缺血性中风中星形胶质细胞衍生的I型胶原蛋白生成与神经元细胞死亡的示意图。缺血性损伤后，过量的过氧化氢(H₂O₂)生成导致星形胶质细胞激活。激活的星形胶质细胞产生胶原蛋白，这有助于形成胶质屏障并诱导神经元细胞死亡。重要的是，抑制胶原蛋白生成或早期消除过量过氧化氢可以防止神经元损伤的进展并恢复运动功能，这已在非人灵长类动物模型中得到证实。来源：《Cell Metabolism》(2026)。DOI: 10.1016/j.cmet.2026.04.001
每次中风都始于大脑血流的突然中断。但随后发生的情况——为什么神经元在接下来的几天内继续失去功能并死亡——一直是神经科学中最重要的未解之谜之一。
由基础科学研究所(IBS)记忆与胶质科学研究中心主任C. Justin Lee领导的研究团队，与乙支大学的RYU Seungjun教授合作，现已发现了一个此前未知的机制，该机制驱动这种延迟性脑损伤。
他们发表在《Cell Metabolism》杂志上的研究发现表明，中风不仅由初始血流损失引起，还涉及在大脑中随时间展开的连锁反应。
星形胶质细胞、胶原蛋白与神经元死亡
在大脑中，神经元依赖星形胶质细胞——这种星形的支持细胞有助于维持化学环境并保护神经回路。中风后，星形胶质细胞通过形成称为胶质屏障的结构迅速响应损伤，长期以来人们认为这种结构可以保护周围组织。然而，这项新研究表明，这种反应可能走向有害的一面。
缺血性中风中星形胶质细胞衍生的I型胶原蛋白生成与神经元细胞死亡的示意图。在缺血性中风模型中，早期阶段产生的过量过氧化氢(H₂O₂)激活星形胶质细胞，导致细胞内通过基因表达产生I型胶原蛋白。随后胶原蛋白被分泌到细胞外空间，在那里它激活小胶质细胞，促进胶质屏障形成，并通过与神经元上的整合素受体结合诱导神经元细胞死亡。重要的是，使用病毒方法抑制I型胶原蛋白的产生或早期消除过量过氧化氢可以防止中风病理的进展。来源：《Cell Metabolism》(2026)。DOI: 10.1016/j.cmet.2026.04.001
研究人员发现，中风后立即，过氧化氢(H₂O₂)——一种活性氧分子——在受影响区域的水平急剧上升。这种激增触发星形胶质细胞发生代谢转变，开始产生大量I型胶原蛋白，这是一种在健康大脑中很少发现的结构蛋白。
随着胶原蛋白的积累，它被整合到胶质屏障中，创造出一个积极促进神经元死亡而非预防它的密集环境。
为了确认胶原蛋白在这一过程中的直接作用，研究团队首先通过沉默星形胶质细胞中的关键基因来阻断其生产。当胶原合成被抑制时，神经元死亡显著减少，这证明这一通路不仅是与损伤相关，而且是损伤的主要驱动因素。
进一步的实验表明，胶原蛋白可以作为一种信号分子，激活神经元上的受体，并触发一个在数天内展开的缓慢退行过程。
共同通讯作者Lee Boyoung博士表示："我们在分子和细胞层面阐明了活性氧物种诱导星形胶质细胞胶原合成的机制。这一发现为理解神经元死亡的多种原因提供了关键线索，并可能为开发不仅针对中风，还针对痴呆症和帕金森病等神经退行性疾病的治疗方法奠定基础。"
针对过氧化氢的新药
随后，研究人员询问这种有害级联是否可以在更早的阶段被阻止。他们没有直接靶向胶原蛋白，而是测试了一种名为KDS12025的新型药物，该药物可降低过氧化氢水平并防止整个过程被触发。
在中风的小鼠模型中，该治疗减少了胶原蛋白的积累，防止了胶质屏障的形成，保护了神经元功能，并恢复了运动表现。
最引人注目的是，即使在中风发作后两天给药，该药物仍然有效。这一发现尤为重要，因为目前的中风治疗通常仅限于仅几小时的狭窄"黄金时间"窗口。
将这个时间窗口从几小时延长到几天，表明以前被认为不可逆转的脑损伤可能仍然可以预防。
灵长类中风模型中的有希望结果
为了检验这些效果是否可以转化为更接近人类的系统，研究团队将同样的方法应用于猴子的中风模型。
未经治疗的动物由于瘫痪而无法抓取食物，而用KDS12025治疗的猴子在行为测试中恢复了运动功能，在10次尝试中全部成功抓取食物。治疗后的动物也显示出减少的脑损伤和改善的整体神经功能。
共同通讯作者Ryu Seungjun教授补充道："我们提出过氧化氢和胶原蛋白作为中风的新型治疗靶点。通过在非人灵长类动物模型中而非仅在细胞或小型动物中展示疗效，我们预计临床转化所需的时间将大幅减少，并为患者带来新的希望。"
重新定义中风为一个渐进过程
这些发现表明，中风不仅仅是一次性事件，而是一个由大脑中不同类型细胞相互作用驱动的渐进生物过程。
通过将星形胶质细胞中过氧化氢诱导的胶原蛋白生成确定为这一过程中的关键步骤，该研究为理解脑损伤如何发展以及如何可能被阻止提供了新框架。
除了中风，这项工作中发现的机制也可能对涉及氧化应激和组织重塑的神经系统疾病具有更广泛的意义，包括神经退行性疾病。结果指向一种新的治疗策略：不仅在中风发生时干预，还在大脑细胞仍然处于风险但可能恢复的关键后续期间进行干预。
通讯作者、基础科学研究所(IBS)主任C. Justin Lee表示："通过建立一个整合整个过程的'一站式研究系统'——从基础研究到药物开发和临床前验证——我们不仅成功识别了中风的根本原因，还提出了具体的治疗策略。我们将继续追求直接造福人类和社会的基础科学研究，KDS12025就是例证。"
出版详情
Jae-Hun Lee等人，氧化应激诱导的星形胶质细胞胶原生物合成驱动缺血性中风中的胶质屏障形成和神经元死亡，《Cell Metabolism》(2026)。DOI: 10.1016/j.cmet.2026.04.001
期刊信息：《Cell Metabolism》
关键医学概念
脑梗死、过氧化氢、星形胶质细胞
临床类别
神经学、临床药理学
由基础科学研究所提供
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