星形胶质细胞糖代谢对神经元的支持及保护作用

脑组织有着极其复杂的功能,这些功能的完成有赖于神经元细胞与胶质细胞之间的广泛合作。星形胶质细胞作为人脑内数量最多的细胞,其与神经元细胞之间的相互作用就显得十分重要。葡萄糖代谢途径包括糖酵解,有氧氧化及磷酸戊糖三条途径。其为脑组织维持其正常功能的前提。研究表明星形胶质细胞和神经元在糖代谢方面有着各自的特点,神经元在能量底物及抗氧化应激中对星形胶质细胞糖代谢途径存在一定的依赖性,干扰星形胶质细胞与神经元之间的代谢过程会导致疾病的发生。本综述主要从糖酵解及磷酸戊糖两条糖代谢途径阐述了星形胶质细胞与神经元的关系。这或许会对研究脑的代谢,脑疾病中神经元的损伤机制及如何保护神经元提供全新的视角,并可能为一些疾病的治疗开辟了新的途径。     

哈尔滨医科大学附属第一医院神经外科

血脑屏障的是人体自然屏障之一。其主要作用是阻止有害物质通过颅内血管进入脑实质,并同时辅助排出脑内代谢物质等。对相当多的颅内恶性肿瘤术后患者,血脑屏障在一定程度上阻碍了化疗药物进入脑实质,从而影响化疗效果。因此近年来越来越多的学者将研究重点放在如何开放血脑屏障这个问题上。血脑屏障构成主要为毛细血管的内皮细胞、基膜周细胞和星状胶质细胞的足突,其中血管内皮细胞处于最重要的地位。原因归结于它自身的一个特殊结构--紧密连接。紧密连接是否完整,功能是否可以正常发挥关系到内皮细胞的完整性,因此对血脑屏障的开放有着举足轻重的作用。维持紧密连接结构中功能蛋白功能的能量物质为葡萄糖。脑血管中的葡萄糖进入脑实质需载体或通道,脑组织负责此过程的物质为葡萄糖转运蛋白1(GLUT1)。本文作者通过松胞菌素B抑制葡萄糖转运蛋白1,降低能量供应从而影响紧密连接功能,最终引起血脑屏障开放角度做一综述。     

松胞菌素B开放血脑屏障的研究进展

血脑屏障的是人体自然屏障之一。其主要作用是阻止有害物质通过颅内血管进入脑实质,并同时辅助排出脑内代谢物质等。对相当多的颅内恶性肿瘤术后患者,血脑屏障在一定程度上阻碍了化疗药物进入脑实质,从而影响化疗效果。因此近年来越来越多的学者将研究重点放在如何开放血脑屏障这个问题上。血脑屏障构成主要为毛细血管的内皮细胞、基膜周细胞和星状胶质细胞的足突,其中血管内皮细胞处于最重要的地位。原因归结于它自身的一个特殊结构--紧密连接。紧密连接是否完整,功能是否可以正常发挥关系到内皮细胞的完整性,因此对血脑屏障的开放有着举足轻重的作用。维持紧密连接结构中功能蛋白功能的能量物质为葡萄糖。脑血管中的葡萄糖进入脑实质需载体或通道,脑组织负责此过程的物质为葡萄糖转运蛋白1(GLUT1)。本文作者通过松胞菌素B抑制葡萄糖转运蛋白1,降低能量供应从而影响紧密连接功能,最终引起血脑屏障开放角度做一综述。     

小胶质细胞介导的吞噬作用在神经退行性疾病中的研究进展

随着人口老龄化进程加剧,阿尔茨海默病和帕金森病等神经退行性疾病迄今为止已经成为一种全球性的健康危机之一。目前的研究进展表明,小胶质细胞与神经元的相互作用对中枢神经系统的稳态维持至关重要。神经退行性疾病研究,包括大规模全基因组关联分析或者脑影像学研究都提示,小胶质细胞在疾病早期大量激活。小胶质细胞是脑内一类吞噬细胞,新的细胞吞噬途径——细胞啃噬(trogocytosis)的发现为揭示小胶质细胞与存活神经元之间存在的密切关系提供了新的视角。本文将重点对神经退行性疾病发病过程中小胶质细胞介导的吞噬及啃噬作用以及分子机制的研究进展作一简要评述。     

伴皮层下囊肿的巨脑性白质脑病基因突变导致星形胶质细胞肿胀与囊肿形成

伴皮层下囊肿的巨脑性白质脑病(MLC)是MLC1或GlialCAM突变导致的主要以星形胶质细胞功能障碍为主的髓鞘变性疾病,特征为脑白质弥漫性肿胀与囊肿形成。MLC1/GlialCAM主要表达于星形胶质细胞终足,可能参与星形胶质细胞胞膜水与离子的转运。GlialCAM蛋白可协助MLC1蛋白及ClC2通道在细胞胞膜定位。MLC1蛋白可能参与多种水与离子的转运,参与细胞体积调节。MLC1/GlialCAM突变后,可能会影响星形胶质细胞内外水与离子稳态,导致细胞肿胀及囊肿的形成,最终发生MLC。     

脑能量代谢与线粒体功能关系的研究进展

线粒体是人体内的能量代谢工厂,而脑是人体内能量代谢最活跃的部位。神经元和胶质细胞是脑内主要的细胞。本文对线粒体在能量产生的作用进行综述,同时比较神经元和星形胶质细胞能量代谢的异同及密切联系,并对神经退行性变中能量代谢障碍与线粒体可塑性改变进行了回顾。以三种神经退行性疾病帕金森、阿尔兹海默和脊髓侧索硬化症为例说明线粒体在神经系统疾病和脑能量代谢之间的重要作用。从而进一步系统的认识,脑内的线粒体在生理和病理状态下对能量代谢的影响。深入了解其机制,为研究神经系统退行性疾病提供新的治疗策略。     

胆固醇代谢异常与神经系统疾病关系的研究进展

胆固醇是一种广泛存在于动物体内的常见小分子脂类物质,是构成细胞膜和血浆脂蛋白的重要成分。其在中枢神经系统内的含量尤为丰富,与神经元突起的产生、发育和形成,星形胶质细胞的增生,神经元的存活,神经的修复重塑以及发育相关的信号通路的传递等活动紧密相关。由于血脑屏障的隔离,脑内胆固醇主要由星形胶质细胞合成,其代谢需要通过转化为可透过血脑屏障的分子才能排出脑外。正常情况下,脑内胆固醇的浓度维持在相对稳定的范围内,对中枢神经系统的生长发育以及正常功能的维持起着至关重要的作用,其代谢异常可以诱多种神经系统疾病,因此以维持脑内胆固醇代谢的稳态为靶标可以为许多神经系统疾病的防治提供新思路。本文综述了脑内胆固醇的合成、代谢以及其与中枢神经系统疾病的相关性。     

健康和脑损伤下小胶质细胞在成年海马神经发生中的调节作用

成年脑内终生存在持续性神经发生,该过程受多种内外因素的调节.小胶质细胞是脑内固有的免疫细胞,在维持脑稳态和脑的免疫调节方面起着重要作用.越来越多的研究显示,小胶质细胞通过吞噬作用清除细胞碎片,并通过与神经元的直接接触和/或释放可溶性因子影响成年海马神经发生.本文综述了在生理状态下,小胶质细胞如何调控成年海马神经干/祖细胞及新生神经元的不同阶段,进而调节神经发生.此外,本文还综述了在脑损伤条件下,海马神经发生和小胶质细胞形态功能的变化,以及如何通过干预小胶质细胞影响海马神经发生,为应用小胶质细胞促进脑的内源性修复提供理论依据.     

综述与专论: 星形胶质细胞调节性容积减小（RVD）的关键膜蛋白研究进展

星形胶质细胞承担着维持脑部内环境稳态的重要功能,包括维持脑的水电解质平衡。然而,在缺血性脑卒中等多种疾病中,星形胶质细胞会首先出现明显的细胞水肿,进而促进脑水肿的发生,加重脑损伤。调节性容积减小（RVD）是星形胶质细胞面对水肿时快速减小自身部分容积的代偿反应。最新研究进展发现,水通道蛋白（AQP）和体积调节性阴离子通道（VRAC）是RVD过程的关键参与者。VRAC是LRRC8家族成员构成的异多聚体,星形胶质细胞水肿时,VRAC激活,介导阴离子和有机渗透性物质快速向细胞外转运,是RVD的主要驱动力。AQP是一种6次跨膜蛋白,具有选择性的双向水通道,是星形胶质细胞快速水肿的结构基础,同时也是RVD过程中水转移至胞外的“快速通道”。进一步了解VRAC和AQP的结构、功能及其在RVD中发挥的作用,有助于最终解析星形胶质细胞RVD的发生机制并为脑水肿的治疗提供潜在靶点。     

靶向脑衰老胶质细胞的运动防治PD研究进展

细胞衰老是一个体内平衡的生物过程,在推动机体衰老过程中起着关键作用。衰老细胞在神经系统中随着衰老和神经退行性疾病而积累,并且可能使人易患神经退行性疾病或加重其病程。帕金森病(Parkinson's disease,PD)是一种与年龄相关的神经退行性疾病。运动可通过提高衰老过程中脑细胞自噬水平,增强神经免疫信号分子以及脑内脑源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor,BDNF)的表达有效预防或延缓脑细胞衰老甚至清除脑衰老细胞,维持脑健康。大量流行病学调查结果以及临床和基础研究证实,不同形式的运动锻炼/身体活动均可改善PD患者或者PD模型动物的症状或改善症状的发展。本文以脑衰老胶质细胞为切入点,充分阐明脑衰老胶质细胞在PD中的作用以及运动干预对PD脑衰老胶质细胞的影响,以便有效和安全地利用脑衰老胶质细胞作为潜在的治疗靶点,以期为运动干预减缓(和)或改善PD运动功能障碍的神经生物学机制研究提供新的思路,为探寻PD的非药物防治或辅助疗法提供理论基础。     

脑星形胶质细胞生物学功能研究进展

脑星形胶质细胞是中枢神经系统（CNS）内在数目占绝对优势的一类大胶质细胞,被认为在神经元的整个发育过程中起重要作用。本文主要就参与星形胶质细胞调节神经元活动的主要功能分子,星形胶质细胞在中枢神经系统的生物学功能,及其与疾病的关系作一简要回顾。     

葡萄糖转运子4 转位信号转导通路的研究进展

葡萄糖是大部分细胞主要能量来源,它进入细胞的过程在生命的维持中无疑成为一个重要的步骤。而葡萄糖进入细胞是依赖于这些细胞上的葡萄糖转运子和相应的对其进行调节的因子。葡萄糖转运子4（GLUT4）在糖进入细胞维持血糖平衡中起了重要的作用。近年有关GLUT4的研究文献很多,但却总给人不系统的感觉。本文对GLUT4转位的胰岛素依赖和非胰岛素依赖的信号途径以及其远端过程及机制作一综述,同时分析了GLUT4转位的信号途径的研究中存在的问题和将来研究的方向。     

脑微血管内皮细胞条件培养液对星形胶质细胞的影响及通络中药的干预特征

目的:揭示脑微血管内皮细胞生理、病理及通络中药处理后不同状态的培养液对正常星形胶质细胞影响的特征,从细胞间相互作用角度探讨脑微血管内皮细胞与星形胶质细胞的生物学关系,为阐释脑微环境稳定的血脑屏障维护机制以及通络中药通过内皮细胞调节脑内微环境理论假说提供新的证据。方法:制备正常、拟缺血和拟缺血合并通络救脑注射液处理的大鼠脑微血管内皮细胞条件培养液,观察其对星形胶质细胞活性和凋亡率的影响。结果:与正常星形胶质细胞相比,正常内皮细胞条件培养液能够降低正常星形胶质细胞的活性,并促进星形胶质细胞的凋亡;而拟缺血处理的内皮细胞条件培养液能够提高正常星形胶质细胞的活性和凋亡率;拟缺血合并通络药物处理的内皮细胞条件培养液对正常星形胶质细胞的活性有提高作用,并显著降低其凋亡率。结论:三种不同处理方式的内皮细胞条件培养液对正常星形胶质细胞活性和凋亡产生不同的影响,提示不同状态的微血管内皮细胞对脑内微环境产生影响,通络救脑注射液可能通过调节微血管内皮细胞的分泌而对星形胶质细胞发挥作用。     

星形胶质细胞引起神经元超激发的作用机制分析

实验发现,星形胶质细胞表面膜上有多种神经递质受体,能积极参与脑内的信号传导,并与多种神经性疾病相关.在锥体神经元和星形胶质细胞的耦合网络中,星形胶质细胞能接受外部刺激.本文研究了在神经元和胶质细胞耦合系统中,将谷氨酸刺激加载在星形胶质细胞上的情况,发现神经元出现超激发现象,而神经元超激发是癫痫疾病的一个重要特征之一;并...     

乳铁蛋白对铁代谢的影响及其在神经退行性疾病中的应用

乳铁蛋白是一种具有多种生理功能的铁结合性糖蛋白,是铁在机体内代谢及转运关键载体。目前,有关乳铁蛋白对神经退行性疾病的防治作用及应用研究已成为该领域的新热点。本文主要介绍了铁在机体内的代谢;铁转运蛋白-乳铁蛋白转运系统：铁转运主要是由转铁蛋白受体和乳铁蛋白受体介导的,铁转运入脑的途径主要是转铁蛋白-转铁蛋白受体途径,还有乳铁蛋白-乳铁蛋白受体途径及其他途径;铁对脑损伤的作用机制,其中铁参与的氧化应激反应以及铁代谢和铁转运相关基因的突变或缺失可能都是引起脑损伤的原因;最后简述乳铁蛋白在防治神经退行性疾病中最新的进展,乳铁蛋白修饰的纳米粒子可能是目前最有效治疗神经退行性疾病的方法之一。     

小胶质细胞发育和功能的性别差异

小胶质细胞是神经系统的免疫细胞,参与调节神经系统的发育以及维持神经系统稳态。小胶质细胞的发育和功能存在显著的性别差异,可能是脑性分化的关键介质。该文总结了小胶质细胞在发育、免疫应答以及神经系统疾病中的性别特征,为研究脑性分化和神经系统疾病的性别差异提供理论参考。     

少突胶质前体细胞的迁移机制

少突胶质前体细胞(OPC),又称为NG2细胞,是脑内广泛存在的一类大胶质细胞。OPC最初主要从室管膜区产生并经过发育期的长距离迁移而到达大脑的各个区域。这一迁移过程不仅对神经元正常髓鞘形成提供了必要条件,对大脑损伤后髓鞘的再修复也极为关键。因此,研究各种信号分子对OPC在迁移过程中的作用,探求它们如何对OPC在体内完成长距离的迁移和精确的定位而发挥作用,从而找到一定的规律,对全面认识少突胶质前体细胞如何在整个神经网络中发挥作用具有重要意义,也为脱髓鞘疾病的治疗提供新的思路和途径。     

神经炎症与神经退行性疾病的关系

近十多年来的研究表明,在神经退行性疾病的发生与发展中,脑内始终存在着以胶质细胞激活为主要特征的炎症反应。神经炎症是把双刃剑,一方面,它诱发或加重神经系统的退行性病变;另一方面,它在某些特定情况下有利于神经系统损伤的修复。激活的胶质细胞通过释放致炎细胞因子和活性氧自由基等分子介导神经炎症所致的神经元退行性病变,而由调节性T细胞产生的抗炎细胞因子及由神经元释放的抗炎神经肽能保护神经元抵抗神经炎症,从而减缓或减轻神经退行性疾病的进程。     

早期帕金森病大鼠胶质细胞免疫反应活性的改变及其意义

目的:观察早期帕金森病(PD)大鼠脑内胶质细胞的免疫反应活性改变。方法:采用6-羟多巴胺(6-OHDA)制备PD早期大鼠模型,实验动物分为早期PD组和对照组。实验动物进行阿朴吗啡诱发旋转运动测试后,进行迈步实验的测试。免疫组织化学观察早期PD发病大鼠脑内星形胶质细胞和小胶质细胞的免疫反应活性改变。结果:早期PD动物在30 min内旋转次数小于7r/min,迈步实验中,与对照组相比,早期PD动物在左前肢从开始迈步至返回鼠笼所需要的总时间和所迈的步数没有明显差异;PD早期大鼠脑内星形胶质细胞和小胶质细胞的免疫反应活性明显增高。结论:早期PD大鼠尽管行为学上没有明显异常改变,但其脑内星形胶质细胞和小胶质细胞出现异常改变,这可能参与早期PD大鼠发病过程。     

模拟高原低氧对大鼠脑内神经胶质细胞的影响

目的：观察模拟高原低氧对成年大鼠脑内胶质细胞的影响。方法：大鼠在模拟海拔4000m高原低压舱内连续暴露1、3、7d,胶质原纤维酸性蛋白（GFAP）与Griffoniasimplicifolia同功凝集素（GSA-IB4）组织细胞化学分别显示星形胶质细胞与小胶质细胞。结果：GFAP与GSA-IB4阳性细胞在低氧后3．7d两个时相显著增多,主要分布于新皮层、海马、纹状体及室管膜下层等区域。结论：模拟高原低氧能引起大鼠脑内星形胶质细胞与小胶质细胞的显著活化。