铜死亡相关基因Gls在脑出血后免疫调控及神经保护中的关键作用

为解决脑出血(ICH)后铜死亡(cuproptosis)机制不明的问题，苏州大学第一附属医院团队通过生物信息学分析发现7个铜死亡相关差异基因(CuDEGs)，其中Gls表达下调可能通过减少谷氨酸毒性及调节CD4+ T细胞浸润发挥神经保护作用。该研究为ICH治疗提供了新靶点，发表于《Cellular and Molecular Neurobiology》。

　　

脑出血(ICH)作为致死率最高的卒中类型，其治疗手段至今仍十分有限。当血液突然涌入脑实质，不仅会造成机械性损伤，随之而来的神经炎症和细胞死亡更是导致预后不良的元凶。近年来，一种新型程序性细胞死亡方式——铜死亡(cuproptosis)引起了科学家们的注意。这种由铜离子异常积累触发的死亡模式，与三羧酸循环(TCA)中脂酰化蛋白的异常堆积密切相关。有趣的是，铜死亡已在骨关节炎和糖尿病肾病等疾病中被证实与氧化应激相关，但它在ICH中的角色仍是一片空白。

苏州大学第一附属医院神经外科团队通过整合GSE228222和GSE200575小鼠ICH模型数据，结合GSE24265人源样本验证，首次揭示了铜死亡相关基因在ICH中的调控网络。研究人员采用Combat算法消除批次效应，通过limma包筛选差异表达基因(DEGs)，并与已知12个铜死亡相关基因(CRGs)取交集，最终锁定7个关键CuDEGs。免疫浸润分析采用CIBERSORT和ssGSEA算法，实验验证则通过qRT-PCR和免疫组化(IHC)完成。

GEO数据合并与DEGs鉴定
整合6个ICH和6个对照样本后，共识别8,254个DEGs，其中Gls等7个基因与铜死亡显著相关。热图显示这些基因在ICH中普遍下调。

功能富集分析
GO分析显示DEGs富集于自噬和突触功能，KEGG通路则集中在MAPK和P53信号。引人注目的是，CuDEGs特异性关联丙酮酸代谢和柠檬酸循环——这正是铜死亡的核心代谢路径。

免疫细胞浸润评估
CIBERSORT揭示ICH样本中M0/M1巨噬细胞和初始CD8⁺ T细胞增加，而静息NK细胞和CD4⁺ T细胞减少。基因-免疫相关性分析发现Gls与CD4⁺ T细胞呈正相关，提示其可能通过CCL28等趋化因子调控淋巴细胞募集。

CuDEGs鉴定与验证
在7个关键基因中，谷氨酰胺酶(Gls)表现尤为突出。作为谷氨酸合成的限速酶，其下调可能通过减少兴奋性毒性发挥保护作用。qRT-PCR证实ICH小鼠脑组织中Gls表达显著降低，人源样本也呈现相同趋势。免疫组化显示Gls蛋白在出血周边区域明显减少。

该研究首次构建了ICH后铜死亡-免疫调控的分子网络，提出Gls可能通过双重机制改善预后：一方面减少谷氨酸介导的神经元兴奋性毒性，另一方面调节CD4⁺ T细胞介导的炎症反应。值得注意的是，Gls与趋化因子CCL26/CCL28的强相关性为理解神经-免疫对话提供了新视角。尽管临床转化仍需解决时空特异性调控等挑战，但这项研究为开发靶向铜死亡的神经保护策略奠定了理论基础。