Objetivo Este estudio pretende explorar las características de la reprogramación metabólica durante el proceso de daño por isquemia-reperfusión cerebral mediante tecnología de secuenciación transcriptómica de células individuales, analizar la heterogeneidad de las poblaciones de microglía y evaluar la intervención de la decocción Huanglian Jiedu Tang en las anomalías metabólicas y la neuroinflamación. Métodos Se utilizó un modelo de oclusión de la arteria cerebral media (MCAO) para inducir un accidente cerebrovascular isquémico en ratones. Se monitoreó el cambio local del flujo sanguíneo cerebral mediante imagen de dispersión láser, se evaluó el grado de deterioro funcional neurológico utilizando la puntuación Zea-Longa, y se observaron las lesiones patológicas del tejido cerebral mediante tinción de hematoxilina-eosina (HE) y tinción de Nissl. Los animales se dividieron en grupos de cirugía simulada, modelo, Huanglian Jiedu Tang y extracto de hoja de Ginkgo. Tras una semana de adaptación alimentaria, comenzó la administración por vía oral: se administró solución salina a los grupos de cirugía simulada y modelo, 1.82 g/kg de Huanglian Jiedu Tang, y extracto de hoja de Ginkgo preparado a 2.16 g/L a 0.432 g/kg, a razón de 0.2 mL/(10 g) por día durante 5 días. En el sexto día, tras la última administración, se realizó la modelación tMCAO. A nivel molecular, se realizó secuenciación de ARN unicelular del tejido del hemisferio isquémico. Se utilizó descomposición matricial no negativa (NMF) para la agrupación de subpoblaciones de microglía, junto con análisis diferencial de expresión, evaluación de reprogramación metabólica y análisis de correlación de factores inflamatorios para interpretar sus funciones en la lesión de isquemia-reperfusión. Se realizó análisis de enriquecimiento de factores de transcripción para identificar nodos reguladores clave. Finalmente, se detectaron cambios en la expresión de ARNm relevantes mediante reacción en cadena de la polimerasa cuantitativa en tiempo real (PCR en tiempo real) para validar el secuenciación unicelular. Resultados En comparación con el grupo de cirugía simulada, el grupo modelo presentó un aumento significativo en la puntuación funcional neurológica (P<0.01), disminución significativa en el nivel de flujo sanguíneo (P<0.01), desorden estructural cortical, aumento en la vacuolización del soma y aumento en cuerpos de Nissl. En comparación con el grupo modelo, los grupos Huanglian Jiedu Tang y extracto de hoja de Ginkgo presentaron una reducción significativa en la puntuación funcional neurológica (P<0.01), aumento significativo en el flujo sanguíneo (P<0.01), reducción en el desorden estructural cortical, disminución en la vacuolización del soma y reducción en cuerpos de Nissl. El análisis unicelular mostró que la microglía se puede dividir en 5 subpoblaciones, donde los grupos 3 y 5 exhibieron un fenotipo proinflamatorio significativo con activación notable de las vías HIF y NF-κB, identificados como subpoblaciones proinflamatorias; los grupos 1 y 2 están enriquecidos en vías de Wnt/β-catenina y factor de crecimiento transformante-β (TGF-β), mostrando características antiinflamatorias y reparadoras evidentes. En las subpoblaciones proinflamatorias, los genes relacionados con la glucólisis, como HK2, PFKP y LDHA, estaban regulados al alza. El nivel de expresión de moléculas inflamatorias fue positivamente correlacionado con los genes glucolíticos, mientras que los niveles de moléculas reparadoras y antiinflamatorias mostraron una correlación negativa, sugiriendo que la microglía depende de la vía glucolítica para obtener energía en el ambiente isquémico. La secuenciación transcriptómica unicelular reveló que Huanglian Jiedu Tang puede reducir eficazmente la expresión de genes clave de la reprogramación metabólica (como HK2, PFKP, LDHA), disminuir significativamente la proporción de subpoblaciones de microglía debido a la reprogramación glucolítica, e inhibir su transformación hacia el fenotipo de lesión, reduciendo así el daño inflamatorio. Comparado con el grupo de cirugía simulada, el grupo modelo mostró un aumento significativo en la expresión de ARNm de IL-1β, IL-6, TNF-α, CCL2, CXCL2, CSF3 (P<0.01), así como una disminución significativa en la expresión de ARNm relacionada con la función endotelial y pericitaria, como RGS5, PECAM1, VEGFB y NOS3 (P<0.01). En comparación con el grupo modelo, los grupos Huanglian Jiedu Tang y extracto de hoja de Ginkgo mostraron una disminución significativa en la expresión de IL-1β, IL-6, TNF-α, CCL2, CXCL2, CSF3 (P<0.01) y un aumento significativo en la expresión de ARNm relacionados con la función endotelial y pericitaria (RGS5, PECAM1, VEGFB, NOS3) (P<0.01). Conclusión Huanglian Jiedu Tang puede ejercer un efecto neuroprotector regulando el estado de reprogramación metabólica de la microglía y modulando su nivel inflamatorio, inhibiendo así el daño neuroinflamatorio.

secuenciación transcriptómica unicelular;microglía;reprogramación metabólica;Huanglian Jiedu Tang;neuroinflamación