针对上述问题，首都医科大学宣武医院郝峻巍团队通过多维度实验技术，揭示了胆固醇代谢重编程在小胶质细胞介导的慢性神经炎症中的核心作用，并提出靶向胆固醇代谢的治疗策略。该团队发现，缺血损伤会诱导小胶质细胞形成“卒中相关泡沫样小胶质细胞（SAM-foamy）”集群，这类细胞因胆固醇蓄积呈现持续促炎表型；同时证实通过基因编辑过表达胆固醇代谢关键酶CYP46A1，或使用抗HIV药物依非韦伦（EFV）激活CYP46A1，可促进胆固醇清除、抑制慢性炎症，进而改善卒中后神经修复。该文章于2025年9月23日以《Cholesterol metabolic reprogramming mediates microglia-induced chronic neuroinflammation and hinders neurorestoration following stroke》为题发表于《Nature Metabolism》（DOI：10.1038/s42255-025-01379-7）。

（1）缺血性卒中后小胶质细胞在急慢性期均参与神经炎症，且慢性期活化持续存在

大脑中动脉闭塞（MCAO）后14天、30天、90天、180天，小鼠脑内仍有广泛持续病灶且髓鞘损伤显著（图1a,b）；MCAO后3天、7天、30天、90天、180天，病灶区IBA1⁻¹小胶质细胞数量增加且活化持续，30天及以后堆积更明显（图1c,d）。图1e为脑梗死及小胶质细胞形态示意图；急慢性期小胶质细胞呈动态形态转变，MCAO 后各时间点IBA1⁺细胞胞体体积增大、突起长度缩短（图1f–h）。人类缺血性卒中患者病灶核心区小胶质细胞也存在形态改变与数量堆积（图1i）；MCAO 后3天、30天、90天，CD11b^c胶质细胞中Tnf、Il1b等炎症基因上调（图1j），“免疫反应”“炎症反应”通路在急慢性期均显著富集，慢性期富集程度未弱于急性期（图1k）。

图1.MCAO后小胶质细胞引发持续的脑内炎症反应：（a）急慢性期MCAO小鼠脑病灶T2加权MRI；（b）病灶体积定量；（c）各时间点IBA1免疫染色（右为病灶核心高倍图）；（d）IBA1⁺细胞数定量；（e）脑梗死及小胶质细胞形态示意图；（f）病灶区小胶质细胞形态（星号标泡沫样）；（g）IBA1⁺细胞胞体体积定量；（h）IBA1⁺细胞突起长度定量；（i）人类卒中患者与健康对照IBA1染色对比；（j）炎症基因热图；（k）GSEA 炎症 / 免疫通路富集

（2）慢性期持续清除小胶质细胞可改善卒中后神经功能缺损与脑损伤

MCAO后14天起给小鼠喂食含PLX5622（小胶质细胞清除剂）的饲料至74天，期间评估神经功能并分析脑损伤（图2a）。PLX5622处理21天、60天，小鼠脑内同侧及对侧半球IBA1⁺小胶质细胞数量均显著减少（图2b,c）。PLX 处理组小鼠MCAO后74天旋转棒坠落潜伏期延长，35天、74天足失误率降低（图2d,e）；Y迷宫新臂探索占比、新物体识别探索占比均更高，认知功能改善（图2f,g）。74天T2加权MRI显示处理组脑内病灶体积更小，髓鞘碱性蛋白（MBP）染色证实处理组纹状体区MBP丢失面积更少，白质修复增强（图2h,i）。

图2 慢性期持续清除小胶质细胞改善卒中诱导的神经功能缺损：（a）PLX5622处理及检测时间线；（b）各时间点IBA1免疫染色图像；（c）IBA1⁺细胞数量定量；（d）旋转棒实验潜伏期定量；（e）足失误率定量；（f）Y 迷宫新臂探索时间占比；（g）新物体识别实验探索时间占比；（h）74 天T2加权MRI图像及病灶体积定量；（i）纹状体区MBP染色及丢失面积定量

（3）MCAO诱导小鼠慢性期小胶质细胞发生胆固醇代谢重编程

MCAO后急性期（3天、7天）小胶质细胞内脂质droplet积累极少，慢性期（14天、30天、90天）显著增加，90天达峰值（（图3a,b）。假手术组与MCAO后3天、30天、90天小胶质细胞脂质谱聚类差异显著，呈时间依赖性改变（图3c）；MCAO后小胶质细胞内胆固醇酯（如CE18:0、CE20:4）及游离胆固醇水平均升高，慢性期升高幅度大于急性期（图3d,e）。MCAO后14天、30天、90天病灶区出现大量胆固醇晶体，30天、90天可见针状晶体，90 天晶体数量约 1200 个 /mm²，假手术组及急性期几乎无晶体（图 3f,g）；MCAO后小胶质细胞中胆固醇代谢相关基因动态变化，如Soat1在3天、30天、90天上调，Nceh1在30天、90天上调，Abca1、Abcg1、Apoe慢性期高表达（图3h）；“胆固醇代谢”通路在MCAO后3天、30天、90天均显著富集（图3i）。

图3.MCAO 诱导慢性期小胶质细胞胆固醇代谢重编程：（a）BODIPY 与 IBA1 共染色显示小胶质细胞脂质droplet积累；（b）BODIPY⁺面积定量；（c）小胶质细胞脂质谱PCA分析；（d）胆固醇酯水平小提琴图；（e）游离胆固醇水平小提琴图；（f）PLM与IBA1共染色显示胆固醇晶体；（g）胆固醇晶体数量定量；（h）胆固醇代谢相关基因表达热图；（i）GSEA显示胆固醇代谢通路富集情况

（4）MCAO慢性期诱导“卒中相关泡沫样小胶质细胞（SAM-foamy）”集群形成

通过磁珠分选（MACS）分离MCAO后90天小鼠同侧半球CD11b⁺细胞，采用 10× Genomics 平台进行单细胞RNA测序（图4a）。假手术组与 MCAO 组小胶质细胞UMAP聚类差异明显，共鉴定出8个小胶质细胞亚群（图4b）；其中2个为SAM-foamy集群，高表达Apoe、Lpl等脂质代谢与吞噬相关基因，2个为稳态小胶质细胞（主要来自假手术组），高表达 Tmem119、P2ry12等稳态标志物（图 4c）。MCAO组中SAM-foamy集群占比约30%，假手术组几乎无该集群（图4d）；UMAP 基因表达图清晰展示Apoe与Tmem119的表达差异（图 4e）。初级SAM-foamy集群高表达Ccl5、Tnf等促炎因子，次级SAM-foamy集群高表达C1qa、C3等补体相关基因（图4f）；拟时序分析显示，小胶质细胞分化中胆固醇代谢相关基因（Apoe、Lpl、Tspo）先表达升高，随后炎症相关基因（Ccl3、Cxcl10）上调，提示胆固醇积累可能先于炎症激活，驱动小胶质细胞促炎表型（图4g,h）。

图4.MCAO慢性期诱导SAM-foamy小胶质细胞集群形成：（a）scRNA-seq 实验流程；（b）小胶质细胞 UMAP 聚类；（c）各亚群特征基因表达小提琴图；（d）各小胶质细胞亚群比例；（e）关键基因（Apoe、Tmem119等）的UMAP表达分布；（f）各亚群炎症相关基因表达热图；（g）小胶质细胞拟时序分化轨迹；（h）拟时序过程中胆固醇代谢与炎症基因的表达趋势

（5）脑内注射胆固醇（游离或晶体）可诱导小胶质细胞持续活化与神经炎症

向小鼠脑实质直接注射胆固醇晶体（CC）或游离胆固醇，观察其对小胶质细胞活化的影响（图5a）。注射胆固醇晶体后14天、30天、90天、180天，注射区IBA1⁺细胞数量显著高于生理盐水对照组，且活化状态持续（图5b,c）。胆固醇晶体注射组髓鞘损伤面积显著大于对照组，提示白质修复受阻（图5d,e）；注射90天后，处理组小胶质细胞中Il1b、Ccl4、Cxcl10等炎症基因显著上调（图5f）；GSEA与GO富集分析证实，处理组小胶质细胞中“炎症反应”“免疫反应”通路显著富集，验证胆固醇沉积与慢性神经炎症的直接关联（图5g,h）。

图5.脑内注射胆固醇晶体诱导小胶质细胞介导的慢性神经炎症：（a）胆固醇晶体注射实验设计；（b）各时间点IBA1免疫染色图像；（c）IBA1⁺细胞数量定量；（d）MBP 染色图像；（e）MBP 损伤面积定量；（f）炎症基因表达热图；（g）GSEA 显示炎症/免疫通路富集；（h）GO通路富集分析

（6）小胶质细胞特异性过表达Cyp46a1改善卒中后神经修复

通过Cx3cr1-CreER与R26-LSL-Cyp46a1小鼠杂交，构建小胶质细胞特异性Cyp46a1敲入（cKI）小鼠（图6a）；实验timeline显示，他莫昔芬诱导Cyp46a1表达（MCAO前19天连续注射5天，术后35天再注射1次），MCAO后通过行为学、MRI、电镜等评估效果（图6b）。Cyp46a1-cKI小鼠MCAO后28天、42天、56天、74天旋转棒潜伏期延长，足失误率降低（图6c,d）；Y迷宫新臂探索占比、新物体探索占比均更高（图6e,f）。74天T2加权MRI示cKI组病灶体积更小（图6g,h）；MBP染色示cKI组纹状体MBP丢失面积减少（图6i,j）；透射电镜示cKI组髓鞘G比值降低，髓鞘完整性改善（图6k,l）。cKI组小胶质细胞内脂质droplet面积更小，小胶质细胞中Tnf、Il1b等炎症基因下调（图6m-o）。

图6.小胶质细胞特异性过表达Cyp46a1改善卒中后神经缺损：（a）Cyp46a1-cKI小鼠构建策略；（b）实验时间线；（c）旋转棒潜伏期定量；（d）足失误率定量；（e）Y 迷宫新臂探索占比；（f）新物体识别探索占比；（g）74天MRI图像；（h）病灶体积定量；（i）MBP染色图像；（j）MBP丢失面积定量；（k）髓鞘电镜图像；（l）G比值定量；（m）小胶质细胞脂质droplet染色；（n）脂质 droplet面积定量；（o）炎症基因表达热图

（7）依非韦伦（EFV）激活CYP46A1、可促进卒中后神经修复

EFV通过激活CYP46A1，将胆固醇转化为可跨血脑屏障的24S-羟基胆固醇，促进胆固醇清除（图7a）；实验timeline显示，MCAO后7天开始每日口服EFV，持续至74天（图7b）。EFV 处理组MCAO后28天、56天、74天足失误率降低，56天、74天旋转棒潜伏期延长（图7c，d）；Y迷宫新臂探索占比、新物体探索占比均更高（图7e,f）。74天MRI示处理组病灶体积更小（图7g,h）；MBP 染色示处理组纹状体MBP丢失面积减少（图7i,j）；电镜示处理组髓鞘G比值降低，髓鞘修复增强（图7k,l）。EFV处理组小胶质细胞内脂质droplet面积更小，小胶质细胞中Tnf、Il1b等炎症基因下调（图7m-o）。

图7.EFV激活CYP46A1促进卒中后神经修复：（a）EFV作用机制示意图；（b）实验时间线；（c）足失误率定量；（d）旋转棒潜伏期定量；（e）Y迷宫新臂探索占比；（f）新物体识别探索占比；（g）74天MRI图像；（h）病灶体积定量；（i）MBP 染色图像；（j）MBP丢失面积定量；（k）髓鞘电镜图像；（l）G 比值定量；（m）小胶质细胞脂质droplet染色；（n）脂质droplet面积定量；（o）炎症基因表达热图