脑卒中是全球每4人中就有1人在一生中会经历的主要死因或后遗症的原因，其中多数是因脑血管堵塞引起的脑梗塞。脑血管堵塞导致氧气和营养无法输送到神经细胞，迅速导致脑细胞死亡。因此，尽快恢复血流，恢复脑部的氧气供应至关重要。
日本京都大学医学研究科的真木崇州讲师、安田谦特定助教、月田和人特定助教（兼任帝京大学特任研究员）以及“桑田脑神经内科与在宅诊所”（大阪市东住吉区）的桑田康弘等人组成的研究团队，对作为小鼠脑梗塞模型常用的大脑中动脉短暂性闭塞（tMCAO）模型的单细胞RNA测序公开数据进行了整合分析，揭示了脑内存在的未成熟少突胶质细胞前驱细胞（OPC）在脑梗塞后能感知氧气浓度，并使其性质发生巨大变化。该成果有望促进脑梗塞后血流恢复的新细胞疗法的开发。相关研究成果已发表在《Stem Cell Reports》的在线版上。
图1 研究概要图（供图：京都大学）
研究团队对tMCAO模型的公开单细胞RNA测序数据进行了整合分析，全面重构了脑梗塞后随时间推移的细胞动态变化。结果发现，OPC会根据氧气浓度的差异展现出两种不同的表现型态。
在重度的低氧状态下，血管新生相关基因（如Vegfa、Cxcr4等）被激活，OPC转变为“血管新生型”，促进损伤部位的血管再生。在轻度的低氧状态下，髓鞘形成相关基因（如Mbp、Myrf等）的表达增加，OPC表现出“髓鞘形成型”的性质。此外，研究还证实了通过在强低氧环境中对培养的OPC进行预处理，可以人工诱导“血管新生型”OPC。将这些细胞静脉注射到脑梗塞小鼠体内后，获得了血管密度增加、梗塞区域缩小、运动功能改善等效果。
本次研究首次系统性证实，低氧这一环境因素能够控制脑梗塞后OPC的命运，并调节再生过程。
本次研究全面阐明了脑梗塞后脑内OPC的可塑性变化，并表明组织中的低氧程度可以作为调控再生过程的开关发挥作用。研究团队今后将根据脑梗塞后的不同时间阶段调节低氧负荷的强度，分阶段诱导促进血管新生和髓鞘再生，推进开发按病程不同时间阶段的最优化型的治疗方案。此外，研究团队还计划利用来源于人类的OPC进行验证，与神经干细胞等其他细胞治疗联合应用，以研发能够用于临床的细胞治疗方法。通过这些方案，研究成果有望不仅应用于脑梗塞，也可拓展至创伤、神经变性疾病等伴随低氧状态的多类脑部疾病。
研究团队表示：“脑梗塞是一种即使能够挽救生命，但许多患者仍会遭受后遗症折磨的疾病。我们一直致力于阐明最大限度地发挥大脑自我恢复能力的机制。这次我们发现脑内前驱细胞在低氧环境中能够动态地改变其作用，为再生医学指明了新的方向，对此我们感到非常高兴。今后，我们将致力于把这一发现发展为临床应用，力求实现能更可靠地支持脑卒中后恢复的治疗。”
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：Stem Cell Reports
论文：Characterizing hypoxia-orchestrated post-stroke changes in oligodendrocyte precursor cells for optimized cell therapy
DOI：doi.org/10.1016/j.stemcr.2025.102687
