神经胶质细胞与神经突触的相互作用——从星形胶质细胞到小胶质细胞和少突胶质细胞谱系细胞

哺乳动物的大脑是一个由神经元、神经胶质细胞和超过1×1014个突触组成的复杂的器官。神经元是一组异质的电活性细胞,形成大脑复杂电回路的框架。然而,神经胶质细胞约占哺乳动物中枢神经系统(CNS)所有神经细胞的一半,主要分为星形胶质细胞、小胶质细胞、少突胶质细胞(OL)和少突胶质细胞前体细胞(OPC);神经胶质细胞主要为大脑中的神经元提供营养支持。近二十年来,“三联突触”的概念引起了广泛关注,该概念强调星形胶质细胞是突触的组成部分,并在接受神经元信号后以反馈方式调节神经元活动。自此,神经胶质细胞的突触调节得到了广泛的研究和实质性的修改。本综述总结了关于神经胶质细胞(特别是小胶质细胞和OL谱系细胞)如何影响和重塑大脑突触结构和功能的最新重要发现。我们的综述强调了神经元-神经胶质细胞串扰的细胞和分子方面,并提供了有关神经元和神经胶质细胞之间的异常突触通讯如何导致神经病理学的额外信息。     

星形胶质细胞调节慢性疼痛的分子机制

慢性疼痛是临床治疗上的难题之一,开发新的镇痛药物需要对慢性疼痛的产生和维持机制进行更加深入的研究.近年来的研究表明,神经胶质细胞,尤其是中枢神经系统的小胶质细胞和星形胶质细胞在慢性疼痛的发生发展中起重要作用.星形胶质细胞是中枢神经系统中数量最多、占据体积最大的细胞,在结构上与神经元突触紧密接触.而且,外周神经损伤、组织损伤、肿瘤浸润、关节炎等引起的慢性疼痛状态下,脊髓星形胶质细胞比小胶质细胞呈现出更持久的活化,该活化与慢性疼痛行为密切相关.活化的星形胶质细胞可通过丝裂原激活的蛋白激酶/MAP激酶(MAPK)释放炎症前细胞因子、趋化因子等调节神经元的兴奋性,促进慢性疼痛的维持.本文对脊髓星形胶质细胞参与慢性疼痛调节的机制研究进展进行了综述.     

A1/A2型反应性星形胶质细胞的研究进展

星形胶质细胞是主要的神经胶质细胞,对维持中枢神经系统的稳定性至关重要。星形胶质细胞在中 枢神经系统损伤后会活化并改变其细胞特性,成为“反应性星形胶质细胞”。既往研究显示反应性星形胶质 细胞可释放营养因子、突触生成因子和细胞外基质,促进神经元存活、突触形成,同时星形胶质细胞也能产生 促炎细胞因子、趋化因子和MMP降解细胞外基质,提示星形胶质细胞参与中枢神经系统损伤后的重塑。最 近的转录组学证据表明反应性星形胶质细胞具有多种亚群及不同的功能,包括神经保护和神经毒性双重效 应。本文以星形胶质细胞的差异性活化为切入点,探讨了不同活化表型（A1/A2）的反应性星形胶质细胞对中 枢神经系统损伤和修复的影响。     

小胶质细胞对星形胶质细胞的免疫和神经保护功能的调节作用(英文)

在中枢神经系统中,小胶质细胞和星形胶质细胞对神经元的发育、功能维持及细胞存活具有重要的作用。但在炎症反应过程中,星形胶质细胞增生的作用及其对神经元的影响目前并不十分清楚。因此,本研究对不同种类的细胞进行培养,给予细菌脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)刺激,观察各种细胞的反应。结果显示,星形胶质细胞可以减轻炎症反应的神经元毒性,提示星形胶质细胞增生主要具有神经保护作用。如果去掉上清液中由星形胶质细胞分泌的胶质细胞源性神经营养因子(glial cell line-derived neurotrophic factor,GDNF),这种神经保护作用显著降低。为了研究星形胶质细胞的免疫功能,本研究培养了高浓度的星形胶质细胞,并发现LPS不能诱导肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)-α及诱导型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iN OS)/一氧化氮(nitric oxide,NO)(iN OS/NO)释放。但如果在培养的高浓度星形胶质细胞中增加0.5%~1%的小胶质细胞,则可以诱导TNF-α及iN OS/NO的释放。这提示小胶质细胞和星形胶质细胞间的相互作用对于LPS诱导星形胶质细胞释放前炎症因子及GDNF是必须的。我们还发现,小胶质细胞释放的TNF-α可以通过旁分泌作用调节星形胶质细胞的神经保护功能。综上所述,本研究结果提示星形胶质细胞可能不会直接被LPS激活,而是通过与小胶质细胞相互作用被激活,释放神经营养因子,减少因炎症反应激活的小胶质细胞释放的毒性物质对神经元的损害作用。     

星形胶质细胞在脊髓损伤中的作用及机制

脊髓损伤的治疗是医学领域亟待解决的困难之一。星形胶质细胞在中枢神经系统中发挥着非常关键的作用,可为神经元提供结构支持和营养物质,参与突触形成,维持内环境稳态。脊髓损伤后星形胶质细胞变为反应性星形胶质细胞,而反应性星形胶质细胞增生和迁移可限制脊髓损伤后炎症反应,防止神经功能进一步受损。同时,反应性星形胶质细胞增生是胶质瘢痕形成的关键步骤,而胶质瘢痕作为物理及化学屏障可限制轴突再生。因此,充分了解脊髓损伤后反应性星形胶质细胞的生物学过程和分子机制,对于寻找靶向神经再生的特定分子具有重要意义。     

昼夜节律紊乱对星形胶质细胞功能的影响

星形胶质细胞是中枢神经系统分布最广泛的一类细胞,具有神经支持、维持血脑屏障稳定、调节脑脊液循环及参与神经炎症等功能。研究表明,星形胶质细胞具有极强的昼夜节律,并参与自身功能的调节。本文总结了昼夜节律紊乱对星形胶质细胞功能的影响,重点讨论昼夜节律紊乱情况下,内淋巴循环障碍、神经元氧化应激与炎症、神经递质代谢异常以及突触功能改变,及其与神经退行性疾病之间的可能存在的联系。     

星形胶质细胞与雌激素神经保护作用关系的 研究进展

雌激素对脑损伤具有神经保护作用,而脑内星形胶质细胞在此过程中起重要作用,二者之间存在诸多交叉联系,星形胶质细胞可能是雌激素在中枢神经系统(CNS)中的重要靶细胞之一,除表达雌激素受体(ER)外,自身还分泌内源性雌激素。雌激素不仅能增强星形胶质细胞胶质纤维酸性蛋白(GFAP)的表达,增加反应性星形胶质细胞的数量,促进突触发生;同时还可通过星形胶质细胞表达的ER介导的脑保护作用减轻炎症反应,增加对谷氨酸的摄取能力,减少兴奋性损伤,抑制胶质瘢痕,促进神经功能恢复。因此,深入探究星形胶质细胞如何参与雌激素的脑保护作用将有助于确定雌激素的特定靶点,进而促进其在CNS疾病防控中的临床应用。     

颈髓损伤外科治疗进展

具有分化为神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞的潜能，并可进行自我更新，并促进损伤脊髓修复。在体外培养中加入适当的生长因子或基质后，NSCs可分化为神经元和胶质细胞；移植到CNS后，亦可分化为神经细胞并与宿主细胞间形成功能性突触，移植到损伤的脊髓可以保护脊髓。     

双孔钾通道TREK-1在神经细胞正常及缺氧条件下的表达研究

目的:研究双孔钾通道TREK-1在神经元及星形胶质细胞的表达,及在缺氧时星形胶质细胞中的表达变化。方法:离体培养大鼠皮质神经元和星形胶质细胞,利用免疫荧光染色法观察TREK-1蛋白在神经元和星形胶质细胞的表达分布,对星形胶质细胞进行缺氧干预,实时PCR观察缺氧不同时间TREK-1的表达变化。结果:TREK-1通道在神经元和星形胶质细胞均有表达,缺氧时TREK-1在星形胶质细胞中呈先上升,后逐渐下降的趋势。结论:TREK-1在神经元和星形胶质细胞中均有表达,星形胶质细胞中TREK-1的表达在缺氧损伤中发生动态变化。     

胶质细胞在神经血管单元中的作用

神经血管单元是由微血管、神经胶质细胞、神经元及细胞外基质组成,各组分间的信号联系是保证神经元功能和正常脑血流的基础。其中星形胶质细胞介导了神经元和脑血流之间的功能偶联,是神经血管单元的重要组成部分,对维持血脑屏障的功能具有重要作用。此外,在脑缺血等病理情况下,胶质细胞对神经血管单元具有保护作用。     

星形胶质细胞对神经干细胞分化的影响

目的:研究表明,星形胶质细胞产生一系列可溶性因子和膜相关因子,对中枢神经系统的发育和功能的成熟起了重要的作用。将星形胶质细胞和神经干细胞在互不接触的情况下进行共培养,探讨星形胶质细胞对神经干细胞分化的影响。方法:实验于2005-03/2006-02在广西医科大学实验中心完成。①实验材料:生后0～2d新生SD大鼠由广西医科大学实验动物中心提供。②实验方法:分离培养新生大鼠海马神经干细胞。采用化学法、差速贴壁法和振荡法分离纯化新生大鼠脑组织星形胶质细胞,以胶质纤维酸性蛋白标记星形胶质细胞,应用免疫细胞化学染色法进行细胞纯度鉴定。将星形胶质细胞和神经干细胞在互不接触的情况下进行共培养:共培养组是将培养瓶中的星形胶质细胞用胰蛋白酶消化成单细胞悬液,加入完全培养液,待细胞均匀长满后,换神经干细胞基础培养液,孵育24h后,将涂有多聚赖氨酸的盖玻片放入6孔板中,将传代1个月的神经干细胞球种到盖玻片上,同时更换神经干细胞基础培养液继续培养。对照组是单纯接种神经干细胞球于置有多聚赖氨酸涂布盖玻片的6孔培养板内。③实验评估:采用免疫细胞化学染色法观察神经干细胞分化后神经元特异性烯醇化酶、胶质纤维酸性蛋白和酪氨酸羟化酶表达。结果:纯化的星形胶质细胞胶质纤维酸性蛋白抗体标记阳性,细胞纯度达95%。星形胶质细胞与神经干细胞共培养时,神经干细胞贴壁分化加快,神经元特异性烯醇化酶阳性细胞及酪氨酸羟化酶阳性细胞明显多于对照组(P<0.05)。结论:星形胶质细胞可诱导神经干细胞向神经元细胞,包括多巴胺神经元细胞分化,提示星形胶质细胞支持神经元发生,可能是星形胶质细胞及其分泌的因子维持并延长了神经元存活,降低了凋亡比率所致。     

NG2胶质细胞在中枢神经系统中的表达与功能

近年来研究发现,在成年哺乳动物中枢神经系统中,胶质细胞的组成除星形胶质细胞、少突胶质细胞和小胶质细胞外,还有第4种即硫酸软骨素蛋白多糖(NG2)细胞[1].NG2首次发现是在70年代后期,Stallcup和同事[2]在研究细胞表面分子参与神经元和神经胶质细胞分化时,发现典型的神经元细胞有能力产生动作电位,而胶质细胞不能产生电活动,缺乏电压依赖的离子通道.     

星形胶质细胞调控癫痫发作研究的新进展

星形胶质细胞网络激活后产生和释放多种神经递质、神经营养因子和代谢产物,在受体、载体、离子通道等各方面影响和调节神经元功能,参与癫痫发病全过程.本文综述星形胶质细胞调控癫痫发作机制的最新进展,重新认识星形胶质细胞在癫痫动态变化过程中的地位和作用,为癫痫治疗提供新思路.     

星形胶质细胞参与神经病理痛机制的研究进展

对于神经损伤所致的神经病理痛处理一直是临床上面临的巨大挑战,这主要归咎于我们对此类疼痛的起源及维持过程的分子机制了解甚微。近年来逐渐认识到,中枢神经系统中的胶质细胞(如星形胶质细胞和小胶质细胞)在神经病理痛的发展及维持上扮演着重要的角色。值得注意的是,星形胶质细胞与突触保持着紧密的联系,并且在神经损伤后的反应要比小胶质细胞更加持久,因此它与神经病理痛的关系更加密切。本文主要就星形胶质细胞的起源、分类、一般功能,疼痛中星形胶质细胞的激活方式,以及其参与神经病理痛调节的最新机制研究等进行综述。     

星形胶质细胞在突触可塑性中的研究进展

星形胶质细胞是脑内数量占比最高的细胞,其可通过终足包绕神经元的胞体、轴突和树突形成三突触结构。在生理和病理情况下,星形胶质细胞对突触的形成、成熟、维持以及突触可塑性的调节有重要作用。突触可塑性是认知和学习记忆的基础。阐明星形胶质细胞对突触可塑性的调节机制,可为我们进一步认识大脑功能以及中枢神经系统疾病的治疗提供新的思路。因此,本文将对星形胶质细胞在生理和病理情况下对突触可塑性的研究进展进行综述。     

癫痫发作1h后延髓内脏带区域内反应神经元与星形胶质细胞功能单位的分布特征：激光共聚焦显微镜研究

背景：传统观点认为癫痫是大脑不同区域内神经元出现异常兴奋引起的复杂神经行为紊乱现象。而对星形胶质细胞在癫痫发病中的作用目前研究较少。目的：研究戊四氮诱导大鼠癫痫发作后延髓内脏带内神经元和星形胶质细胞的反应。设计：随机对照的实验研究。地点和材料：实验在南方医科大学珠江医院神经外科实验室和解放军第四军医大学全军神经科学研究所完成。成年健康SD大鼠14只，体质量180-220g，清洁级，由解放军第四军医大学实验动物中心提供。干预：用抗Fos蛋白、抗酪氨酸羟化酶和抗胶质原纤维酸性蛋白的三重免疫荧光组织化学方法结合激光共聚焦显微镜技术，显示癫痫发作1h后延髓内脏带内反应性神经元与星形胶质细胞的分布。主要观察指标：对延髓内脏带内Fos，胶质原纤维酸性蛋白和抗酪氨酸羟化酶阳性细胞的分布及胶质原纤维酸性蛋白阳性星形胶质细胞与神经元的关系进行观察。结果：延髓内脏带内的Fos阳性神经元和胶质原纤维酸性蛋白阳性星形胶质细胞明显增多，三重免疫组化方法显示反应性神经元(Fos阳性)与反应性星形胶质细胞(胶质原纤维酸性蛋白阳性)关系密切，发现3种不同标记的“神经元-星形胶质细胞复合体”：即抗酪氨酸羟化酶 ／Fos ／胶质原纤维酸性蛋白 三标记复合体、抗酪氨酸羟化酶 ／胶质原纤维酸性蛋白 ／Fos-和Fos ／胶质原纤维酸性蛋白 ／抗酪氨酸羟化酶-二标记复合体。结论：延髓内脏带内的神经元和星形胶质细胞在癫痫发作时反应强烈，可能以神经元一星形胶质细胞复合体作为功能单位参与癫痫发病的调节。     

Eph Receptors and Ephrins in Neuron-Astrocyte Communication at Synapses

神经元-胶质细胞间的相互作用对调节脑内突触联系有重要作用.星形胶质细胞对突触的发育、维 持和可塑性有特别关键、复杂的作用.同样,神经元也对星形胶质细胞的生理功能产生影响.但是,神经元和星形胶质细胞之间相互作用的分子机制尚未完全阐明.近来研究表明,Eph受体酪氨酸激酶及轴突导向因子在突触间接触依赖性神经元-胶质细胞的相互...     

星形胶质细胞高表达基因-1在中枢神经系统肿瘤中的应用价值

中枢神经系统(CNS)由大量的神经细胞组成,星形胶质细胞是其中分布最广的一类神经胶质细胞,具有营养支持、调节神经递质及影响突触功能等多种生理功能。星形胶质细胞高表达基因-1(AEG-1)是一种原癌基因,对多种CNS肿瘤细胞的增殖、发展及转移有重要影响。本文从AEG-1对CNS肿瘤的诊断、治疗和预后评估方面的作用进行综述,寻找新的标志物用于CNS肿瘤的诊断和治疗。     

癫痫发作1h后延髓内脏带区域内反应神经元与星形胶质细胞功能单位的分布特征:激光共聚焦显微镜研究

背景传统观点认为癫痫是大脑不同区域内神经元出现异常兴奋引起的复杂神经行为紊乱现象.而对星形胶质细胞在癫痫发病中的作用目前研究较少.目的研究戊四氮诱导大鼠癫痫发作后延髓内脏带内神经元和星形胶质细胞的反应.设计随机对照的实验研究.地点和材料实验在南方医科大学珠江医院神经外科实验室和解放军第四军医大学全军神经科学研究所完成.成年健康SD大鼠14只,体质量180～220 g,清洁级,由解放军第四军医大学实验动物中心提供.干预用抗Fos蛋白、抗酪氨酸羟化酶和抗胶质原纤维酸性蛋白的三重免疫荧光组织化学方法结合激光共聚焦显微镜技术,显示癫痫发作1 h后延髓内脏带内反应性神经元与星形胶质细胞的分布.主要观察指标对延髓内脏带内Fos,胶质原纤维酸性蛋白和抗酪氨酸羟化酶阳性细胞的分布及胶质原纤维酸性蛋白阳性星形胶质细胞与神经元的关系进行观察.结果延髓内脏带内的Fos阳性神经元和胶质原纤维酸性蛋白阳性星形胶质细胞明显增多,三重免疫组化方法显示反应性神经元(Fos阳性)与反应性星形胶质细胞(胶质原纤维酸性蛋白阳性)关系密切,发现3种不同标记的"神经元-星形胶质细胞复合体"即抗酪氨酸羟化酶+/Fos+/胶质原纤维酸性蛋白+三标记复合体、抗酪氨酸羟化酶+/胶质原纤维酸性蛋白+/Fos-和Fos+/胶质原纤维酸性蛋白+/抗酪氨酸羟化酶-二标记复合体.结论延髓内脏带内的神经元和星形胶质细胞在癫痫发作时反应强烈,可能以神经元-星形胶质细胞复合体作为功能单位参与癫痫发病的调节.     

脑缺血上调大鼠神经元和星形胶质细胞CDK4的表达

目的:研究大鼠局灶性脑缺血再灌注损伤后CDK4在神经元和星形胶质细胞的表达。方法:SD大鼠25只,随机分为假手术组和再灌注1d、3d、7d、14d组,建立大鼠大脑中动脉阻塞(MCAO)再灌注模型,假手术组仅进行手术不造成缺血状态,应用流式细胞术检测各组神经元和星形胶质细胞中CDK4的表达。结果:缺血侧皮质星形胶质细胞和神经元中的CDK4的表达在再灌注7d、14d后表达上调,与假手术组比较有差异(P<0.05);大脑皮质神经元和星形胶质细胞的比较发现,神经元中的CDK4在假手术组、再灌注7d组的表达水平高于星形胶质细胞(P<0.05)。结论:脑缺血后,缺血侧皮质区星形胶质细胞和神经元的CDK4表达上调。