IGF2BP1通过调控神经元铁死亡和小胶质细胞极化加剧脑缺血/再灌注损伤的机制研究

本研究针对脑缺血/再灌注（I/R）损伤中神经元铁死亡（ferroptosis）和神经炎症加剧的临床难题，揭示了m6A阅读蛋白IGF2BP1通过Keap1/Nrf2/GPX4通路协调神经元铁死亡与小胶质细胞M1极化的分子机制。研究人员通过MCAO小鼠模型和OGD/R细胞模型，结合基因干预和共培养技术，证实IGF2BP1沉默可显著减轻铁超载（Fe2+）、脂质过氧化（MDA）和ROS积累，同时促进小胶质细胞向M2表型转化。该研究为缺血性卒中提供了以RNA表观遗传调控为核心的新型治疗靶点。

　　

缺血性卒中作为全球致残致死的主要病因，其核心病理环节——脑缺血/再灌注（I/R）损伤至今缺乏有效干预手段。尽管血管再通技术已显著改善临床预后，但伴随的神经元铁死亡（ferroptosis）和小胶质细胞过度激活形成的"神经炎症风暴"，仍是制约疗效的关键瓶颈。铁死亡这种新型程序性死亡方式，以铁依赖性脂质过氧化为特征，与神经炎症形成恶性循环：小胶质细胞M1极化释放的促炎因子加速神经元铁积累，而铁死亡产生的活性氧（ROS）又进一步激化神经炎症。与此同时，m⁶A（N6-甲基腺苷）作为大脑中最丰富的RNA表观修饰，其阅读蛋白IGF2BP1在缺血性卒中患者中显著上调，但如何通过调控转录本稳定性参与上述病理过程尚属未知。

为解决这一科学问题，中南大学湘雅医学院附属海口医院的研究团队在《Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Basis of Disease》发表研究，通过多维度实验证实：IGF2BP1作为m⁶A阅读器，通过Keap1/Nrf2/GPX4信号轴同时驱动神经元铁死亡和小胶质细胞M1极化，是脑I/R损伤的关键分子开关。研究采用MCAO小鼠模型模拟临床缺血性卒中，结合氧糖剥夺/再灌注（OGD/R）的细胞模型，运用基因敲降、过表达和共培养技术，系统解析了IGF2BP1在神经-胶质细胞互作中的调控机制。

关键技术方法
研究团队建立MCAO手术诱导的C57BL/6小鼠I/R模型（n=10/组），通过神经功能缺损评分和TTC染色评估损伤程度。体外采用原代海马神经元和小胶质细胞OGD/R模型，通过LPS/IFN-γ诱导M1极化。利用shRNA敲降和过表达载体调控IGF2BP1表达，通过检测Fe²⁺、MDA、GSH和GPX4活性评估铁死亡，流式细胞术分析小胶质细胞表面标志物鉴定极化状态。建立Transwell共培养系统研究神经元-小胶质细胞互作机制。

研究结果

MCAO模型建立
通过改良线栓法成功构建大脑中动脉闭塞模型，术后72小时梗死体积达35.7±3.2%，伴随海马CA1区神经元皱缩和尼氏体消失。

I/R诱导海马神经元铁死亡和神经炎症
MCAO小鼠表现出IGF2BP1表达上调2.8倍，伴随铁死亡标志物改变：Fe²⁺升高3.1倍，MDA增加2.4倍，GSH下降62%。免疫荧光显示Iba1⁺CD86⁺ M1型小胶质细胞比例从Sham组的12%增至47%。

IGF2BP1调控Keap1/Nrf2通路
OGD/R神经元中IGF2BP1敲降使Nrf2核转位增加2.1倍，GPX4活性提升80%，同时Keap1蛋白水平降低57%。相反，Keap1过表达可逆转这些保护效应。

小胶质细胞极化转换机制
IGF2BP1沉默使LPS/IFN-γ刺激的小胶质细胞M2标志物Arg1表达增加3.2倍，促炎因子TNF-α分泌减少68%。共培养实验证实，IGF2BP1缺陷型小胶质细胞可使神经元铁死亡率降低54%。

讨论与意义
该研究首次阐明IGF2BP1通过m⁶A依赖性机制同时协调神经元铁死亡和小胶质细胞极化：一方面通过稳定Keap1 mRNA抑制Nrf2/GPX4抗氧化通路，加剧脂质过氧化；另一方面促进促炎转录本积累，维持M1表型。这种"双靶点"调控模式为理解神经-免疫交互提供了新视角。临床转化方面，针对IGF2BP1的干预策略有望突破现有神经保护剂的局限性，其优势在于同步阻断铁死亡和神经炎症这两个相互放大的病理环节。研究还提示海马区作为认知功能的关键脑区，其铁死亡敏感性可能与卒中后认知障碍密切相关，这为开发兼具神经保护和认知改善功能的疗法指明了方向。