《CNS Neuroscience & Therapeutics》：Tregs Promote Astrocyte-Neuron Lactate Shuttle via Inhibiting STING Pathway to Improve Neurological Recovery After Ischemic Stroke
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本文揭示了调节性T细胞（Treg）在缺血性卒中远期神经功能恢复中的新机制。研究发现，通过IL-2:IL-2抗体复合物（IL-2:IL-2 Ab）增强Treg可显著改善小鼠空间认知、记忆功能和运动协调能力，并促进髓鞘重建和突触可塑性相关蛋白（如PSD95、GAP43、Synaptophysin）表达。机制上，Treg通过抑制干扰素基因刺激因子（STING）通路，上调星形胶质细胞单羧酸转运蛋白4（MCT4）和神经元单羧酸转运蛋白2（MCT2）表达，从而促进星形胶质细胞-神经元乳酸穿梭（ANLS），为神经元重塑提供乳酸能量供应。该研究为卒中免疫治疗提供了新靶点。
背景
缺血性卒中是一种具有高死亡率和致残率的全球性疾病，不仅影响患者的生活质量，也给家庭和社会带来沉重的经济负担。卒中后过度的免疫反应与不良的临床预后密切相关。尽管调节性T细胞（Regulatory T cell, Treg）被认为是关键的免疫调节剂，但其在卒中后神经功能恢复和免疫治疗中的潜在机制尚不清楚。脑活动和神经元重塑需要充足的能量供应。乳酸长期以来被认为是代谢废物和组织受损的标志。然而，最近的研究证实，乳酸也是中枢神经系统中重要的能量底物，可以在病理条件下替代葡萄糖，为神经元修复和重塑提供能量支持。星形胶质细胞-神经元乳酸穿梭（Astrocyte-neuron lactate shuttle, ANLS）是乳酸传递的重要模型，主要涉及星形胶质细胞响应神经元需求产生乳酸，并通过单羧酸转运蛋白（Monocarboxylate transporter, MCT）将其传递给神经元，以满足神经元的能量需求。干扰素基因刺激因子（Stimulator of interferon gene, STING）是先天免疫反应的关键参与者，但其是否与ANLS相关尚不明确。
方法
本研究采用大脑中动脉闭塞（Middle cerebral artery occlusion, MCAO）小鼠模型和体外氧糖剥夺/再灌注（Oxygen–glucose deprivation/reoxygenation, OGD/R）细胞模型。通过腹腔注射IL-2:IL-2抗体复合物增强Treg的数量和功能。使用MCT抑制剂α-氰基-4-羟基肉桂酸（α-cyano-4-hydroxycinnamic acid, 4-CIN）和STING激动剂Vadimezan（DMXAA）进行干预。通过行为学测试（莫里斯水迷宫、旋转棒试验）、组织染色（HE染色、尼氏染色、LFB染色）、免疫荧光、蛋白质印迹、酶联免疫吸附测定、乳酸测定、ATP测定和细胞活力测定等实验，评估神经功能恢复、神经元重塑、ANLS功能以及STING通路相关蛋白的表达。
结果
增加Treg数量改善卒中后远期神经功能恢复
研究发现，在MCAO术后第14天，IL-2:IL-2 Ab处理显著增加了脑组织中CD4+CD25+Foxp3+Treg的比例，并提高了其下游活化因子TGF-β和IL-10的水平。行为学测试表明，Tregs显著改善了卒中小鼠的空间认知、记忆功能和运动协调能力。组织学结果显示，Tregs减轻了海马CA1区和皮质的神经元损伤，增加了神经元存活数量，并促进了髓鞘重建。此外，Tregs还上调了突触可塑性相关蛋白Synaptophysin、PSD95和GAP43的表达。
Tregs通过促进ANLS发挥神经保护作用
免疫荧光和蛋白质印迹分析显示，Tregs显著上调了星形胶质细胞MCT4和神经元MCT2的表达，表明ANLS功能增强。而MCT抑制剂4-CIN逆转了Tregs介导的神经保护作用，包括恶化神经功能评分、减少神经元存活、破坏髓鞘结构以及降低突触可塑性相关蛋白表达。在体外实验中，Tregs与经历OGD/R的星形胶质细胞（C8-D1A）共培养后，其条件培养基能提高神经元（HT22）的乳酸和ATP含量，并增强细胞活力，而4-CIN处理则抑制了这些有益效应。
Tregs通过抑制STING通路促进ANLS
在体实验发现，Tregs降低了星形胶质细胞中STING的表达。STING激动剂DMXAA处理则逆转了Tregs对MCT4和MCT2的上调作用。体外实验进一步证实，Tregs可抑制OGD/R处理的星形胶质细胞中STING蛋白表达及其下游因子IRF3和NF-κB p65的磷酸化。DMXAA处理消除了Tregs对ANLS的增强作用，表现为MCT4和MCT2表达下降，神经元乳酸和ATP含量减少，以及细胞损伤加剧。此外，敲低星形胶质细胞的STING可减少细胞焦亡，改善星形胶质细胞状态，促进乳酸产生，并增强ANLS，从而对神经元产生保护作用。
讨论
本研究阐明了Tregs在缺血性卒中远期神经功能恢复中的重要作用及其新颖机制。Tregs通过抑制星形胶质细胞中的STING通路，促进ANLS，为神经元重塑提供必需的能量底物乳酸，从而改善突触可塑性和神经功能恢复。该发现不仅深化了对卒中后免疫代谢串扰的理解，也为开发以Tregs和STING为靶点的卒中免疫治疗新策略提供了理论依据。
结论
本研究证明Tregs可改善卒中远期脑损伤，增强神经可塑性，促进运动和认知功能恢复。其新机制在于Tregs通过抑制星形胶质细胞STING通路促进ANLS，从而为卒中后神经元修复提供能量供应。这些发现为Tregs作为卒中免疫治疗方法提供了新的理论依据。
