整合分析与实验验证确定CD44和核仁素在脊髓损伤后胶质生成中的作用

脊髓损伤（SCI）触发一系列复杂的细胞和分子反应，然而复杂的细胞通讯仍未完全理解。本研究探讨了细胞间通讯如何促进SCI后小胶质细胞和星形胶质细胞的激活。在此，我们整合了四个使用单细胞RNA测序（scRNA-seq）或单核RNA测序（snRNA-seq）的数据集，并构建了损伤脊髓的全面细胞图谱。分析了小胶质细胞和星形胶质细胞的转录组变化。我们确定了CD44是SPP1介导的小胶质细胞激活中的关键受体，其代表了一个参与炎症反应的小胶质细胞亚群。我们定义了一个在损伤后3天出现的星形胶质细胞胶质生成亚群，该亚群成为损伤脊髓中的主要细胞类型。这些星形胶质细胞高表达核仁素（Ncl）基因，并通过多效生长因子（Ptn）信号通路相互作用，这与星形胶质细胞增殖相关。为了验证这些发现，我们使用了挤压损伤模型。分离的小胶质细胞和星形胶质细胞的流式细胞术证实了SCI后小胶质细胞中CD44和星形胶质细胞中NCL的上调。体内结果证实CD44阳性小胶质细胞积累，PLA结果进一步证实SPP1与CD44的结合。同时，星形胶质细胞中NCL表达的上调促进了它们的增殖，强调了NCL受体在SCI后胶质生成中的作用。体外验证表明，外源性SPP1通过促进p65磷酸化并激活BV2小胶质细胞中的NF-κB通路来上调CD44表达，而IL-6的高表达表明炎症激活。PTN可能增强NCL表达，从而促进星形胶质细胞增殖。总的来说，我们的研究确定了调节炎症反应和胶质生成的关键受体。靶向CD44和NCL受体可能为调节炎症和促进SCI后组织修复提供有前景的治疗策略。