卒中后14/28天恢复至基线水平。

在卒中慢性期（卒中后14/28天后），脂代谢稳态逐步重建，LD数量和体积显著减少，LD相关促炎因子表达下调。促炎小胶质细胞仅存在于特定区域。慢性期，少突胶质细胞和星形胶质细胞等多种胶质细胞被招募至梗死边缘促进胶质瘢痕形成，组织重塑和修复过程启动，脂代谢逐渐恢复平衡，小胶质细胞LD的结构和功能趋于稳定。

空间特异性

卒中后小胶质细胞LD的时空分布和功能异质性在脑组织中表现出显著的空间特异性，这与缺血损伤的严重程度相关，并显著影响神经炎症稳态、代谢平衡和组织修复。

在梗死核心区，小胶质细胞呈现促炎表型，诱导型一氧化氮合酶（iNOS）和PLIN2高表达，伴有大量LD积聚。为适应缺氧环境，小胶质细胞过表达PLIN2和固醇调节元件结合蛋白2（SREBP2）以促进LD合成。但若LD负荷超标，则吞噬功能受损，ROS和促炎因子水平升高，小胶质细胞以促炎为主。浸润的髓系细胞在卒中急性期介入，小胶质细胞分泌趋化因子信号将其招募至梗死区。驻留小胶质细胞是卒中后神经炎症的核心驱动者，浸润髓系细胞是次要效应器。

在梗死周边区，LD代谢呈现动态活性，LD积聚量少于核心区但高于其他区域。靠近梗死核心的区域表现为促炎表型，而远离核心的区域则呈现抗炎表型。该区小胶质细胞的激活状态并非静止，随着卒中病理的进展，这些细胞呈现慢性激活状态。

在非梗死区，小胶质细胞LD较少，保持静息状态。周边和非梗死区的抗炎型小胶质细胞具有充足的氧化代谢能力和高的脂滴周转率，可延缓LD积聚。核心区脂代谢失调驱动LD形成并加剧神经炎症。边缘区脂质的动态变化通过调节小胶质细胞表型转化影响炎症的消退。

LD分布在白质和灰质区域也存在差异。白质区域富含髓鞘脂质，卒中后髓鞘降解增加脂代谢负担。白质区小胶质细胞因持续接触髓鞘碎片更易形成LD，呈现促炎表型。相比之下，灰质区域的神经元-小胶质细胞代谢偶联相对完整，通过乳酸穿梭机制维持氧化代谢能力，该区小胶质细胞LD积聚较少，以静息或抗炎表型为主。

脂滴代谢与小胶质细胞极化

在卒中慢性期，脑实质内会出现一类独特的卒中相关泡沫样小胶质细胞（SAM-foamy）簇。这些细胞高表达脂代谢相关基因，同时上调促炎因子，其转录组和分泌谱呈现明显的促炎倾向。伪时序分析显示，胆固醇代谢基因的上调早于炎症因子的增加，表明胆固醇积聚是驱动小胶质细胞向促炎表型转化的重要早期事件。

在衰老小鼠中，小胶质细胞表现出显著的LD异常沉积和溶酶体功能受损等衰老特征。这些衰老小胶质细胞可被CSF1R拮抗剂选择性清除，后脑中的残留小胶质前体细胞增殖生成新的小胶质细胞填充脑内。新生小胶质细胞的转录组分析显示，LD相关基因（如Plin2）表达下调，细胞内LD体积减小，吞噬能力增强，呈现抗炎表型。衰老小胶质细胞因应激超载导致内部LD异常积聚，而新生小胶质细胞溶酶体吞噬能力强，LD积聚在稳态阈值内，呈现抗炎表型。

卒中前应激诱导小胶质细胞溶酶体酸化功能障碍，导致LD超负荷，进而激活补体通路（如C1q）并释放DAMP，驱动小胶质细胞向促炎表型极化。小胶质细胞感知LD积聚触发的压力信号，激活ATGL介导LD脂解，释放包被的PUFA。环氧化酶将AA等PUFA转化为前列腺素和血栓烷，脂氧合酶将PUFA转化为白三烯和羟基二十碳四烯酸（HETE）。这些脂质信号分子的转化增强了小胶质细胞的铁敏感性和促炎极化。在卒中后期和梗死边缘，小胶质细胞应激减小，溶酶体结构和功能正常，LD积聚在稳态阈值内，LD代谢正常。LD正常降解过程中产生TGF-β1、IL-10等抗炎因子，小胶质细胞呈现抗炎型。小胶质细胞LD通过压力负荷-LD动态-脂源性信号轴精确调控其极化状态，表明LD代谢是决定其极化表型的关键调控节点。

临床转化前景

基于对小胶质细胞LD代谢-免疫轴时空特异性和分子调控网络的深入分析，LD代谢与其极化表型的相关性显示出广阔的临床转化潜力，可能通过减轻长期炎症或再灌注损伤来增强血管再通治疗效果，涵盖诊断、预后评估和治疗研发等多个维度。

生物标志物开发

现有的卒中生物标志物（如神经元特异性烯醇化酶NSE、S100β）可能受多种共病（如动脉粥样硬化、代谢综合征）影响，且血脑屏障（BBB）限制了血液生物标志物反映脑内变化的敏感性。LD直接参与卒中后代谢-免疫调控，其时空特异性积聚和分解可实时反映脑组织损伤与修复状态，提供更直接的中枢神经系统病理测量，避免外周共病对传统血清标志物的混杂效应和BBB的限制。LD积聚的时空特异性有助于通过成像（如近红外成像）实现卒中分期和病灶的精准分层，为个体化治疗提供依据。在预后方面，LD稳态精确调控小胶质细胞极化，与神经功能恢复和并发症（如脑水肿、继发性出血）密切相关。通过关注脑病灶的神经炎症和代谢核心，LD可提供更特异的预后指标，整合传统策略（如影像学梗死体积、血清NSE）可进一步提高预后评估准确性。

老药新用

基于小胶质细胞LD代谢-免疫轴的分子机制，老药新用为卒中治疗提供了快速转化路径。罗格列酮是PPARγ激动剂，主要用于2型糖尿病治疗。缺乏脂蛋白脂酶（LPL KD）的小胶质细胞表现出过度的LD积聚和促炎脂质谱，而PPAR激动剂（包括罗格列酮）处理可挽救这些细胞的LD相关表型，表明罗格列酮可能有益于缓解LD积聚，诱导小胶质细胞呈现抗炎特性，改善卒中结局。伏立诺他是一种泛HDAC抑制剂，主要用于治疗皮肤T细胞淋巴瘤和其他血液恶性肿瘤。HDAC通过表观遗传沉默脂代谢基因驱动小胶质细胞LD异常积聚，加重卒中进程。HDAC抑制剂伏立诺他在卒中中已显示出作为神经保护剂的潜力。老药新用需进一步优化脑递送效率和给药方案，并通过大规模临床试验验证安全性和有效性。

新药研发

新药研发聚焦于小胶质细胞LD代谢的关键调控节点，通过平衡小胶质细胞的保护与损伤效应，实现卒中后神经炎症控制和代谢稳态恢复。当小胶质细胞LD积聚超过稳态阈值时，LD呈现病理损伤表型，触发病理级联反应，加剧神经损伤，恶化卒中预后；而当LD积聚维持在生理阈值内时，则可激活小胶质细胞的神经防御功能。协调小胶质细胞脂滴的合成与分解，调控LD微环境至稳态具有关键治疗价值。

TREM2通过上调ABCA1/ABCG1表达促进胆固醇外排，同时抑制PLIN2介导的异常脂滴积聚。开发小分子TREM2激动剂（如抗体或适配体）可能增强TREM2-DAP12信号通路活性，促进LD动态周转，维持小胶质细胞抗炎表型。基于NEAT1-STAT3-自噬轴，靶向NEAT1的RNA稳定剂或靶向STAT3的磷酸化激活剂可增强脂噬，促进溶酶体依赖性LD清除。

LD直接调控通路也对新药研发具有重要意义。LD包被蛋白PLIN2是LD稳定性的核心分子，其过表达与LD异常积聚密切相关。利用小干扰RNA（siRNA）或反义寡核苷酸抑制PLIN2基因表达，降低LD表面包被蛋白水平，可加速小胶质细胞LD分解。设计模拟LC3相互作用区的多肽，阻断PLIN2与自噬蛋白LC3的结合，解除PLIN2对脂噬的抑制，促进LD的自噬清除。通过重塑细胞代谢微环境诱导小胶质细胞向抗炎表型极化，从而有效缓解卒中后神经炎症并促进组织修复。

然而，靶向药物的全身应用可能影响外周巨噬细胞并导致脱靶效应。亟需开发提高小胶质细胞特异性的递送策略。设计能够穿越BBB并主动靶向小胶质细胞的纳米载体系统（如脂质体、聚合物纳米粒）至关重要。可通过表面修饰BBB受体配体（如抗转铁蛋白受体抗体）促进穿透，并进一步偶联小胶质细胞特异性标志物（如TREM2）的配体或抗体实现精准递送。同时，可根据卒中病灶的病理微环境特征（如低pH、高ROS水平）定制纳米载体的响应性，实现药物在病灶部位的控制释放。应探索BBB通透性增强剂或物理方法的安全性，以促进药物或载体通过BBB进入脑内。

未来发展方向应结合多组学数据（如单细胞脂质组、空间代谢组）分析小胶质细胞LD的异质性，利用基因编辑和纳米递送系统等技术克服BBB限制，实现精准调控和高效靶向，为卒中治疗从机制探索到临床转化提供系统性解决方案。

结论

本综述系统整合了卒中后小胶质细胞LD代谢-免疫轴的双重调控机制及其时空特异性，揭示了LD代谢与小胶质细胞免疫极化之间的相互作用。基于LD代谢-免疫轴调控小胶质细胞极化的分子调控网络显示出巨大的临床转化潜力。尽管在机制研究方面取得了突破，但仍存在一些局限性。近年来，单细胞转录组学等前沿技术的应用揭示了小胶质细胞的一系列特定转录状态。小胶质细胞是一个动态谱系，其表型受脑微环境（如BBB完整性）、疾病阶段、年龄和性别等多种因素调控。同时，卒中期间可能存在驻留小胶质细胞和浸润髓系细胞的混合复杂状态。传统的促炎/抗炎二元极化分类不足以描述小胶质细胞的所有功能和状态。