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研究目的:免疫和炎症反应在神经系统疾病中发挥着越来越重要的作用。缺血性脑卒中后,脑内固有免疫细胞通过与外周浸润的免疫细胞相互作用加重了炎症反应。小胶质细胞作为脑内的一种固有免疫细胞,在急性缺血性脑卒中中极大的促进了神经炎症的发生和发展。更好的理解小胶质细胞在缺血性脑卒中的作用机制,对于疾病的治疗也许可以提供更有效的治疗手段。在本研究中,我们发现小胶质细胞中过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子-1α（PGC-1α）的表达在缺血性脑卒中后发生了时间依赖性的变化,并且在缺血性脑卒中患者脑标本和缺血性脑卒中小鼠模型中都得到了证实。然而,目前尚不清楚小胶质细胞中PGC-1α在脑卒中是否发挥一定的作用以及具体的作用机制。研究方法:利用免疫荧光染色的方法检测缺血性脑卒中患者脑标本内小胶质细胞中PGC-1α的表达水平,脑标本获得自俄亥俄州立大学病理学系（俄亥俄州哥伦布市）及班纳太阳健康研究所（亚利桑那州太阳城）脑与身体捐献项目;同时检测缺血性脑卒中小鼠脑组织内小胶质细胞中PGC-1α的表达水平。利用Cre-loxP重组酶系统,将携带Loxp位点和编码增强型绿色荧光蛋白（eGFP）的PGC-1αf/f小鼠与B6.129P2（Cg）-Cx3cr1tm2.1（cre/ERT2）Litt/WganJ小鼠进行杂交,获得小胶质细胞中特异性过表达PGC-1α的转基因小鼠。通过线栓法对小鼠实施短暂性大脑中动脉闭塞（tMCAO）手术后,对小鼠进行一系列神经行为学评分,并评估小鼠脑梗死体积。利用共聚焦显微镜对转基因小鼠大脑皮层内小胶质细胞进行立体扫面,通过IMARIS软件对获取的小胶质细胞图像进行三维重建,评估小胶质细胞形态学的变化。通过MojoSortTM小鼠P2RY12磁珠分选试剂盒分选小鼠脑内的小胶质细胞,并对小胶质细胞进行基因芯片分析和染色质免疫共沉淀—高通量测序（ChIP-Seq）分析,探索PGC-1α在缺血性脑卒中中的具体作用机制。利用蛋白芯片分析PGC-1α对于卒中后小胶质细胞内炎症因子水平的影响,并利用流式细胞术进一步验证小胶质细胞内炎症因子的表达水平。体外培养小胶质细胞的细胞系BV2细胞,并转染携带过表达PGC-1α的慢病毒,对体内的实验结果进行验证。研究结果:与对照组相比,缺血性脑卒中患者脑内小胶质细胞中PGC-1α的表达在脑卒中后1天升高,在脑卒中后3-10天PGC-1α的水平下降。与在缺血性脑卒中患者中观察到的情况一致,我们也证实小鼠缺血性脑卒中后PGC-1α在小胶质细胞中的表达也出现时间依赖性的变化。利用Cre-loxP系统,我们成功地构建了PGC-1α在小胶质细胞中特异性过表达的转基因小鼠。小胶质细胞中过表达PGC-1α显著减轻了小鼠缺血性脑损伤。形态学分析发现PGC-1α增强了小胶质细胞的分枝形态,基因芯片进一步证实了PGC-1α改变了小胶质细胞的基因表达谱。利用ChIP-Seq实验对PGC-1α的作用靶点进行了测序,通过KEGG分析发现线粒体自噬通路是被高度富集的通路之一,这些线粒体自噬相关的基因根据是否与低氧相关被分成了两组,低氧相关的基因包括KRAS、ULK1、CSNK2A1和CITED2,非低氧相关的基因包括TFEB、OPTN、EIF2AK3、BCL2L13和UBB。功能分析实验证实PGC-1α以ERRα依赖的方式调节ULK1的表达,进而诱导了线粒体自噬。应用线粒体自噬抑制剂后,PGC-1α的神经保护作用被阻断。另外,PGC-1α有效的抑制了ROS的产生,减少了氧化应激引起的神经元损伤。而且,PGC-1α通过抑制NLRP3炎性小体的激活,减轻了神经炎症反应。研究结论:在此项研究中,我们报道了以前未知的小胶质细胞特异性PGC-1α在急性缺血性脑卒中病理生理机制中的作用。我们的结果显示小胶质细胞特异性的PGC-1α缓解了缺血诱导的神经炎症反应,进而减轻了缺血性脑损伤。此外,这种神经保护作用的机制为PGC-1α通过ERRα依赖的方式增强了ULK1的表达,进而诱导了线粒体自噬。线粒体自噬降低了ROS的产生,最后抑制了NLRP3-ASC-caspase-1通路介导的炎症反应。因此,我们的发现高度提示小胶质细胞中PGC-1α对于缺血性脑损伤的重要神经保护作用,通过提高小胶质细胞中PGC-1α的水平调控小胶质细胞的功能及其介导的神经炎症反应,对于急性缺血性脑卒中的治疗可能成为一个有前景的治疗靶点。