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。     

星形胶质细胞

目录一、星形胶质细胞的生物学特性(一 )星形胶质细胞的异质性(二 )胶质网络二、星形胶质细胞的功能(一 )分泌功能(二 )星形胶质细胞与神经的发育及再生(三 )星形胶质细胞具有对神经元微环境调控的能力(四 )免疫功能与血脑屏障调控三、星形胶质细胞功能的新近进展(一 )星形胶质细胞也具有可兴奋性(二 )星形胶质细胞与神经元的通讯或对话(三 )在突触形成和突触可塑性中的作用(四 )星形胶质细胞与神经发生胶质细胞是神经系统内数量众多的一大类细胞群体 ,约占中枢神经系统 (CNS)细胞总数的 90 % ,星形胶质细胞 (astrocyte)是其中主要的组成…     

靶向星形胶质细胞治疗缺血性脑卒中的研究进展

缺血性脑卒中(ischemic stroke, IS)发生后,缺血区星形胶质细胞(astrocyte)活化,这些反应性星形胶质细胞对缺血区神经元发挥有利和有害双重作用。星形胶质细胞与IS诱导的谷氨酸功能障碍、线粒体功能障碍和胶质瘢痕形成密切相关,并且在IS后神经元网络重构中发挥重要调节作用。现重点探讨如何利用星形胶质细胞对IS发挥保护作用的研究进展。     

星形胶质细胞在阿尔茨海默病中的功能变化及分子机制

星形胶质细胞在脑内数量最多,分布最广,对神经元有营养支持的作用,并且能够调控神经元的活性。越来越多的证据表明星形胶质细胞激活参与阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)的发生和发展。在AD病理情况下,星形胶质细胞在多种因子如β淀粉样蛋白(beta-amyloid,Aβ)和促炎细胞因子的作用下被激活,激活的星形胶质细胞进一步释放一氧化氮(Nitric oxide,NO)和多种炎性因子增强炎症级联反应。功能失常的星形胶质细胞会促进Aβ的产生,减弱对Aβ的摄取和清除,导致Aβ聚集沉积形成老年斑。激活的星形胶质细胞释放的炎症因子还能显著增加神经元内tau蛋白的异常过度磷酸化,产生神经纤维缠结。本文对星形胶质细胞在AD中参与神经变性的功能变化和分子机制进行总结,为星形胶质细胞作为靶点预防及治疗AD提供一定的理论依据。     

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。     

星形胶质细胞的生物学功能

人类大脑由两类细胞组成:一类是神经元,另一类是神经胶质细胞。神经胶质细胞的数量约为神经元的10倍,但其作用长期以来一直被认为仅限于在神经元之间充当填充物,填满大脑中的剩余空间,同时为神经元提供营养。但近年来认识到神经胶质细胞的主要成员星形胶质细胞能够感知外界刺激,它的反应选择性甚至高于相邻神经元。神经元的反应活动很多都要经过星形胶质细胞的介导才能完成。本文介绍了星形胶质细胞在神经调制、突触调节和神经血管系统偶联方面的一些新进展,以期在不久的将来对星形胶质细胞的功能有更深入的了解,并能应用于临床实践。     

脑能量代谢：星形胶质细胞-神经元耦合

脑是能量需求旺盛器官,能量底物的传递保证了神经元正常活化。星形胶质细胞在脑能量的产生、传递、利用和储存中具有重要功能。星形胶质细胞和神经元相互作用是脑能量代谢的核心,也是神经能量学研究的重点。本文简要综述星形胶质细胞和神经元各自的代谢特点及两者之间的代谢耦合和代谢机制。     

星形胶质细胞的兴奋对神经元树突丝运动的调节机制

神经元树突上树突丝(filopodia)的形成及其运动,是神经元探索胞外环境、寻找突触前膜结构的一种方式.为研究星形胶质细胞的兴奋对神经元树突上树突丝运动的调节机制,在与神经元混合培养的星形胶质细胞中转染光敏感通道(channelrhodopsin-2).Channelrhodopsin-2是一种可表达于细胞膜表面的非选择性阳离子通道,可被特定模式的蓝光激活,导致大量钙离子内流并进一步诱发星形胶质细胞产生钙波,从而实现了选择性激活星形胶质细胞的目的.研究结果显示,在混合培养的神经元与星形胶质细胞模型中,激活的星形胶质细胞可以抑制神经元filopodia的运动,与外源性ATP、谷氨酸的作用效果一致.这表明星形胶质细胞激活后可能通过释放ATP和谷氨酸等递质来抑制神经元filopodia的运动.     

大鼠大脑皮质星形胶质细胞条件培养液促进小脑皮质神经元的生长

本研究从大鼠大脑皮质分离、纯化星形胶质细胞,再经培养后收集星形胶质细胞的无血清条件培养液。用盖玻片培养法与快速自动比色微量分析法研究了星形胶质细胞条件培养液对小脑皮质神经元生存以及神经元活力的影响。发现星形胶质细胞条件培养液能够明显提高小脑皮质神经元的体外存活率,增强神经元的活力。表明星形胶质细胞具有神经营养性作用。     

星形胶质细胞和神经元之间谷氨酸-谷氨酰胺的代谢偶联

谷氨酸-谷氨酰胺循环是星形胶质细胞和神经元代谢偶联最重要的途径之一。在中枢神经系统中葡萄糖经糖酵解和三羧酸循环,合成三羧酸循环的中间产物。神经元因缺乏丙酮酸羧化酶,不能由葡萄糖直接合成谷氨酸,而必须依赖于星形胶质细胞的三羧酸循环来产生作为谷氨酸前体的三羧酸循环中间代谢产物。星形胶质细胞的谷氨酸载体从突触间隙摄取谷氨酸,在星形胶质细胞中转变成谷氨酰胺并释放到细胞外,然后重新被神经元摄取,转变成谷氨酸进入新一轮的循环。本文介绍了该循环,以及星形胶质细胞谷氨酸载体的功能、特性及调控。     

星形胶质细胞在脊髓损伤中的研究展望

近年来星形胶质细胞(astrocyte,AS)已经逐渐成为中枢神经系统(CNS)疾病研究中的热点之一。激活星形胶质细胞会产生和释放神经递质、神经营养因子和促炎因子等,对神经元既有保护作用也有毒性作用。现综述星形胶质细胞的形态、功能以及与脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)的联系等,为进一步研究星形胶质细胞和脊髓损伤提供依据。     

AMPA受体介导的神经元和星形胶质细胞网络编程小鼠胡须感觉适应

动物感觉输入的适应性影响了它们对外界环境改变的意识和反应.感觉通路各层次,诸如感受器、传入神经和中枢系统等,反应活性的降低可能与感觉适应性相关联.在感觉适应过程中,皮层局部网络中神经元和星形胶质细胞对信号的编程机制仍有待进一步研究.利用活体双光子成像、电生理记录即药理学方法,我们分析了小鼠barrel皮层神经元和星形胶质应答重复的胡须感觉输入动力学.相同特征的胡须感觉刺激诱发了神经元和星形胶质细胞反应活性的降低,并且它们的活动在空间上和时间上去同步化,神经元和星形胶质细胞之间的缺少协调性.这种神经元和星形胶质细胞功能在空间和时间性质上的下调被局部施加AMPA受体脱敏感抑制剂所逆转.因此,在胡须感觉适应过程中,barrel皮层神经元和星形胶质细胞反应活性的下降和去同步化是由AMPA受体脱敏感参与介导完成的.     

综述与专论: 星形胶质细胞对神经退行性疾病影响的研究进展

神经退行性疾病是常见且难以治愈的疾病,给患者的生活带来了极大的不便。星形胶质细胞在神经退行性疾病中发挥重要作用。在神经退行性疾病患者神经系统中,受损的神经胶质细胞对周围的神经元可以产生毒性作用,造成神经元功能障碍,从而死亡。同时,受疾病影响产生的一些反应性星形胶质细胞可以保护神经元,清除神经元周围的有害物质,暂缓疾病的恶化。本综述将讨论星形胶质细胞在部分常见神经退行性疾病中发挥的作用,包括肌萎缩侧索硬化（amyotrophic lateral sclerosis,ALS）、阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease,AD）和帕金森病（Parkinson’s disease,PD）。同时总结了星形胶质细胞对这些疾病发挥的共同作用,旨在进一步促进神经退行性疾病的研究进展。     

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...     

星形胶质细胞调节促性腺激素释放激素神经元

星形胶质细胞(astrocytes,Ast)是一种特殊的胶质细胞,其数量约为神经元的10倍,它们连续地分布于整个中枢神经系统,执行着复杂的功能。近年来,随着学者们对星形胶质细胞的深入研究,其新功能不断被发现和证实。研究发现,星形胶质细胞通过分泌前列腺素E2(prostaglandin2,PGE2)、转化生长因子-β1(transforming growth factor-β1,TGF-β1)等胶质因子,调节促性腺激素释放激素(gonadotropin-releasinghormone,Gn RH)神经元的活性和分泌,进而参与对动物繁殖的调控。该文主要综述了星形胶质细胞分泌的PGE2和TGF-β1对Gn RH神经元的调节及其分子机制,试图揭示星形胶质细胞在动物繁殖调控中的作用。     

星形胶质细胞功能障碍在抑郁症发病中的作用研究进展

星型胶质细胞在突触形成、神经元代谢、神经递质传递等方面起重要作用,其退行性病变可引起突触蛋白水平降低、神经元体积减小及神经递质传递异常,进而引起神经精神性疾病的发生。抑郁症患者前额叶皮层、海马、杏仁核以及前扣带回等多个脑区均有星型胶质细胞密度减低,提示星形胶质细胞与抑郁症发病密切相关。研究表明,能量和营养支持、谷氨酸(glutamate,Glu)转运和代谢、N-甲基-D-天(门)冬氨酸(N-methyl-D-aspartate,NMDA)受体活性调节以及炎症反应异常等星形胶质细胞功能障碍参与抑郁症的发生。本文就星形胶质细胞功能障碍在抑郁症发病机理中的作用进行综述。     

大鼠脑缺血再灌注后神经元和星形胶质细胞凋亡的比较研究

目的比较研究大鼠局灶性脑缺血再灌注后神经元和星形胶质细胞的凋亡规律。方法建立大鼠大脑中动脉阻塞(middle cerebral artery occlusion,MCAO)再灌注模型,在缺血再灌注后1、3、7、14d断头取脑,应用流式细胞分选技术和原位末端标记法分别检测各组MCAO后不同时期神经元和星形胶质细胞凋亡情况。结果局灶性脑缺血再灌注后,海马区星形胶质细胞凋亡数量超过神经元,其凋亡以再灌注3d最为显著,而神经元则以7d最为显著;而皮层区神经元凋亡数量超过星形胶质细胞,两种细胞凋亡均在再灌注后7d达高峰。结论脑缺血再灌注后,皮层和海马区的神经元及星形胶质细胞均可发生凋亡,海马区星形胶质细胞比皮层区更易凋亡,而皮层区神经元比海马区更易凋亡。     

小鼠不同脑区星形胶质细胞小分子诱导转分化和基因表达差异的研究

该文旨在比较小分子化合物诱导小鼠不同脑区星形胶质细胞向神经元转分化的特性,并利用转录组测序技术分析小鼠不同脑区星形胶质细胞的基因表达差异。以新生小鼠皮层和海马的星形胶质细胞作为起始细胞,通过小分子化合物VCR诱导其向神经元转分化,利用免疫荧光染色检测转分化过程中细胞形态的变化以及神经元的比例,通过转录组测序比较两种星形胶质细胞的基因表达差异,并对差异基因进行荧光定量PCR验证及GO富集分析。结果表明,皮层星形胶质细胞经VCR诱导转分化为神经元的能力要显著优于海马星形胶质细胞;转录组测序发现,两种星形胶质细胞有12 658个基因存在差异表达,GO分析结果表明,在皮层星形胶质细胞中高表达的基因更多地参与细胞分裂的过程,推测差异显著基因GAD2、EYA2、GSX2、INSM1以及GNG3是与转分化相关的基因。该研究对星形胶质细胞向神经元转分化的机制研究具有借鉴意义。     

成年大鼠神经元和星形胶质细胞细胞周期蛋白表达的差异研究

目的比较研究成年大鼠细胞周期蛋白在神经元和星形胶质细胞的表达差异。方法应用免疫荧光和激光扫描共聚焦显微镜观察成年大鼠生理状态下大脑皮层或海马CA1区神经元和星形胶质细胞细胞周期素D1、E、A、B1、(CyclinD1、E、A、B1)的表达。结果成年大鼠海马CA1区和大脑皮层的神经元有Cyclin D1、E、A和B1的表达,细胞核和细胞浆均有表达,以胞核为主;星形胶质细胞也有上述细胞周期蛋白的表达但细胞数目较少,并且表达这些指标的星形胶质细胞多聚集在海马CA1区。结论成年大鼠大脑皮层和海马区的神经元和星形胶质细胞均表达细胞周期蛋白,而其在神经元的表达较星形胶质细胞更为普遍。     

星形胶质细胞在阿尔茨海默病中的作用及其分子机制

阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是一种多因素导致的神经退行性疾病。随着社会的老龄化,阿尔茨海默病的发病率呈逐渐上升的趋势,给患者以及社会带来极大的生理痛苦和经济负担。星形胶质细胞在中枢神经系统中数量最多、分布最广,对神经元有营养支持作用,并且还能够调控神经元的活性。在AD的病理情况下,星形胶质细胞能参与Aβ代谢影响老年斑的形成,分泌多种炎症因子和趋化因子参与AD的病理进程,并且还能通过影响突触谷氨酸循环来调节神经元的活性。近年来,星形胶质细胞在AD的病理生理机制中的作用受到越来越多的关注。现就星形胶质细胞在AD发病机制中的作用进行综述。