水通道蛋白4参与抑郁症发病机制研究进展

大脑具有高阶功能,由几种细胞组成,如神经元和神经胶质细胞。星形胶质细胞是一种神经胶质细胞。水通道蛋白4(AQP4)是一种调节水渗透性的膜结合蛋白,是水通道蛋白家族的成员,其在中枢神经系统(CNS)的星形胶质细胞的末端表达。最近,AQP4已被证明不仅可作为水通道蛋白,调节星形胶质细胞的各种生物学功能,例如水转运、钾空间缓冲、钙波传递、谷氨酸盐稳态和铁传递。而且还可作为通过长时程增强或长时程抑制参与神经兴奋和突触可塑性。尸检结果发现,抑郁症患者脑体积缩小,脑中AQP4表达减少;敲除AQP4会加重皮质酮诱发小鼠抑郁模型的症状,其机制与损伤星形胶质细胞功能和海马神经发生有关;AQP4与氟西汀治疗抑郁症过程中所表现的症状改善和神经发生增强有关;AQP4与部分难治性抑郁的发病机制相关。所以AQP4作为治疗抑郁症的新靶点值得进一步关注。     

抑制星形胶质细胞Hsp90-GLT1的抗癫痫机制研究

大脑内的兴奋性神经递质"谷氨酸"的异常累积是导致癫痫发作的主要原因。星形胶质细胞可以通过谷氨酸转运蛋白1(GLT-1/EAAT2)来清除胞外谷氨酸,终止神经兴奋性传导。病理证据表明,GLT-1的"缺失"是导致谷氨酸异常累积的重要原因,但原因尚不清楚。本课题组近期的研究发现,致癫灶的星形胶质细胞中过量表达的Hsp90β通过将GLT-1募集到20S蛋白酶体的方式促进GLT-1的蛋白降解。Hsp90抑制剂能够阻止GLT-1的过度降解,显著提高GLT-1的蛋白水平,并增强星形胶质细胞对体外谷氨酸的清除能力。我们对颞叶癫痫模型小鼠开展的治疗性研究发现,Hsp90抑制剂17AAG具有显著的抗癫痫效果,长期用药可大幅降低自发性癫痫发作频率(平均抑制效果73.4%),提高无癫痫发作天数,同时能够缓解星形胶质细胞增生的病理现象。本工作拓展了癫痫发病的分子病理机制,也为颞叶癫痫等难治性癫痫的治疗提供了新的思路。     

疏血通注射液对缺氧缺糖后星形胶质细胞内谷氨酸清除的影响

脑血管闭塞后,神经元突触前膜释放的谷氨酸无法很快的被突触后膜转运,导致在神经元外部的谷氨酸大量聚集[1]。星形胶质细胞可通过兴奋性氨基酸转运蛋白2(excitatory amino acid transporters 2,EAAT2)清除过量的谷氨酸[2]。有研究表明,EAAT2在急性缺血性脑中风时的表达大量减少,而增加EAAT2的表达可对神经产生保护作用[3]。     

高糖对高钾刺激引起新生大鼠星形胶质细胞谷氨酸释放和再摄取的影响

目的探讨高糖对高钾刺激引起星形胶质细胞谷氨酸释放和再摄取的影响。方法胶质原纤维酸性蛋白免疫染色法鉴定培养的星形胶质细胞纯度。星形胶质细胞分别用含葡萄糖5,10,20和40 mmol.L-1的细胞外液培养1 h,然后加入氯化钾75 mmol.L-1,于0,1,2,3,4和5 min后分别取细胞培养液。用柱前邻苯二甲醛和N-异丁酰基-D-半胱氨酸衍生高效液相色谱法测定细胞培养液中谷氨酸含量。结果培养的星形胶质细胞纯度在95%以上。不同浓度葡萄糖的细胞外液孵育星形胶质细胞0,1和3 h细胞培养液中谷氨酸含量无明显变化。氯化钾75 mmol.L-1孵育1,2,3,4和5 min后,含葡萄糖10,20和40 mmol.L-1组细胞培养液中谷氨酸含量均比对应时间点含葡萄糖5 mmol.L-1组明显升高(P<0.01),葡萄糖5和10 mmol.L-1组谷氨酸含量在3 min达到峰值,葡萄糖20 mmol.L-1组4 min达峰值;葡萄糖40 mmol.L-1组3 min谷氨酸含量升高最明显,4 min短暂下降后5 min又明显升高。结论高糖能够促进星形胶质细胞谷氨酸的释放和抑制再摄取。     

AQP4与星形胶质细胞胀亡之间的关系

细胞胀亡是不同于细胞凋亡的一种死亡方式,主要是因为细胞内ATP合成障碍,胞膜离子泵功能丧失,导致水及离子进入细胞内,引起细胞器及细胞肿胀,最终细胞死亡。有研究发现缺血缺氧状态下星形胶质细胞的死亡属于胀亡。AQP4是大脑内重要的水通道蛋白之一,主要在星形胶质细胞的足突表达,其主要作用为通过对水的转运．维持细胞内外水平衡。细胞胀亡与水通道的功能有关,星形胶质细胞的胀亡也与AQP4有密切关系,在缺血缺氧的情况下,星形胶质细胞的AQP4表达会出现上调或下调,从而导致星形胶质细胞内外水平衡被破坏．引起星形胶质细胞肿胀,最终出现细胞胀亡。     

线粒体KATP开放剂二氮嗪促进星形胶质细胞摄取谷氨酸

目的研究线粒体ATP敏感性钾通道(mitochondrial ATP-sensitive potassium channel, mitoKATP)开放剂二氮嗪(diazoxide)对星形胶质细胞摄取谷氨酸(glutamate)的影响.方法取新生大鼠脑星形胶质细胞作原代培养,用液体闪烁计数仪测定[3H]-D,L-谷氨酸的摄入量判断细胞的谷氨酸摄取功能.结果二氮嗪呈浓度依赖性地促进星形胶质细胞摄取谷氨酸,且能抑制1-甲基-4-苯基吡啶离子(1-methyl-4-phenylpyridinium,MPP+)对星形胶质细胞摄取谷氨酸的损伤作用;浓度在100μmol·L-1以上时,二氮嗪可完全逆转MPP+对星形胶质细胞摄取谷氨酸的抑制作用;二氮嗪的上述作用可被选择性mito KATP 阻断剂5-羟基癸酸 (5-hydroxydecanoate,5-HD)拮抗.结论二氮嗪通过开放mitoKATP增强星形胶质细胞谷氨酸转运体(glutamate transporters, GluTs)的功能.     

星形胶质细胞的免疫炎性反应和谷氨酸代谢异常在卒中后抑郁发病中的作用

星形胶质细胞是人脑内数量最多的细胞,在缺血早期结构会发生明显变化,表达多种神经营养因子和损伤因子。卒中发生后,星形胶质细胞活化为反应性星形胶质细胞,通过神经保护或神经毒性作用影响组织修复和神经炎性疾病的发生和发展。卒中诱发细胞间谷氨酸浓度及炎性因子的增加会促进卒中后抑郁发生,而卒中后活化的星形胶质细胞会通过多条通路调控免疫炎性反应和神经元谷氨酸代谢。现就星形胶质细胞介导的免疫炎性反应与谷氨酸能系统对卒中后抑郁中发生发展信号通路做进一步剖析,以期提供靶向调控星形胶质细胞调节谷氨酸及炎性因子水平策略,为治疗卒中后抑郁提供思路和线索。     

基于谷氨酸的治疗方法：以谷氨酸转运系统为靶点

谷氨酸的作用具有双重性，既是体内主要的兴奋性神经递质，又是潜在的内源性神经毒。为探索新的治疗方法．离子型和代谢型谷氨酸受体在多种中枢神经系统疾病中被广泛研究。但关于其转运蛋白或兴奋性氨基酸转运体（excitatory amino acid transporters，EAATS）的研究仍不多见。近年来。随着多种EAATS亚型被克隆，研发出选择性转运体抑制剂。这为阐明各亚型转运体在调节细胞外谷氨酸稳态中的具体作用提供了重要的研究工具。     

Ⅱ、Ⅲ组亲代谢型谷氨酸受体激动剂逆转1-甲基-4-苯基吡啶离子抑制星形胶质细胞摄取谷氨酸

目的 :探讨Ⅱ、Ⅲ组亲代谢型谷氨酸受体(metabotropicglutamatereceptors ,mGluRs)激动剂对 1 甲基 4 苯基吡啶离子 (1 methyl 4 phenylpyridinium ,MPP )抑制星形胶质细胞摄取谷氨酸 (Glu)的影响。方法 :应用同位素标记法测定星形胶质细胞对培养液中 [3 H] D ,L 谷氨酸的摄取 ,应用四氮唑 (MTT)比色法检测星形胶质细胞的活性。结果 :MPP 15 0、2 0 0 μmol·L-1可以明显抑制星形胶质细胞摄取Glu ,抑制率达 5 8.3%和 70 .1% ,但并不影响细胞活性 ;Ⅱ组mGluRs激动剂 (2S ,2’R ,3’R) 2 (2’ ,3’ dicar boxycyclopropyl)glycine (DCG IV ) 0 .1、 1、 10 ,10 0 μmol·L-1和Ⅲ组mGluRs激动剂L( ) 2 amino 4 phosphonobutyricacid (L AP4 ) 1、10、10 0 μmol·L-1可以逆转MPP 对星形胶质细胞摄取Glu的抑制作用。结论 :MPP 抑制星形胶质细胞摄取Glu可能与直接影响谷氨酸转运体 (GluTs)的功能有关 ,激活星形胶质细胞上的Ⅱ、Ⅲ组mGluRs可以通过促进GluTs摄取Glu、进而降低细胞外液的Glu浓度而发挥神经保护作用。     

谷氨酸转运体EAAT2在抑郁症发病及治疗中的作用

谷氨酸转运体EAAT2(啮齿类动物命名为GLT-1:谷氨酸转运体1)是海马和前额叶星形胶质细胞上一种非常重要的谷氨酸转运体,其承担了细胞外大部分谷氨酸的摄取和转运,由于谷氨酸转运体EAAT2的作用在于降低突触间隙过高的谷氨酸水平,避免过高浓度的谷氨酸对神经元和神经胶质细胞的兴奋毒性作用,使之逐渐成为近年来抑郁症研究的热点。该文主要就谷氨酸转运体EAAT2在抑郁症中可能的病理生理作用,以及其可能作为新一代抗抑郁药作用的靶点进行综述。     

病生理条件下星形胶质细胞中内向整流钾通道2．1的表达

星形胶质细胞是胶质细胞中体积最大的一种,不仅具有支持作用,而且具有转运代谢物质的作用,其参与神经递质的吸收,如谷氨酸(Glu)和γ-氨基丁酸(GABA)的吸收及脑内免疫功能的调节。同时星形胶质细胞的离子通道也参与脑内离子稳态的调节。其中一个重要功能是调节胞外钾离子的浓     

谷氨酸转运体靶点药物的抗脑缺血作用研究进展

兴奋性氨基酸毒性是脑缺血损伤的主要机制之一。缺血期间谷氨酸的大量累积会导致神经元细胞、星形胶质细胞等神经细胞发生兴奋性毒性损伤,因此对缺血期间谷氨酸水平的调控一直是脑缺血防治药物研究的重点。近年来研究表明,通过上调星形胶质细胞上谷氨酸转运体GLAST(EAAT1)和GLT-1(EAAT2)的表达或活性,增加缺血时谷氨酸的摄取,维持突触间隙内谷氨酸的正常浓度,从而降低兴奋性毒性,减轻缺血性脑损伤。一些化合物如β-内酰胺类抗生素、尿酸、甲状腺激素、雌激素、山楂酸等已在体内或体外实验中被证实对谷氨酸转运体的调节作用,对抗谷氨酸毒性,发挥神经保护作用。研究和开发以星形胶质细胞谷氨酸转运体为作用靶点的药物,为缺血性脑损伤的预防和治疗提供了一条新的途径。     

星形胶质细胞功能障碍与抑郁症研究进展

目前关于抑郁症的研究大多围绕神经元进行调控,而星形胶质细胞对抑郁症调控的非神经元机制尚未深入研究。星形胶质细胞是中枢神经系统数量最多、分布最广泛的胶质细胞,其结构和形态复杂,与神经突触、血管和其他神经胶质细胞相互调节,在多种神经精神系统疾病的发病和治疗中发挥重要作用。有研究显示,星形胶质细胞可能通过调节单胺递质水平、谷氨酸循环、突触可塑性、能量代谢和神经炎症等参与抑郁症的发生。本文就此进行综述,以期为抑郁症胶质细胞病理机制的发现和基于星形胶质细胞调控的新一代药物研发提供新思路。     

水通道蛋白4在小鼠脑老化中的作用

水通道蛋白4(AQP4)主要分布在星形胶质细胞足突膜上,是脑内最重要的水通道亚型。已经发现,AQP4除参与调节脑内水平衡外,还参加学习记忆、脑外伤、脑缺血、脑肿瘤等一系列生理、病理过程。脑老化伴随着学习记忆下降,以及易发生脑缺血、脑肿瘤等老年相关性疾病,但AQP4在脑老化中的作用尚未见报道。目的观察AQP4在小鼠脑老化中的作用。方法对年轻(2～3个月)和老年(17～19个月)AQP4基因敲除小鼠(AQP4-/-)与野生型相应年龄的小鼠(AQP4+/+),观察AQP4基因敲除对老年小鼠自发活动、学习记忆、大体脑形态以及神经元、星形胶质细胞、小胶质细胞密度等的影响。结果老年小鼠自发活动减少,在穿梭箱被动避暗实验中,测试时进入暗箱的潜伏期明显短于年轻鼠,但AQP4+/+和AQP4-/-小鼠间无明显差异。甲苯胺蓝染色显示,老年小鼠皮层神经元密度(Ⅲ～Ⅳ层)显著低于年轻小鼠(P<0.05),海马CA1区厚度无明显差异,AQP4+/+和AQP4-/-小鼠间无明显差异。免疫组化显示,老年小鼠海马CA1的星形胶质细胞(GFAP阳性)数量明显高于年轻小鼠(P<0.01),而小胶质细胞数量在老年和年轻小鼠间无明显差异。免疫荧光显示,老年小鼠星形教胶质细胞的面积变小,而AQP4-/-小鼠的星形胶质细胞突起少而短、细胞面积明显小于AQP+/+小鼠(P<0.05),神经元和小胶质细胞形态无明显变化。结论 AQP4参与脑老化过程中的星形胶质细胞变化,而与运动、学习记忆相关的脑功能及神经元、小胶质细胞等脑结构变化无明显关系。     

强啡肽A_(1～13)对谷氨酸诱导的大鼠星形胶质细胞肿胀的影响

目的　建立谷氨酸诱导的大鼠星形胶质细胞肿胀模型,观察 Ｄｙｎ Ａ１ ～１３ 对谷氨酸诱导的大鼠星形胶质细胞肿胀的影响。方法　［３ Ｈ］ ３ 氧甲基 Ｄ 葡萄糖摄取测定细胞含水量。结果　①给予０５ ,１０ ,１００ ｍ ｍｏｌ· Ｌ－ １ 的谷氨酸作用１ ｈ 均可引起细胞的含水量增加。②强啡肽 Ａ（ Ｄｙｎ Ａ） 可降低谷氨酸诱导肿胀的大鼠星形胶质细胞含水量。③κ受体拮抗剂ｎｏｒ Ｂ Ｎ Ｉ可阻断 Ｄｙｎ Ａ１ ～１３ 降低谷氨酸诱导的肿胀大鼠星形胶质细胞含水量的作用。结论　谷氨酸可诱导大鼠星形胶质细胞肿胀; Ｄｙｎ Ａ１ ～１３ 可通过激活κ受体抑制谷氨酸诱导的大鼠星形胶质细胞肿胀     

mGluR5拮抗剂SIB-1893逆转6-OHDA抑制星形胶质细胞摄取谷氨酸的作用

目的 :研究亲代谢型谷氨酸受体 5 (mGluR5 )拮抗剂 (E) 2 甲基 6 (2 苯乙烯 )嘧啶 (SIB 1893)及6 羟基多巴胺 (6 OHDA)对星形胶质细胞摄取谷氨酸功能的影响。方法 :取新生大鼠脑星形胶质细胞作原代培养 ,根据 [3 H]标记的D ,L 谷氨酸摄入量判断细胞的谷氨酸摄取功能。应用高效液相色谱法(HPLC)与荧光检测器联用的方法检测培养液中的谷氨酸水平 ;乳酸脱氢酶 (LDH)释放法测定细胞活力。结果 :6 OHDA呈浓度依赖性抑制星形胶质细胞谷氨酸摄取功能、降低细胞活力 ,但不诱导细胞释放谷氨酸 ;SIB 1893不影响正常星形胶质细胞的谷氨酸摄取量 ,但可以增加 6 OHDA损伤组的谷氨酸摄取量。结论 :6 OHDA的神经损伤机制可能与其抑制星形胶质细胞谷氨酸摄取功能有关 ,SIB 1893则能逆转 6 OHDA引起的谷氨酸摄取抑制效应 ,具有神经保护作用     

星形胶质细胞与缺血性脑损伤

星形胶质细胞是脑中存在最多的细胞类型,能够为神经元提供代谢、营养支持及调节突触活性.脑缺血等病理状态下,反应性星形胶质细胞通过一系列生化过程的改变,诸如调节能量代谢、清除兴奋性氨基酸、抗氧化作用、分泌神经保护物质等发挥神经保护作用.缺血时星形胶质细胞内相关信号通路被激活,对细胞凋亡起调控作用.星形胶质细胞中相关酶、离子通道以及信号分子都可成为潜在的治疗靶点,通过药物干预,间接发挥神经保护作用.进一步阐明星形胶质细胞在缺血性脑损伤中的作用,可以为基于星形胶质细胞的新药研发提供思路.     

埃他卡林增强星形胶质细胞摄取谷氨酸的作用

目的研究新型ATP敏感性钾通道开放剂(KATPCO)埃他卡林(iptakalim,Ipt)对星形胶质细胞摄取谷氨酸的影响。方法取新生大鼠脑星形胶质细胞作原代培养，将Ipt直接作用于细胞，观察它对正常和6-羟基多巴胺(6-OHDA)损伤模型细胞摄取谷氨酸的影响；分别加入阳性对照药吡那地尔和非特异性钾通道阻断药格列本脲分析Ipt的作用机制。根据［³H］标记的D,L-谷氨酸摄入量判断细胞谷氨酸摄取作用强度。结果Ipt和吡那地尔都能增强星形胶质细胞的谷氨酸摄取作用、逆转6-OHDA引起的谷氨酸摄取抑制效应，预先加入格列本脲后，上述作用均被取消。结论埃他卡林可能通过促进钾通道开放增强星形胶质细胞摄取谷氨酸的作用。     

P物质对星形胶质细胞胞内钙离子浓度和白细胞介素10释放的作用观察

目的探讨P物质对星形胶质细胞的直接作用。方法利用原代培养的星形胶质细胞,P物质孵育后,采用免疫细胞化学的方法观察细胞形态的变化,采用细胞内钙离子成像方法记录P物质作用前后胞内钙荧光强度的变化。采用酶联免疫吸附试验检测细胞释放白细胞介素(IL)-10的情况。结果 P物质孵育后,星形胶质细胞表现出激活态的形态学改变,P物质孵育后引起星形胶质细胞内Ca2+浓度增加,星形胶质细胞释放抗炎因子IL-10减少。结论脊髓水平传递痛信号的神经递质P物质可刺激活化脊髓星形胶质细胞,活化的星形胶质细胞通过抑制抗炎因子IL-10的释放,最终导致慢性疼痛的发生。     

星形胶质细胞-神经元的相关关系研究进展

星形胶质细胞在神经系统中的作用类似于调控者,信息传递者和区域划分者,更多时候它是感受神经元活动并作出相应反应,比如监控并摄入多余神经递质并把信息传递给小胶质细胞和少突胶质细胞,对这部分神经元进行选择,是否突触修剪、是否完成髓鞘化、使电传递稳定和筛选出优势传导通路。它类似于外周的纤维细胞,支持与营养作用是被动的。星形胶质细胞和神经元的关系已成为神经生物学中的热点。目前对星形胶质细胞和神经元相互作用主要包括能量代谢、突触可塑性和谷氨酸循环等。星形胶质细胞在一定应激条件下,由静息性星形胶质细胞向反应性星形胶质细胞转变;还可以通过特定的转录因子(例如Neuro D1,Sox2等)在体外以及体内转变为神经细胞。神经元分泌的Sonic hedgehog(Shh)、星形胶质细胞分泌的TGF-β1和Chrdl1等均相互影响彼此。神经连接蛋白(Neuroligin)如蛋白NL1,NL2和NL3的水平与星形胶质细胞的大小和形状成正向调节。因此,本文主要从星形胶质细胞和神经元之间的关系,包括相互作用、转化作用、分泌物和其蛋白相互影响等进行综述。