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这篇综述系统阐述了微小RNA（miRNA）在脑卒中后认知障碍（PSCI）中的核心调控机制。文章指出，多种miRNA在脑缺血后表达异常，通过调控氧化应激、细胞死亡、神经炎症、血脑屏障（BBB）及髓鞘修复等关键病理过程，驱动PSCI的进展。该文总结了相关miRNA的作用、靶基因及信号通路，并探讨了其作为早期诊断生物标志物和潜在治疗靶点的前景，为PSCI的精准管理提供了理论依据与研究新方向。
在神经系统疾病领域，脑卒中后认知障碍（PSCI）是一个日益严峻的公共卫生挑战。它作为一种常见且严重的卒中后并发症，不仅显著降低患者的生存质量与预期寿命，也给家庭和社会带来沉重负担。然而，目前临床上尚缺乏针对PSCI的特效药或高效治疗策略，其诊断也主要依赖认知评估和神经影像学，存在主观性强、特异性不足等局限。这促使科学家们不断探索新的生物标志物和治疗靶点。近年来，一类名为微小RNA（miRNA）的小分子非编码RNA，因其在疾病调控网络中的核心作用，成为PSCI研究的前沿热点。
脑卒中后认知障碍的病理生理学概览
要理解miRNA如何发挥作用，首先需要了解PSCI复杂的病理基础。PSCI通常在卒中后3-6个月内发生，其临床表型与脑损伤的部位和范围密切相关。关键区域如基底节、丘脑、胼胝体、内囊、扣带皮层及额枕束的损伤都可能导致认知功能障碍。此外，既有的脑小血管病特征，如腔隙性梗死、白质高信号、脑微出血等，会加剧卒中后的认知衰退。阿尔茨海默病相关病理，如内侧颞叶萎缩和β-淀粉样蛋白沉积，也可能与卒中病灶产生协同效应，加速认知恶化。
在分子和细胞层面，缺血引发了一系列级联反应：脑低灌注和能量代谢衰竭导致ATP产生减少，离子泵功能失调，神经元和胶质细胞去极化，细胞外谷氨酸过度积累引发兴奋毒性。谷氨酸过度激活N-甲基-D-天冬氨酸受体（NMDARs），导致细胞内Ca2+超载，激活线粒体和胞质内的钙依赖性酶，并促进活性氧（ROS）生成。由此产生的氧化应激不仅损害脂质、蛋白质和DNA，还会破坏线粒体功能，最终导致神经元凋亡和坏死。兴奋毒性和氧化应激进一步放大神经炎症反应，促炎细胞因子如肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素-1β（IL-1β）和IL-6释放增加，外周免疫细胞浸润脑实质。尽管炎症有助于清除坏死组织，但持续或过度的激活会驱动病理性胶质细胞过度活化，破坏神经网络完整性，并阻碍修复过程。此外，缺血-再灌注损伤通过ROS积累和基质金属蛋白酶（MMP）激活加剧血脑屏障（BBB）破坏。BBB的崩解使得免疫细胞和有害分子更容易进入脑实质，从而形成一个损伤与炎症相互加剧的恶性循环。
卒中并非一个静态的局部损伤，而是启动了一个高度动态且随时间演变的病理生理事件级联。从急性期到亚急性和慢性期，受损的大脑经历着持续的分子和细胞重塑。重要的是，卒中后的神经免疫相互作用是双向且阶段依赖性的。这种动态的神经免疫环境为小非编码RNA，特别是miRNA发挥调控作用提供了生物学框架。鉴于它们能够同时微调多个信号通路，miRNA处于独特的位置，可以调节阶段特异性的炎症反应、神经元存活、BBB完整性和白质修复，从而影响卒中后认知结果的轨迹。
miRNA与PSCI发病机制的潜在关联
miRNA是一类内源性的小非编码RNA，长度通常为18-25个核苷酸，通过结合靶信使RNA（mRNA）的3‘非翻译区（3’UTR）在转录后水平调控基因表达。越来越多的证据表明，miRNA通过调节氧化应激、细胞死亡、神经炎症、BBB完整性和髓鞘修复，在PSCI的发病机制中发挥关键作用。与传统的脑脊液生物标志物相比，miRNA高度稳定，在外周体液中易于检测，且能抵抗酶降解，这凸显了它们作为PSCI稳健生物标志物和治疗靶点的潜力。
miRNA与氧化应激
近期研究表明，miRNA作为关键的转录后调节因子，在调节卒中后促氧化与抗氧化基因之间的平衡方面扮演着重要角色。促氧化的miRNA包括miR-217和miR-183。在脑缺血背景下，miR-217直接靶向转录因子MEF2D，抑制其下游靶标NADH脱氢酶亚基6（ND6），导致ROS产生增加、氧化应激加剧和神经元凋亡恶化。同样，在急性缺血性卒中后，miR-183通过p53依赖性转录显著上调。miR-183直接抑制线粒体电压依赖性阴离子通道（VDAC），导致线粒体功能障碍、ATP产生不足和生物能量危机。这一连串事件导致ROS积累、氧化应激增强、神经元能量代谢紊乱和功能缺损，最终促进PSCI和抑郁样行为。
相反，某些miRNA可以通过靶向抗氧化酶的抑制剂或抗氧化信号通路中的关键分子来增强ROS清除。例如，miR-137在卒中后显著下调，并直接靶向Src/MAPK通路的关键调节因子Src。在miR-137基因敲除的大脑中动脉闭塞/再灌注（MCAO/R）小鼠中，ROS和炎症升高，导致神经元损伤和认知缺陷，而miR-137过表达则抑制Src/MAPK通路，减轻氧化应激、炎症和缺血性神经元损伤。此外，miR-1228-5p靶向TRAF6以阻断TRAF6–NADPH氧化酶1（NOX1）信号通路的激活，显著减少ROS生成，减轻神经元氧化损伤，并改善线粒体功能。在人脐带间充质干细胞来源的外泌体（H-Ex）中过表达miR-1228-5p可缓解氧化应激并发挥神经保护作用。
miRNA与细胞死亡
缺血性脑损伤后，程序性细胞死亡的多种形式——包括凋亡、自噬、焦亡和铁死亡——发生在缺血半暗带，深刻影响卒中结局。作为关键的转录后调节因子，miRNA调节这些通路，在神经元损伤和修复中发挥核心作用，是神经保护和功能恢复的潜在治疗靶点。
凋亡是卒中后最典型的程序性细胞死亡形式，在缺血半暗带的神经元中尤为突出。miRNA通过调节Bcl-2家族、caspase级联反应和p53信号网络等关键节点，最终决定细胞的生死存亡。在卒中后凋亡的调控中，miRNA发挥显著的抗凋亡作用。例如，miR-21-3p在MCAO模型中显著下调，而针刺可恢复其表达并抑制程序性细胞死亡因子4（PDCD4），从而赋予神经保护作用。miR-149通过降低caspase-1/caspase-3活性和DNA断裂来减轻神经元死亡。同样，miR-203a-3p和miR-153-3p通过靶向SRC抑制丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）通路，减少caspase-3阳性神经元，保护海马神经元完整性和功能。miR-137通过抑制Src介导的MAPK信号传导，下调cleaved caspase-3并上调Bcl-2表达，从而增强细胞存活。此外，miR-124抑制死亡相关蛋白激酶1（DAPK1）并调节Ca2+/钙调蛋白依赖性蛋白激酶2（CaMK2）磷酸化，从而减少caspase-3活化，保护突触功能，并缓解兴奋毒性。其他miRNA，包括miR-212-5p、miR-511-3p、miR-26a、miR-27a-3p和miR-7a-5p，也被认为参与抗凋亡调控。
相反，某些miRNA表现出明显的促凋亡作用。一个代表性例子是miR-409-3p，它抑制保护性脂肪因子C1q/肿瘤坏死因子相关蛋白3（CTRP3）的表达，从而阻断下游的AMP活化蛋白激酶（AMPK）/沉默调节蛋白1（Sirt1）信号传导。miR-409-3p水平升高显著增加神经元易损性，加剧细胞凋亡，并最终加重卒中后的脑损伤和认知缺陷。
自噬是卒中后一个关键的适应性反应。虽然适度的自噬可以清除受损的细胞器并维持能量代谢，但过度的自噬可能引发细胞死亡。其调控涉及哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）、Beclin-1和自噬相关基因（ATG）家族等关键分子。值得注意的是，miR-135a-5p已被确定为电针干预中的关键调节因子。电针显著增加miR-135a-5p表达，后者通过mTOR/NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3（NLRP3）通路抑制过度自噬，从而减轻神经炎症和神经元损伤，最终改善卒中后认知功能。
铁死亡是一种以铁积累和脂质过氧化为特征的新型调节性细胞死亡形式，近年来在卒中研究中受到关注。其分子特征包括谷胱甘肽代谢紊乱、谷胱甘肽过氧化物酶4（GPX4）失活和铁失调。miR-760-3p已被证明可以直接靶向铁死亡相关基因CHAC1。在缺血/再灌注模型中，富含miR-760-3p的脂肪来源的间充质干细胞外泌体（ADSC-Exo）经鼻内递送至大脑后，可显著下调神经元CHAC1表达，有效阻断铁死亡并促进神经功能恢复。
焦亡是一种由炎症小体介导的程序性细胞死亡形式，其特征是caspase-1依赖性切割消皮素D（GSDMD）和炎症细胞因子的释放。缺血性卒中后，焦亡在缺血半暗带被显著激活。实验证据表明，过表达miR-96-5p可下调caspase-1和GSDMD，从而抑制急性期焦亡并减轻脑损伤。此外，富含miR-378a-5p的星形胶质细胞来源的外泌体靶向NLRP3炎症小体，减少神经炎症，并发挥神经保护作用。总的来说，这些发现表明miRNA通过调节炎症小体和下游效应器来调控卒中诱导的焦亡。
miRNA与神经炎症
炎症反应是卒中后病理过程的关键组成部分，持续的促炎微环境被认为是导致长期认知障碍的主要因素。近年来，关于miRNA介导的小胶质细胞神经炎症调控的研究日益受到关注。卒中后，小胶质细胞作为中枢神经系统的主要免疫细胞被迅速激活并参与炎症过程。它们的迁移、分化、吞噬和分泌炎症介质的能力直接决定了局部炎症的程度和神经元损伤。越来越多的证据表明，卒中后大脑miRNA表达谱发生动态变化，可以直接调节小胶质细胞极化、炎性细胞因子释放和神经元损伤的进展，从而影响认知结果。
小胶质细胞极化失衡是卒中后神经炎症的一个标志，许多miRNA通过核因子κB（NF-κB）等关键信号通路的调节参与这一过程。其中，miR-124是一种在中枢神经系统中丰富表达的神经元特异性miRNA，它通过TRAF6/NF-κB通路及其下游细胞因子（IL-1β和TNF-α）抑制M1小胶质细胞极化，同时促进M2极化，从而发挥强大的抗炎作用。值得注意的是，miR-124在M2小胶质细胞来源的细胞外囊泡（M2-sEVs）中高度富集，给予这些M2-sEVs可有效减轻神经炎症并增强认知能力。相比之下，miR-155是一种典型的促炎miRNA，在卒中后显著上调。它通过靶向SH2结构域肌醇-5-磷酸酶1、IL-13受体α1（IL13Rα1）和SMAD2/3促进M1极化，同时通过抑制IL-13和IL-4信号传导（通过抑制IL13Rα和CCAAT增强子结合蛋白）来抑制M2极化。此外，miR-26a通过靶向髓样细胞触发受体1（TREM1）减轻Toll样受体4（TLR4）/髓样分化初级反应蛋白88（MyD88）/NF-κB通路的促炎作用，从而限制小胶质细胞的过度激活；其上调与炎症消退和认知恢复密切相关。类似地，miR-182-5p通过抑制TLR4/NF-κB通路减少M1极化，移植过表达miR-182-5p的骨髓间充质干细胞（BM-MSCs）显著减轻了MCAO小鼠的神经炎症并改善了认知结果。
在缺血性脑损伤期间，促炎细胞因子（TNF-α, IL-1β, IL-6）和抗炎介质（如IL-10）的表达受到miRNA网络的精细调控。例如，miR-135通过靶向NR3C2抑制TNF-α、IL-1β和IL-6的分泌，同时促进IL-10的表达。miR-203a-3p和miR-153-3p不仅抑制TNF-α和IL-6的产生，还降低ROS水平，同时上调IL-10。miR-149-5p的下调通过结合其3‘UTR抑制TNF-α和IL-6的表达，而miR-1202的过表达负向调节Rab1a，使TLR4/NF-κB通路失活，并减少IL-18和IL-1β的产生。此外，miR-217的上调抑制皮质神经元MEF2D表达，间接调节IL-10和ROS水平，而升高的miR-137显著抑制星形胶质细胞分泌促炎细胞因子和ROS。
miRNA还通过调节炎症小体来调控卒中后神经炎症。NLRP3炎症小体由NLRP3、凋亡相关斑点样蛋白（ASC）和caspase-1组成，是IL-1β和IL-18成熟的关键平台。miR-223直接靶向NLRP3，抑制炎症小体组装，并减少IL-1β和IL-18的释放。此外，星形胶质细胞来源的外泌体miR-378a-5p通过抑制与NLRP3介导的焦亡相关的神经炎症，在脑缺血中发挥神经保护作用。miR-7也减轻了由NLRP3炎症小体驱动的有害炎症反应，最终减少了卒中后的脑损伤和认知能力下降。
胆碱能信号在认知中起着核心作用，胆碱能投射的退化是痴呆的一个关键病理特征。乙酰胆碱酯酶抑制剂（AChEIs）不仅是阿尔茨海默病的主要治疗方法，也被认为是缺血性卒中和创伤性脑损伤的潜在治疗策略。胆碱能受体在星形胶质细胞和小胶质细胞中广泛表达，α7烟碱型乙酰胆碱受体（α7nAChR）的激活可引发强大的抗炎反应。作为胆碱能系统的关键调节因子，miRNA既是疾病进展和治疗效果的生物标志物，也是潜在的药物靶点，可调节炎症信号级联以促进神经再生和修复。miR-132选择性靶向乙酰胆碱酯酶的突触亚型（AChE-S），并在海马应激模型中降低其表达，从而保护认知功能。在AChE-R过表达或缺血性卒中模型中，miR-132表现出双向效应：脑室内给药可保护BBB并减少梗死体积，而在缺氧条件下的过表达可能会损害BBB完整性。慢病毒介导的miR-132过表达进一步证明了其改善BBB稳定性和减少神经元死亡的能力，突出了其转化潜力。miR-124调节乙酰胆碱酯酶（AChE）和乙酰胆碱酯酶读码框蛋白（AChE-R），并由α7nAChR激活诱导，广泛参与应激、卒中和神经退行性疾病下的神经炎症反应。在短暂性大脑中动脉闭塞（tMCAO）模型中，miR-124-3p表现出先上调后下降的动态模式，其晚期下调与认知障碍风险增加相关。通过小胶质细胞或神经元外泌体递送miR-124-3p可改善认知结果并保护胶质细胞，进一步强调了其在调节神经炎症微环境和促进神经修复中的关键作用。
miRNA与血脑屏障
BBB的完整性受到多种因素影响，包括炎症反应和氧化应激，这些因素最终可能导致脑血管功能障碍和神经退行性变化。BBB在维持中枢神经系统稳态和正常功能方面起着关键作用。在结构上，它由脑微血管内皮细胞、周细胞、星形胶质细胞和细胞外基质组成，形成一个多层屏障，有效防止毒素、免疫细胞和病原体进入脑组织，从而保持大脑微环境的稳定。
内皮细胞是BBB的核心组成部分，其功能状态直接决定了BBB的完整性和通透性。越来越多的证据表明，miR-15a/16-1簇调节内皮细胞中与血管生成相关的因子（血管内皮生长因子A（VEGFA）、成纤维细胞生长因子2（FGF2）及其受体血管内皮生长因子受体2（VEGFR2）和成纤维细胞生长因子受体1（FGFR1）），从而抑制血管生成并限制卒中后的血管重塑。内皮特异性miR-15a/16-1的条件性敲除促进血管生成，增强脑血流恢复，并改善长期神经功能结局。从机制上讲，这些效应依赖于Src信号通路的激活：miR-15a/16-1簇的缺失增强了Src介导的血管重塑和新血管形成，而用AZD0530药物抑制Src家族激酶则会显著损害血管生成，并加剧卒中后的神经功能缺损和脑萎缩。这些发现表明Src信号通路在miR-15a/16-1介导的内皮功能调节和卒中后恢复中起着关键作用。总的来说，miR-15a/16-1簇负向调节内皮活性和BBB稳态，而其缺失则有助于血管修复，改善脑灌注，并减轻脑损伤。除了miR-15a/16-1，其他miRNA也参与BBB功能的调节。例如，miR-149-5p负向调节周细胞中的1-磷酸鞘氨醇受体2（S1PR2），抑制S1PR2诱导的BBB通透性。S1PR2激活NF-κB p65通路，调节N-钙粘蛋白表达并促进周细胞迁移，从而破坏BBB完整性。miR-27a-3p和miR-222-3p通过靶向磷酸二酯酶3A（PDE3A）调节内皮细胞功能，从而有助于BBB完整性的维持和修复。
BBB的屏障功能进一步依赖于内皮紧密连接（TJs）和粘附连接。TJs在各种神经系统疾病的病理生理学中至关重要，因为它们的破坏或功能障碍通常与BBB通透性增加有关。TJs主要由闭合蛋白、闭合蛋白家族成员和闭锁小带蛋白（ZOs）组成，它们共同维持内皮屏障。最近的研究表明，来自M2极化小胶质细胞的细胞外囊泡递送的miR-23a-5p被转移到星形胶质细胞，在那里它抑制炎症相
