腦卒中是全球每4人中就有1人在一生中會經歷的主要死因或後遺症的原因，其中多數是因腦血管堵塞引起的腦梗塞。腦血管堵塞導致氧氣和營養無法輸送到神經細胞，迅速導致腦細胞死亡。因此，盡快恢復血流，恢復腦部的氧氣供應至關重要。
日本京都大學醫學研究科的真木崇州講師、安田謙特定助教、月田和人特定助教（兼任帝京大學特任研究員）以及「桑田腦神經內科與在宅診所」（大阪市東住吉區）的桑田康弘等人組成的研究團隊，對作為小鼠腦梗塞模型常用的大腦中動脈短暫性閉塞（tMCAO）模型的單細胞RNA測序公開數據進行了整合分析，揭示了腦内存在的未成熟寡樹突膠細胞前驅細胞（OPC）在腦梗塞後能感知氧氣濃度，並使其性質發生巨大變化。該成果有望促進腦梗塞後血流恢復的新細胞療法的開發。相關研究成果已發表在《Stem Cell Reports》的線上版上。
圖1 研究概要圖（供圖：京都大學）
研究團隊對tMCAO模型的公開單細胞RNA測序數據進行了整合分析，全面重新框架了腦梗塞後隨時間推移的細胞動態變化。結果發現，OPC會根據氧氣濃度的差異展現出兩種不同的表現型態。
在重度的低氧狀態下，血管新生相關基因（如Vegfa、Cxcr4等）被激活，OPC轉變為「血管新生型」，促進損傷部位的血管再生。在輕度的低氧狀態下，髓鞘形成相關基因（如Mbp、Myrf等）的表達增加，OPC表現出「髓鞘形成型」的性質。此外，研究還證實了通過在強低氧環境中對培養的OPC進行初步處理，可以人工誘導「血管新生型」OPC。將這些細胞靜脈注射到腦梗塞小鼠體內後，獲得了血管密度增加、梗塞區域縮小、運動功能改善等效果。
本次研究首次系統性證實，低氧這一環境因素能夠控制腦梗塞後OPC的命運，並調節再生過程。
本次研究全面闡明瞭腦梗塞後腦內OPC的可塑性變化，並表明組織中的低氧程度可以作為調控再生過程的開關發揮作用。研究團隊今後將根據腦梗塞後的不同時間階段調節低氧負荷的強度，分階段誘導促進血管新生和髓鞘再生，推進開發按病程不同時間階段的最適化型的治療方案。此外，研究團隊還計畫利用來源於人類的OPC進行驗證，與神經幹細胞等其他細胞治療聯合應用，以研發能夠用於臨床的細胞治療方法。通過這些方案，研究成果有望不僅應用於腦梗塞，也可拓展至創傷、神經變性疾病等伴隨低氧狀態的多類腦部疾病。
研究團隊表示：「腦梗塞是一種即使能夠挽救生命，但許多患者仍會遭受後遺症折磨的疾病。我們一直致力於闡明最大限度地發揮大腦自我恢復能力的機制。這次我們發現腦內前驅細胞在低氧環境中能夠動態地改變其作用，為再生醫學指明瞭新的方向，對此我們感到非常高興。今後，我們將致力於把這一發現發展為臨床應用，力求實現能更可靠地支持腦卒中後恢復的治療。」
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊：Stem Cell Reports
論文：Characterizing hypoxia-orchestrated post-stroke changes in oligodendrocyte precursor cells for optimized cell therapy
DOI：doi.org/10.1016/j.stemcr.2025.102687
