中枢神经系统中星形胶质细胞与神经元损伤修复的研究进展

1前言哺乳动物中枢神经系统结构及功能极为复杂,中枢神经系统中主要由神经元、神经胶质细胞等组成,由于其细胞的多样性导致了中枢神经系统结构功能复杂。神经胶质细胞在1856年由德国科学家Rudolph Virchow首次提出,并命名为“neuroglia”,认为该细胞能与成熟的神经元发生联系、为其提供某些营养物质[1],早期的组织学研究表明,将啮齿类动物大脑置于营养丰富的环境中,胶质细胞与神经元的比率将会提高,由此证明了神经胶质细胞在调节中枢神经系统功能占有重要作用[2]。神经胶质细胞是一大类细胞,根据其形态、功能等又分为小神经胶质细胞、大脑和脊髓中的巨噬细胞、雪旺细胞和少突胶质细胞,雪旺细胞和少突胶质细胞分别构成周围神经系统和中枢神经系统神经元的髓鞘;NG2-glia,一种典型的胶质细胞,可直接与突触发生联系;星形胶质细胞,目前认为是维持中枢神经系统结构功能稳定的主导者。     

增强缝隙连接耦联对鱼藤酮染毒星形胶质细胞谷氨酸代谢的影响

目的观察增强缝隙连接耦联对鱼藤酮染毒星形胶质细胞谷氨酸代谢的影响。方法体外培养大鼠中脑星形胶质细胞,随机分为对照组、鱼藤酮组(1.0μmol/L)、缝隙链接激动剂(AAP-10)干预组(50 nmol/L)和AAP-10干预组(250 nmol/L)。MTT法观察染毒星形胶质细胞活力,应用HPLC荧光法和同位素标记法检测星形胶质细胞外谷氨酸浓度和谷氨酸转运能力的变化,RT-PCR检测星形胶质细胞谷氨酸转运体(GLAST)mRNA的表达。结果鱼藤酮染毒组星形胶质细胞活力和谷氨酸转运能力明显降低,细胞外谷氨酸浓度明显增加;AAP-10干预组(250 nmol/L)星形胶质细胞活力有所升高,细胞外谷氨酸浓度明显降低,谷氨酸转运功能活性则明显增强,且GLAST mRNA表达明显上调。结论增强缝隙连接耦联能明显改善鱼藤酮所致星形胶质细胞外谷氨酸代谢紊乱,可能与其调控GLAST基因表达和功能活性有关。     

星形胶质细胞、少突胶质细胞分离培养新方法研究

根据神经胶质细胞中星形胶质细胞、少突胶质细胞的生长存在时间差异,细胞生长方式及细胞对培养层粘附等特性不同,作者建立了体外分离培养方法。经光镜、扫描电镜证实,分离培养的细胞形态与先前用其它方法的研究结果相一致。免疫细胞化学鉴定显示星形胶质细胞的标志蛋白胶原纤维酸性蛋白（ Ｇ Ｆ Ａ Ｐ）和少突胶质细胞标志蛋白髓鞘碱性蛋白（ Ｍ Ｂ Ｐ）的表达与分离的细胞相符。表明所分离细胞的纯度较好,该方法可靠易行。     

氯化镧对原代培养的星形胶质细胞的氧化损伤作用

目的研究氯化镧(lanthanum chloride,LaCl3)对原代培养的星形胶质细胞的氧化损伤作用。方法原代培养的星形胶质细胞经0、0.25、0.5、1.0 mmol/L LaCl3处理24 h后,采用MTT法和Alamar Blue还原法检测星形胶质细胞的存活率,并测定星形胶质细胞中谷胱甘肽(glutathione,GSH)、丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量和谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxydase,GSH-Px)活性。结果各LaCl3处理组星形胶质细胞的存活率均显著低于对照组,且具有一定的剂量-反应关系。0.25 mmol/L LaCl3组星形胶质细胞的GSH含量和GSH-Px活性显著低于对照组;0.5 mmol/L LaCl3组星形胶质细胞的GSH含量和GSH-Px活性显著低于对照组和0.25 mmol/L LaCl3组;1.0mmol/LLaCl3组星形胶质细胞的GSH含量和GSH-Px活性分别降低至对照组的66%和43%,均显著低于对照组、0.25和0.5 mmol/L LaCl3组。此外,各LaCl3组星形胶质细胞的MDA含量均显著高于对照组,且随...     

酒精对星形胶质细胞和少突胶质细胞膜脂质流动性的影响

为探讨酒精所致的神经元分化成熟迟滞和髓鞘形成受阻机制,本文以ＤＰＨ荧光探针研究了酒精对与神经元和髓鞘发育相关的星形胶质细胞、少突胶质细胞膜脂质流动性的影响。结果表明５ｍｍｏｌ／Ｌ酒精可导致星形胶质细胞、少突胶质细胞ＤＰＨ荧光探针的荧光偏振度（Ｐｒ）降低,膜脂质流动度（ＬＦＵ）增高,呈明显的剂量－反应关系,并发现酒精对星形胶质细胞作用强于少突胶质细胞。上述结果揭示酒精能改变两种胶质细胞的膜脂质流动性。它可能在酒精所致的神经元和髓鞘功能发育异常中起重要作用。     

小胶质细胞在缺血性脑损伤中的作用

正常情况下,小胶质细胞处于静息或休眠状态,当中枢神经系统遭受到伤害刺激时,小胶质细胞作为中枢神经系统固有的免疫效应细胞,迅速被激活并发挥“双刃”作用。缺血性脑损伤时小胶质细胞反应的激活极其复杂,现将其的激活的机制及在缺血脑损伤中的作用综述如下。1小胶质细胞激活的形态学中枢神经系统中的小胶质细胞来源于胚胎期的骨髓单核细胞,在哺乳动物大脑发育胚胎期或新生期进入中枢神经系统,为圆形或梭形的阿米巴样小胶质细胞,主要分布于大脑皮层、胼胝体、皮层下白质、内被盖、穹隆、小脑白质、视网膜等区域。阿米巴样小胶质细胞可表达非特异性单核巨噬细胞抗原、MHC I类抗原及其他活化标志抗原,还可表达其他辅助刺激信号分子细胞间黏附因子(ICAM-1/LFA-1)和LFA-3等,可以有效的刺激T细胞活化[1]。此时阿米巴样小胶质细胞胞浆丰富,有较多的吞噬体及溶酶体,具有活跃的细胞吞噬、水解作用,可清除脑内细胞外氧化蛋白,吞噬细胞碎屑和溃变的髓鞘,还可产生超氧阴离子等自由基,发挥细胞杀伤功能[2]。大脑发育成熟后阿米巴样小胶质细胞在细胞外基质(ECM)等因子的调节作用下分化为分枝状活性低的小胶质细胞[3],表现为胞浆浓缩、伸出多个细长突起,广...     

酒精和乙醛对神经胶质细胞膜脂质流动性的影响

为研究酒精对神经胶质细胞损害的作用机制，应用荧光偏振技术探讨了酒精及其代谢产物乙醛对神经胶质细胞中星形胶质细胞和少突胶质细胞膜脂质荧光偏振度（Ｐｒ）和脂质流动度（ＬＦＵ）的影响。结果表明２ｍｍｏｌ／Ｌ酒精、乙醛并不影响星形胶质细胞、少突胶质细胞膜脂荧光偏振度和流动度，５ｍｍｏｌ／Ｌ，２０ｍｍｏｌ／Ｌ酒精和乙醛均可影响两种细胞的Ｐｒ值，导致荧光偏振度降低和细胞膜脂质流动度增高，且均与酒精和乙醛剂量相     

酒精抑制脑星形胶质细胞胶原纤维酸性蛋白和S_(100)蛋白的表达

目的研究酒精对脑星形胶质细胞GFAP和S_(100)蛋白表达的影响。方法对体外分离培养的大鼠胚胎脑星形胶质细胞分别施以不同剂量酒精(2、5和20mmol/L),染毒7天后,以免疫细胞化学法观察酒精对星形胶质细胞GFAP和S_(100)蛋白表达的影响。结果随酒精剂量增加,脑星形胶质细胞GFAP和S_(100)蛋白表达强度下降,高剂量组细胞数量轻度减少。结论提示酒精能抑制星形胶质细胞GFAP和S_(100)蛋白表达。酒精诱导的星形胶质细胞蛋白表达异常可能是酒精引起中枢神经系统发育异常的主要机制之一。     

小胶质细胞在慢性神经退行性疾病中的作用研究进展

随着社会的老龄化,神经退行性疾病的发病率呈逐渐上升的趋势,其会带来巨大的生理痛苦和社会负担。近年来,小胶质细胞在神经退行性疾病中的作用越来越受到重视。本文就小胶质细胞的特性以及小胶质细胞在阿尔茨海默病和帕金森病发生发展过程中的激活、吞噬、炎性作用等方面进行了综述,阐述了目前小胶质细胞在神经退行性疾病中的主要研究机制。     

Propentofylline对体外培养的星形胶质细胞GFAP表达的影响

目的观察体外培养的星形胶质细胞损伤后，propentofylline对其胶质纤维酸性蛋白（GFAP）表迭的改变，探讨propentofylline对损伤星形胶质细胞的影响。方法建立体外培养大鼠纯化的星形胶质细胞机械损伤模型，利用免疫细胞化学方法观察propentofylline干预后星形胶质细胞GFAP的变化，星形肢质细胞机械损伤后星形胶质细胞随机分为2组（n=2）：药物干预组、对照组。药物干预组子propentofylline处理，用免疫细胞化学染色的方法和图像分析测定法观察星形胶质细胞GFAP蛋白表达的变化及星形胶质细胞的数量。结果机械损伤后12h后损伤边缘区GFAP细胞数目增加、胞体肥大，GFAP表达增强，propentofylline干预后GFAP表达增强被抑制，胞体肥大程度减轻，GFAP阳性细胞数减少。结论propentofylline对损伤后的体外培养的星形胶质细胞的活性具有明显的调节作用。     

酒精对胎鼠脑星型胶质细胞热休克蛋白70表达和细胞超微结构的影响

目的　研究酒精对大鼠胚胎脑星型胶质细胞热休克蛋白HSP70表达和细胞超微结构的影响。方法　对体外分离培养的大鼠胚胎脑星型胶质细胞分别施以不同剂量酒精 (1、5、2 5、5 0mmol L) ,以免疫细胞化学技术观察酒精对其HSP70表达的影响 ,并结合电镜技术观察其超微结构的变化。结果　随酒精剂量增加 ,胎鼠脑星型胶质细胞HSP70阳性表达与剂量成正相关 ;2 5mmol /L和 5 0mmol /L剂量组存活细胞个数减少 ,细胞膜和线粒体发生损伤 ,部分细胞出现凋亡和坏死。结论　提示酒精能通过增强星型胶质细胞HSP表达抑制维持正常功能蛋白质的表达 ,并可通过损伤星型胶质细胞的细胞膜和线粒体导致凋亡和坏死。     

腺苷预处理对糖氧剥夺损伤星形胶质细胞的保护作用

目的：观察糖氧剥夺对星形胶质细胞的影响及腺苷的保护作用。方法：取体外培养第三代或第四代星形胶质细胞,传代至96孔板或24孔板内,细胞贴壁并长出突起后,随机分为三组：正常对照组（normal control group）、糖氧剥夺组（OGD group）、腺苷预处理组（ADO group）,进行糖氧剥夺/复氧处理。观察糖氧剥夺8h复氧糖24h后星形胶质细胞形态、细胞活性。结果：糖氧剥夺复氧糖24h后,正常对照组星形胶质细胞生长状态良好;OGD模型组星形胶质细胞胞体水肿变圆,细胞形态由不规则变成梭形,突起明显变短或消失;ADO组细胞水肿较轻。OGD模型组星形胶质细胞活力下降,OD值明显低于正常对照组（P〈0.01）;ADO组细胞活力显著高于OGD模型组,表明ADO能明显改善细胞活力（P〈0.01）。结论：糖氧剥夺可引起星形胶质细胞严重损伤,星形胶质细胞形态、活性与缺氧缺糖呈对应变化,腺苷能减少糖氧剥夺后星形胶质细胞形态学改变及细胞凋亡,提示腺苷对糖氧剥夺的星形胶质细胞有一定的保护作用。     

高热对星形胶质细胞GFAP表达的影响

目的　研究高热对大脑星形胶质细胞中胶质原纤维酸性蛋白 (glialfibrillaryacidicprotein ,GFAP)表达的影响及后果。方法　分离培养脑星形胶质细胞 ;42℃分别作用细胞 1、2、4h后 ,进行免疫学染色 ,观察GFAP表达的变化 ;采用改良Lowry法测定星形胶质细胞条件培养液中总蛋白含量。结果　在高温条件下 ,脑星形胶质细胞反应性增生。 42℃作用 4h后 ,GFAP表达显著减少 ,细胞条件培养液中总蛋白含量减少 2 6μg/ml(由 3 83 μg/ml降低到 3 5 7μg/ml)。 结论　高热条件可以下调脑星形胶质细胞GFAP的表达 ,影响星形胶质细胞生物学功能 ,在中枢损伤的发生发展过程中发挥作用     

甲基苯丙胺对大鼠小胶质细胞损伤作用

目的观察甲基苯丙胺(Meth)通过电压门控钾离子通道亚型1.3、1.5(Kv1.3、Kv1.5)对大鼠胎鼠小胶质细胞的损伤作用。方法 SD胎鼠原代培养小胶质细胞,细胞计数试剂盒(CCK-8)检测细胞活力和原位末端转移酶标记技术(TUNEL)检测细胞凋亡;采用蛋白质印迹法和实时荧光定量聚合酶链反应法观察Kv1.3、Kv1.5表达变化。结果 Meth呈浓度依赖性降低小胶质细胞活力,增加小胶质细胞凋亡;Kv1.3的抑制剂MgTx对Meth所致小胶质细胞损伤有部分保护作用;与对照组(1.047±0.165)比较,300μmol/L Meth组小胶质细胞Kv1.3 mRNA表达(7.453±0.675)增高(P<0.05),MgTx组Kv1.3 mRNA表达(1.684±0.875)低于Meth 300μmol/L组(P<0.05);Meth对Kv1.5 mRNA表达无影响。结论 Meth可引起小胶质细胞损伤,其机制可能与Kv1.3表达变化有关。     

鱼藤酮对体外培养星型胶质细胞毒性作用

目的观察鱼藤酮对体外培养星型胶质细胞毒性作用的特点。方法体外培养大鼠中脑星型胶质细胞,采用胶质纤维酸性蛋白（GFAP）免疫荧光法鉴定。观察染毒星型胶质细胞形态,检测细胞活力,通过生长曲线分析鱼藤酮对星型胶质细胞增殖的影响以及RT-PCR检测缝隙连接蛋白（connexin43,CX43）mRNA表达。结果0.5μmol/L鱼藤酮染毒24 h即可引起明显的细胞形态改变;0.75,1.0,2.0μmol/L鱼藤酮染毒时星型胶质细胞活力明显降低,乳酸脱氢酶释放量显著增加;0.5μmol/L以上鱼藤酮可明显抑制胶质细胞增殖,CX43 mRNA表达降低。结论鱼藤酮对体外培养星型胶质细胞可以产生明显的毒性损伤作用,但与神经元比较,星型胶质细胞对相同剂量的鱼藤酮染毒具有更强的耐受能力。     

镧对小鼠大脑皮质星形胶质细胞凋亡相关基因表达的影响

目的研究氯化镧对小鼠大脑皮质星形胶质细胞凋亡相关基因表达的影响。方法原代培养的小鼠大脑皮质星形胶质细胞分别于终浓度为0(对照)、0.25、0.5、1.0 mmol/L氯化镧无血清培养基处理24 h后,采用RT-PCR法检测星形胶质细胞B细胞淋巴瘤2(B-cell lymphoma 2,Bcl-2)、B细胞淋巴瘤2相关X基因(Bcl-2-associated Xgene,Bax)、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3(caspase-3)、caspase-8和caspase-9 mRNA的表达水平。结果与对照组比较,0.25、0.5和1.0 mmol/L氯化镧染毒小鼠星形胶质细胞Bax、caspase-3和caspase-9 mRNA的表达水平均显著升高,0.5和1.0 mmol/L氯化镧染毒小鼠星形胶质细胞Bcl-2 mRNA的表达水平均显著降低,差异有统计学意义(P<0.05);且随着氯化镧染毒剂量的升高,小鼠星形胶质细胞Bax、caspase-3和caspase-9 mRNA的表达水平均呈上升趋势,Bcl-2 mRNA的表达水平呈下降趋势。而各组小鼠星形胶质细胞caspase-8 mRNA的表达水平间比较,差异无统计学意义。结论氯化镧对星形胶质细胞产生毒作用的机制可能与氯化镧致促凋亡基因Bax和caspase-3、caspase-9表达升高以及抑凋亡基因Bcl-2表达下降有关。     

星形胶质细胞研究概述

神经系统的细胞主要由神经元和神经胶质细胞组成。传统认为星型胶质细胞没有动作电位,在神经系统内主要对神经元起到结构和功能上的支持作用,但随着研究的深入发现,Ast在中枢神经系统的发育及病理生理过程中都起到重要作用。本文就星型胶质细胞生物学特性、体外培养、与脑缺血的关系方面做一简要概述。     

从神经科学角度分析脱髓性疾病——免疫细胞，神经胶质细胞，神经细胞三者之间的相互作用

小胶质细胞（Microglia ）对炎症性脱髓鞘性病变-多发性硬化症（MS）的发展起到至关重要的作用。作为抗原呈递细胞,小胶质细胞会对炎性淋巴细胞发挥作用,并产生炎性细胞因子,谷氨酸和活性氧。现在大家普遍认为神经退行性疾病是一种脱髓鞘病变,它会影响到多发性硬化症的预后表现。在神经退行性疾病-多发性硬化症的早期阶段,神经树突和轴突的串珠状肿胀的出现是神经病理学的标志。由小胶质细胞产生的谷氨酸和活性氧能启动串珠形成。最近我们的研究表明,当多发性硬化症发症时,小神经胶质细胞能减少细胞死亡及诱导神经营养因子分泌,而且产生抗炎症细胞因子和抗氧化剂酶来发挥神经保护作用。神经细胞被认为是小胶质细胞的被动目标,同时它也能够通过各种通路来控制小胶质细胞的活性,包括：细胞因子和趋化因子。受损的神经细胞一方面能分泌可溶性不规则趋化因子（sFKN;CX3CR1）并促进小胶质细胞吞噬神经细胞的碎片,同时也诱导小胶质细胞产生抗氧化血红素加氧酶-1（HO-1）。另外,我们还发现神经细胞分泌的 IL-34可以诱导小胶质细胞的神经保护作用,同时也发现星形细胞也具有神经保护作用。由星形细胞产生的IL-33能诱导小胶质细胞的活化,但是,星形细胞的受体-Toll样受体却会诱导神经毒性分子分泌。因此,进一步探讨神经胶质细胞和神经细胞之间的良性互动的平衡关系,将来对于探讨神经退行性疾病的治疗策略来说是至关重要的。     

钙离子和神经系统环路的整合作用

神经系统的整合作用是通过动态功能性整合体内的信号处理过程完成的,这个动态功能性整合体由高度复杂的神经元-神经胶质细胞环路组成.接受电刺激能够产生兴奋的神经元网络和接受电刺激不能产生兴奋的神经胶质合胞体之间的相互作用可通过任何一方的化学传递完成,包括突触前末梢释放递质或星形胶质细胞释放递质,或经由细胞间直接接触一缝隙连接.作为一个非常普遍的细胞内信号传递系统,钙离子控制着神经元-神经胶质细胞之间信息传递的许多方面.在神经元,钙信号系统调节神经递质的胞外分泌,并在突触后细胞的兴奋和胞内事件的整合之间建立联系,控制突触强度、基因表达和记忆功能.在星形胶质细胞,促代谢受体介导的从细胞内质网释放出来的钙离子为神经胶质细胞的兴奋性提供了特定的形式.神经胶质的钙信号最终可引起"胶质"递质的囊泡分泌,影响神经元网络,使神经胶质-神经元环路关闭.因此,由钙离子参与的细胞信号系统被认为是神经系统整合的分子机制之一.     

星形胶质细胞培养方法的改进

目的改进大鼠大脑皮质星形胶质细胞的体外培养方法,为研究星形胶质细胞的生物学作用提供实验模型。方法新生1～3d的大鼠,无菌操作下取双侧大脑皮质,机械吹打使细胞分散成悬液,差速粘附处理以去除成纤维细胞成分,细胞悬液原代培养9～14d,待细胞融合成单层并铺满瓶底后,4次消化传代,GFAP免疫组化染色鉴定星形胶质细胞。结果这种改进的星形胶质细胞培养方法,分离培养出星形胶质细胞,纯化率达95%以上。结论采用本实验改进的方法,培养的大鼠星形胶质细胞生长良好,纯度高,为后续实验对星形胶质细胞的生物学作用研究奠定实验基础。