Цель исследования - с помощью технологии одноклеточного транскриптомного секвенирования исследовать особенности метаболической перестройки в процессе ишемии-реперфузионного повреждения мозга, проанализировать гетерогенность микроглиальных популяций и оценить влияние Huanglian Jiedu Tang на метаболические аномалии и нейровоспаление. Методы исследования использовалась модель окклюзии средней мозговой артерии (MCAO) для создания ишемического инсульта у мышей. Лазерная спекл-визуализация применялась для мониторинга локальных изменений мозгового кровотока, оценивалась неврологическая дисфункция по шкале Zea-Longa, а патологические изменения мозговой ткани исследовались с помощью гематоксилин-эозина (HE) и окрашивания Ниссля. Животных распределили на группы: ложная операция, модель, Huanglian Jiedu Tang и экстракт гинкго билоба. После недельной адаптации к кормлению началось введение препаратов перорально: физиологический раствор для групп ложной операции и модели, Huanglian Jiedu Tang в дозе 1,82 г/кг, экстракт гинкго билоба в растворе 2,16 г/л по 0,432 г/кг, 0,2 мл/(10 г) ежедневно в течение 5 дней, с моделированием tMCAO на 6-й день после последней дозы. На молекулярном уровне ткани ишемического полушария подвергались одноклеточному РНК-секвенированию. Метод неотрицательного матричного разложения (NMF) использовался для кластеризации субпопуляций микроглии, в сочетании с анализом дифференциальной экспрессии, оценкой метаболической перестройки и корреляционным анализом воспалительных факторов для выявления функциональных характеристик при ишемии-реперфузионном повреждении. Выполнялся анализ обогащения транскрипционных факторов для идентификации ключевых регуляторных узлов. Верификация изменений мРНК производилась методом количественной ПЦР в реальном времени (Real-time PCR) для подтверждения данных одноклеточного секвенирования. Результаты: По сравнению с группой ложной операции, у модели значимо повысилась неврологическая оценка (P<0,01), существенно снизился уровень кровотока (P<0,01), развился корковый структурный сдвиг, увеличилась вакуолизация сомы и количество тел Ниссля. По сравнению с моделью, у групп Huanglian Jiedu Tang и экстракта гинкго билоба выявлено значительное снижение неврологических баллов (P<0,01), повышение кровотока (P<0,01), уменьшение корковых нарушений, понижение вакуолизации и уменьшение тел Ниссля. Одноклеточный анализ показал разделение микроглии на 5 субпопуляций: 3-я и 5-я — с выраженным провоспалительным фенотипом, с активацией гипоксического и NF-κB путей, относящихся к провоспалительным; 1-я и 2-я обогащены путями Wnt/β-катенин и TGF-β, демонстрируя противовоспалительные и репаративные характеристики. В провоспалительных субпопуляциях гены гликолиза (HK2, PFKP, LDHA) были повышены. Уровень воспалительных молекул коррелировал положительно с гликолитическими генами, а молекулы репарации и противовоспалительные — отрицательно, что указывает на зависимость микроглии от гликолиза для получения энергии в ишемических условиях. Одноклеточное транскриптомное исследование выявило, что Huanglian Jiedu Tang эффективно снижает экспрессию ключевых генов метаболической перестройки (HK2, PFKP, LDHA), значительно уменьшает долю гликолитически активных субпопуляций микроглии и ингибирует переход к фенотипу повреждения, снижая тем самым воспалительные повреждения. По сравнению с группой ложной операции у модели повысилась экспрессия мРНК IL-1β, IL-6, TNF-α, CCL2, CXCL2, CSF3 (P<0,01) и значительно снизилась экспрессия мРНК, связанной с функцией эндотелиальных и перицитных клеток (RGS5, PECAM1, VEGFB, NOS3) (P<0,01). По сравнению с моделью, у групп Huanglian Jiedu Tang и экстракта гинкго билоба наблюдалось значительное снижение экспрессии IL-1β, IL-6, TNF-α, CCL2, CXCL2, CSF3 (P<0,01) и повышение экспрессии мРНК, связанной с функцией эндотелия и перицитов (RGS5, PECAM1, VEGFB, NOS3) (P<0,01). Выводы Huanglian Jiedu Tang оказывает нейропротекторное действие, регулируя метаболическую перестройку микроглии и уровень воспаления, тем самым подавляя нейровоспалительное повреждение.

одноклеточный транскриптом;микроглия;метаболическая перестройка;Huanglian Jiedu Tang;нейровоспаление