Macrophage-Derived, Rather Than Microglial, Cathepsin B Exacerbates Brain Injury After Ischemic Stroke.

چکیده اصلی

Neuroimmune responses critically shape the progression and outcome of ischemic stroke, yet the cell type-specific roles of myeloid populations remain incompletely defined. Cathepsin B (CatB), a lysosomal cysteine protease, has been implicated in neuroinflammation, but its contribution from distinct myeloid subsets is unclear. Transient middle cerebral artery occlusion (tMCAO) was induced in wild-type and CatB-deficient mice. Bone marrow chimeras were generated to selectively delete CatB in peripheral myeloid cells or resident microglia. Infarct severity, mortality, myeloid phenotypes, and transcriptional programs were assessed using flow cytometry, immunofluorescence, and bulk and cell type-resolved RNA sequencing. CatB expression was markedly upregulated in ischemic brain myeloid cells, with higher levels in infiltrating macrophages than in microglia. Selective deletion of CatB in peripheral myeloid cells, but not in microglia, significantly reduced infarct size, mortality, and pro-inflammatory gene expression after tMCAO. Transcriptomic analyses showed suppression of inflammatory pathways and preservation of neuronal signaling in mice lacking macrophage-derived CatB. Cell type-resolved RNA sequencing revealed that CatB deficiency shifted infiltrating macrophages toward a pro-resolving, tissue-repair phenotype characterized by increased expression of M2-associated genes, including Chil3. Consistently, CatB-deficient macrophages displayed enhanced pro-resolving polarization in response to ischemic neuron-derived signals in vitro. CatB was also elevated in circulating Ly6C+ monocytes after stroke. These findings identify peripheral myeloid-derived CatB as a key driver of ischemic brain injury and a potential therapeutic target.

ترجمه فارسی چکیده

واکنش‌های ایمنی عصبی نقش مهمی در پیشرفت و نتیجه سکته ایسکمیک دارند، اما نقش‌های خاص از نظر سلولی جمعیت‌های میلوئیدی هنوز به‌طور کامل مشخص نشده است. کاتپسین B (CatB)، یک پروتئاز سولفیدریک لیزوزومی، در التهاب عصبی دخیل است، اما نقش آن از زیرمجموعه‌های میلوئیدی متفاوت روشن نیست. در موش‌های وحشی و فاقد CatB، توقف موقت شریان مغزی میانی (tMCAO) ایجاد شد. بافت‌های همبنی (bone marrow chimeras) برای حذف انتخابی CatB در سلول‌های میلوئیدی محیطی یا ماکروگلیای بومی ساخته شدند. شدت ناحیه نکروز، مرگ‌ومیر، پرفایل‌های میلوئیدی و برنامه‌های ترنسکریپتونی با استفاده از سیتومتری جریان، ایمنوفلوئورسانس و رشته‌کاوی RNA خالص و اختصاصی به سلول ارزیابی شدند. بیان CatB در سلول‌های میلوئیدی مغز ایسکمیک به‌طور چشمگیری افزایش یافت، با سطوح بالاتر در ماکروفاژهای نفوذی نسبت به ماکروگلیا. حذف انتخابی CatB در سلول‌های میلوئیدی محیطی، نه در ماکروگلیا، اندازه ناحیه نکروز، مرگ‌ومیر و بیان ژن‌های التهابی‌زا را پس از tMCAO به‌طور معناداری کاهش داد. تحلیل‌های ترنسکریپتونی نشان داد که مسدود کردن مسیرهای التهابی و حفظ سیگنال‌دهی عصبی در موش‌هایی که CatB حاصل از ماکروفاژ ندارند، رخ می‌دهد. رشته‌کاوی RNA اختصاصی به سلول نشان داد که کمبود CatB ماکروفاژهای نفوذکننده را به سمت پرفایل‌های پرو-حل‌کننده و ترمیمی بافت، که با بیان ژن‌های مرتبط با M2 از جمله Chil3 مشخص می‌شود، تغییر داد. همسو با این یافته‌ها، ماکروفاژهای فاقد CatB در پاسخ به سیگنال‌های حاصل از نورون‌های ایسکمیک در vitro، پلاریزاسیون پرو-حل‌کننده افزایش‌یافته‌ای را نشان دادند. CatB در مونوسی‌های گردش خون Ly6C+ پس از سکته نیز افزایش یافت. این یافته‌ها، CatB حاصل از میلوئید محیطی را به عنوان یک عامل محرک کلیدی آسیب مغز ایسکمیک و یک هدف بالینی بالقوه شناسایی می‌کنند.

متن کامل اصلی