The Journal of Practical Medicine >
Research advances on the regulation of microglia polarization by autophagy in ischemic stroke
Received date: 2023-10-31
Online published: 2024-05-15
Ischemic stroke is feature by high incidence， high disability and high mortality. Inflammation plays an important role in the occurrence and development of ischemic stroke. Activated microglia exhibit two different phenotypes of proinflammatory （M1） and anti-inflammatory （M2）， and regulating the transformation of microglia from M1 to M2 is the key to clinical benefit. Recent studies have shown that autophagy plays a key role in regulating phenotypic transformation of microglia. How to exert the regulatory role of autophagy and promote the transformation of microglia into M2 type has become a hotspot of clinical research in reducing secondary brain injury after stroke. This paper reviews the research progress of autophagy regulation of microglia polarization in ischemic stroke， aiming to provide a reference for further clinical and basic research in this field.
Key words： ischemic stroke; autophagy; microglia
Fangming WANG , Wenxuan SHANG , Jingwen ZHANG , Yingxiao JI , Litao. LI . Research advances on the regulation of microglia polarization by autophagy in ischemic stroke[J]. The Journal of Practical Medicine, 2024 , 40(9) : 1324 -1330 . DOI: 10.3969/j.issn.1006-5725.2024.09.025
| 1 | CANDELARIO-JALIL E， DIJKHUIZEN R M， MAGNUS T. Neuroinflammation， Stroke， Blood-Brain Barrier Dysfunction， and Imaging Modalities［J］. Stroke， 2022，53（5）：1473-1486. doi:10.1161/strokeaha.122.036946 |
| 2 | 李虹莹，沈缘，吴巧凤，等. 小胶质细胞极化信号通路在神经炎症中的研究进展［J］. 实用医学杂志， 2022，38（14）：1838-1841+1846. doi:10.3969/j.issn.1006?5725.2022.14.024 |
| 3 | MA K， GUO J， WANG G， et al. Toll-Like Receptor 2-Mediated Autophagy Promotes Microglial Cell Death by Modulating the Microglial M1/M2 Phenotype［J］. Inflammation， 2020，43（2）：701-711. doi:10.1007/s10753-019-01152-5 |
| 4 | JIANG C T， WU W F， DENG Y H， et al. Modulators of microglia activation and polarization in ischemic stroke［J］. Mol Med Rep， 2020，21（5）：2006-2018. |
| 5 | HU X， LI P， GUO Y， et al. Microglia/macrophage polarization dynamics reveal novel mechanism of injury expansion after focal cerebral ischemia［J/OL］. Stroke， 2012， 43（11）： 3063-3070. doi:10.1161/strokeaha.112.659656 |
| 6 | LI W， HE P， HUANG Y， et al. Selective autophagy of intracellular organelles： recent research advances［J］. Theranostics， 2021，11（1）：222-256. doi:10.7150/thno.49860 |
| 7 | KLIONSKY D J， PETRONI G， AMARAVADI R K， al el. Autophagy in major human diseases［J］. EMBO J， 2021，40（19）：e108863. |
| 8 | MIZUSHIMA N， LEVINE B. Autophagy in Human Diseases［J］. N Engl J Med， 2020，383（16）：1564-1576. doi:10.1056/nejmra2022774 |
| 9 | ZHAO Z， WANG C， ZHANG L， et al. Lactobacillus plantarum NA136 improves the non-alcoholic fatty liver disease by modulating the AMPK/Nrf2 pathway［J/OL］. Appl Microbiol Biotechnol， 2019， 103（14）： 5843-5850. doi:10.1007/s00253-019-09703-4 |
| 10 | MA L， LI W， ZHANG Y， et al. FLT4/VEGFR3 activates AMPK to coordinate glycometabolic reprogramming with autophagy and inflammasome activation for bacterial elimination［J］. Autophagy，2022，18（6）：1385-1400. doi:10.1080/15548627.2021.1985338 |
| 11 | HARIHARAN N， ZHAI P， SADOSHIMA J. Oxidative stress stimulates autophagic flux during ischemia/reperfusion［J］. Antioxid Redox Signal， 2011，14（11）：2179-2190. doi:10.1089/ars.2010.3488 |
| 12 | PE?A-MARTINEZ C， RICKMAN A D， HECKMANN B L. Beyond autophagy： LC3-associated phagocytosis and endocytosis［J］. Sci Adv， 2022，8（43）：eabn1702. doi:10.1126/sciadv.abn1702 |
| 13 | TURCO E， SAVOVA A， GERE F， et al. Reconstitution defines the roles of p62， NBR1 and TAX1BP1 in ubiquitin condensate formation and autophagy initiation［J］. Nat Commun， 2021，12（1）：5212. doi:10.1038/s41467-021-25572-w |
| 14 | 张茹鑫， 李承罡， 杜若琛， 等. 人脐带间充质干细胞对自然衰老大鼠海马自噬水平的影响［J］. 中国实验动物学报， 2020， 28（6）： 796-804. doi:10.3969/j.issn.1005-4847.2020.06.009 |
| 15 | CAO W， LI J， YANG K， et al. An overview of autophagy： Mechanism， regulation and research progress［J］. Bull Cancer，2021，108（3）：304-322. doi:10.1016/j.bulcan.2020.11.004 |
| 16 | JIANG M， WANG H， JIN M， et al. Exosomes from MiR-30d-5p-ADSCs Reverse Acute Ischemic Stroke-Induced， Autophagy-Mediated Brain Injury by Promoting M2 Microglial/Macrophage Polarization［J］. Cell Physiol Biochem， 2018，47（2）：864-878. doi:10.1159/000490078 |
| 17 | QIN C， LIU Q， HU Z W， et al. Microglial TLR4-dependent autophagy induces ischemic white matter damage via STAT1/6 pathway［J］. Theranostics， 2018，8（19）：5434-5451. doi:10.7150/thno.27882 |
| 18 | XU X， XU H， REN F， et al. Protective effect of scorpion venom heat-resistant synthetic peptide against PM2.5-induced microglial polarization via TLR4-mediated autophagy activating PI3K/AKT/NF-κB signaling pathway［J/OL］. J Neuroimmunol， 2021， 355： 577567. doi:10.1016/j.jneuroim.2021.577567 |
| 19 | GE Y， WANG L， WANG C， et al. CX3CL1 inhibits NLRP3 inflammasome-induced microglial pyroptosis and improves neuronal function in mice with experimentally-induced ischemic stroke［J］. Life Sci， 2022，300：120564. doi:10.1016/j.lfs.2022.120564 |
| 20 | HE H Y， REN L， GUO T， et al. Neuronal autophagy aggravates microglial inflammatory injury by downregulating CX3CL1/fractalkine after ischemic stroke［J/OL］. Neural Regen Res， 2019， 14（2）： 280-288. doi:10.4103/1673-5374.244793 |
| 21 | BALLESTEROS-áLVAREZ J， ANDERSEN J K. mTORC2： The other mTOR in autophagy regulation［J］. Aging Cell， 2021，20（8）：e13431. doi:10.1111/acel.13431 |
| 22 | LI D， WANG C， YAO Y， et al. mTORC1 pathway disruption ameliorates brain inflammation following stroke via a shift in microglia phenotype from M1 type to M2 type［J］. FASEB J， 2016，30（10）：3388-3399. doi:10.1096/fj.201600495r |
| 23 | MONTAIGNE D， BUTRUILLE L， STAELS B. PPAR control of metabolism and cardiovascular functions［J］. Nat Rev Cardiol，2021，18（12）：809-823. doi:10.1038/s41569-021-00569-6 |
| 24 | LI L， GAN H， JIN H， et al. Astragaloside Ⅳ promotes microglia/macrophages M2 polarization and enhances neurogenesis and angiogenesis through PPARγ pathway after cerebral ischemia/reperfusion injury in rats［J］. Int Immunopharmacol，2021，92：107335. doi:10.1016/j.intimp.2020.107335 |
| 25 | JI J， XUE T F， GUO X D， et al. Antagonizing peroxisome proliferator-activated receptor γ facilitates M1-to-M2 shift of microglia by enhancing autophagy via the LKB1-AMPK signaling pathway［J］. Aging Cell， 2018， 17（4）： e12774. doi:10.1111/acel.12774 |
| 26 | LI X， XIA Q， MAO M， et al. Annexin-A1 SUMOylation regulates microglial polarization after cerebral ischemia by modulating IKKα stability via selective autophagy［J］. Sci Adv， 2021， 7（4）： eabc5539. doi:10.1126/sciadv.abc5539 |
| 27 | DANG R， YANG M， CUI C， et al. Activation of angiotensin‐converting enzyme 2/angiotensin （1-7）/mas receptor axis triggers autophagy and suppresses microglia proinflammatory polarization via forkhead box class O1 signaling［J］. Aging Cell， 2021， 20（10）： e13480. doi:10.1111/acel.13480 |
| 28 | WU Y T， TAN H L， SHUI G， et al. Dual role of 3-methyladenine in modulation of autophagy via different temporal patterns of inhibition on class I and III phosphoinositide 3-kinase［J/OL］. J Biol Chem， 2010， 285（14）： 10850-10861. doi:10.1074/jbc.m109.080796 |
| 29 | HADLEY G， BEARD D J， COUCH Y， et al. Rapamycin in ischemic stroke： Old drug， new tricks？［J］. J Cereb Blood Flow Metab， 2019，39（1）：20-35. doi:10.1177/0271678x18807309 |
| 30 | JAHRLING J B， LIN A L， DEROSA N， et al. mTOR drives cerebral blood flow and memory deficits in LDLR-/- mice modeling atherosclerosis and vascular cognitive impairment［J］. J Cereb Blood Flow Metab， 2018，38（1）：58-74. doi:10.1177/0271678x17705973 |
| 31 | ZHAI J， LI N， ZHANG X， et al. Isoflurane Enhances Autophagy by Activating AMPK/ULK1， Inhibits NLRP3， and Reduces Cognitive Impairment After Cerebral Ischemia-Reperfusion Injury in Rats［J］. J Mol Neurosci， 2023，73（7-8）：549-562. doi:10.1007/s12031-023-02135-w |
| 32 | PENG L， YIN J， WANG S， et al. TGF-β2/Smad3 Signaling Pathway Activation Through Enhancing VEGF and CD34 Ameliorates Cerebral Ischemia/Reperfusion Injury After Isoflurane Post-conditioning in Rats［J］. Neurochem Res， 2019，44（11）：2606-2618. doi:10.1007/s11064-019-02880-8 |
| 33 | HECKMANN B L， YANG X， ZHANG X， et al. The autophagic inhibitor 3-methyladenine potently stimulates PKA-dependent lipolysis in adipocytes［J/OL］. Br J Pharmacol， 2013， 168（1）： 163-171. doi:10.1111/j.1476-5381.2012.02110.x |
| 34 | ZHANG X， ZHANG L， Bi Y， et al. Inhibition of autophagy by 3-methyladenine restricts murine cytomegalovirus replication［J/OL］. J Med Virol， 2021， 93（8）： 5001-5016. doi:10.1002/jmv.26787 |
| 35 | 肖学进. 自噬抑制对局灶性脑缺血再灌注细胞死亡方式的影响［D］. 锦州：锦州医科大学， 2018. |
| 36 | GUPTA S， BUTTAR H S， KAUR G， TULI HS. Baicalein： promising therapeutic applications with special reference to published patents［J］. Pharm Pat Anal， 2022，11（1）：23-32. doi:10.4155/ppa-2021-0027 |
| 37 | YANG S， WANG H， YANG Y， et al. Baicalein administered in the subacute phase ameliorates ischemia-reperfusion-induced brain injury by reducing neuroinflammation and neuronal damage［J］. Biomed Pharmacother， 2019，117：109102. doi:10.1016/j.biopha.2019.109102 |
| 38 | BOZ C， OZAKBAS S， TERZI M，et al. The comparative effectiveness of fingolimod， natalizumab， and ocrelizumab in relapsing-remitting multiple sclerosis［J］. Neurol Sci， 2023，44（6）：2121-2129. doi:10.1007/s10072-023-06608-z |
| 39 | LI X， WANG M H， QIN C，et al. Fingolimod suppresses neuronal autophagy through the mTOR/p70S6K pathway and alleviates ischemic brain damage in mice［J］. PLoS One， 2017，12（11）：e0188748. doi:10.1371/journal.pone.0188748 |
| 40 | MAES H， KUCHNIO A， PERIC A， et al. Tumor vessel normalization by chloroquine independent of autophagy［J］. Cancer Cell，2014，26（2）：190-206. doi:10.1016/j.ccr.2014.06.025 |
| 41 | CUI J， YU J， XU H， et al. Erratum： Autophagy-lysosome inhibitor chloroquine prevents CTLA-4 degradation of T cells and attenuates acute rejection in murine skin and heart transplantation： Erratum［J］. Theranostics， 2022，12（7）：3580-3581. doi:10.7150/thno.73353 |
| 42 | HARRIS J. Autophagy and cytokines［J］. Cytokine， 2011，56（2）：140-144. doi:10.1016/j.cyto.2011.08.022 |
| 43 | LIU C H， LIU H Y， GE B X. Innate immunity in tuberculosis： host defense vs pathogen evasion［J］. Cell Mol Immunol， 2017，14（12）：963-975. doi:10.1038/cmi.2017.88 |
| 44 | 龙嘉琪，李跃兵.肺缺血再灌注损伤炎症与自噬相关性的研究进展［J］.实用医学杂志， 2022，38（12）：1558-1562. doi:10.3969/j.issn.1006-5725.2022.12.021 |
| 45 | JIANG C T， WU W F， DENG Y H， et al. Modulators of microglia activation and polarization in ischemic stroke （Review）［J］. Mol Med Rep， 2020，21（5）：2006-2018. |
/
| 〈 |
|
〉 |