神经胶质细胞的研究进展

MMPs的表达又有哪些意义,其刺激产生的每一种MMPs的作用机制和相关的传导通路是否相同等,还没有完全研究彻底。另外,EMMPRIN分子的作用受体或催化底物也不清楚。由于EMMPRIN和MMPs许多肿瘤中均有表达,且表达较高,故可为其在基因诊断和治疗中的标志物和靶向治疗提供很好的依据。EMMPRIN和MMPs虽然广泛分布于体内,执行着许多功能,但最令人感兴趣的还是它在肿瘤生长、浸润和转移中的作用。研究它们的作用机制及其信号转导途径将会是今后研究的热点,相信阻断其表达或功能将能更有效地抑制肿瘤的浸润和转移。

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神经胶质细胞的研究进展ProgressinStudyofNeuroglialCell

常笑雪,张 鑫摘 要:目的 阐述神经胶质细胞在脑组织中的作用。方法 查阅国内外相关文献,对近年来的神经胶质细胞研究进展作一综述。结果 近些年的多项研究发现神经胶质细胞参与突触的形成并调节突触传递;参与神经的发生并与神经细胞(神经元)之间有信息传递;神经元和神经胶质细胞之间相互作用。结论 神经胶质细胞在思维和学习过程中扮演着几乎和神经元一样重要的角色。关键词:神经胶质细胞;神经元;突触;神经元发生中图分类号:R322.8 文献标识码:B 文章编号:1672-688X(2008)03-0233-03

收稿日期:2008-05-04作者单位:河南科技大学医学院,河南洛阳471003作者简介:常笑雪(1956-),女,河南偃师人,副教授,从事组织胚胎学教学工作。

进化程度越高的动物神经胶质细胞所占比例越高,人脑神经元约占脑细胞的10%,神经胶质细胞约占90%。几十年来,科学家把焦点集中于神经细胞上,认为它是脑内信息的主要传递者,是行使脑功能的主体细胞。神经胶质细胞一度被简单的认为是大脑的填充物,对神经元起支持、营养、保护和绝缘的作用。上世纪90年代以来的多项研究发现被忽视

#233#河南科技大学学报(医学版) 2008年9月 第26卷 第3期了近半个世纪的神经胶质细胞参与突触的形成并调节突触传递,参与神经的发生并与神经元之间有信息传递。它们在思维和学习过程中扮演着几乎和神经元一样重要的角色。如果关于神经胶质细胞的新认识成立的话,那么长久以来被认可的脑功能模式将发生巨大的变化。1 参与神经元突触形成及调节多年以来,科学家认为只有神经元控制着它们和其他神经元之间的联系。目前有证据表明,神经胶质细胞可以强烈影响神经元突触形成的数目和位置。美国斯坦福大学的Barres及其同事[1]把分离纯化的大鼠视网膜节细胞(RGCs)培养在无胶质细胞的培养基中,通过显微镜的观察和电极记录到的电活动来辨认突触,在该培养基中的RGCs形成的突触虽然超微结构正常但自发性突触活动极少,而且在突触传递中出现高失败率。而与星形胶质细胞共同培养的RGCs,其自发性突触后电流的频率和强度分别增加70倍和5倍,而且极少出现传递失败。由于两种情况下培养RGCs的存活率相当,因此胶质细胞的这种作用可能是通过增加突触的数量或增强突触的效能来实现的。Mauch等[2]在发现神经胶质细胞能提高突触活性后,Ullian等[3]希望明确这种作用是由于增加突触数量还是增强突触传递效能所致。研究发现,不论在有或无神经胶质细胞的条件下培养的RGCs其超微结构均为正常,但前者的突触总数是后者的近7倍。此外,从培养基中移除星形胶质细胞后6d,RGCs的突触陷凹减少至原来的1/4,提示突触数量减少至原来的1/4。同时突触前、后对应分子的免疫反应性消失,表明星形胶质细胞不仅明显增加突触的数量,而且是维持突触的稳定性所必需的。通过量子分析、荧光影像分析、免疫染色及电镜观察,发现星形胶质细胞可以通过突触前和突触后机制增强RGCs的突触效能。由此可见神经胶质细胞既能增加突触数量还能增强突触传递效能。那么,在整体情况下神经胶质细胞是否也具有这种功能。通过对发育不同时期鼠脑上丘进行免疫染色发现,在出生后1周末,鼠脑上丘神经元突触陷凹的出现与星形胶质细胞的出现和增殖密切对应。这一结果表明,尽管在脑的发育中,大多数神经元的产生远早于星形胶质细胞,并且很早就向大脑的适宜部位发出树突和轴突[4],但直到多天以后,也就是几乎与星形胶质细胞发育成熟的同时,神经元之间的大部分突触才形成。因此,正是来自星形胶质细胞的信号触发了中枢神经系统中突触数量的增加。同时发现,星形胶质细胞和少突胶质细胞,即使不与RGCs直接接触,也能明显增加RGCs自发性兴奋性和突触后电流的平均频率和强度;表明有1种或若干种由神经胶质细胞分泌的可溶性因子(暂时称作Glial因子)引起了上述效应。Mauch等[5]使用多种层析、2D电泳及质谱分析等方法分离确定,胆固醇与载脂蛋白E(apoE)结合形成的复合脂蛋白正是这种Glial因子。Glial因子是如何发挥这一作用的?Mauch等对RGCs进行微量培养以便观察单个神经元的突触发生情况。发现Glial因子中胆固醇不仅使RGCs的自身突触数量增加8倍,而且能提高递质释放的效能。进一步实验表明,Glial中的胆固醇是通过增强包括突触小泡和释放位点在内的突触前成分,主要是突触素和突触泡膜素的生成,发挥其促突触形成作用。尽管在无Glia因子培养的RGCs也能生成一定量的胆固醇,但其只能维持神经元的生存、轴突和树突的分化以及形成很少的不成熟突触;大多数突触的生成需要来自胶质细胞的大量胆固醇,并由含apoE的脂蛋白运输[6]。2 对神经元发生的影响在神经系统发育时期,星形胶质细胞具有引导神经元迁移到目的地的作用,引导神经元迁移的胶质细胞包括辐射状胶质细胞和Bergmann胶质细胞等。辐射状胶质细胞是胚胎时期最早出现的胶质细胞,亦称室管膜星形胶质细胞或早期伸展细胞。它们的胞体位于脑室壁(即早期神经管壁的神经上皮层),细胞基底部伸出细长的有短侧突的辐射状突起,伸向脑表面,突起可引导发育中的神经细胞从上皮层迁移到其最终部位。基底突起消失后的辐射状胶质细胞即转变为覆盖脑室(或脊髓中央管)的室管膜细胞。Bergmann胶质细胞构成小脑外颗粒层细胞大量内移的纤维支架。星形胶质细胞还构成大脑胼胝体发生中的/桥梁0,引导神经纤维到对侧。若将胼胝体切断,只要植入一块有星形胶质细胞生长的滤膜,即可引导神经纤维到达对侧大脑半球,重建胼胝体。成年中枢神经轴突的再生、重建一直是神经科学急需而又难于解决的问题。外周神经可以再生而成年中枢神经轴突的再生比较困难,往往不能超过1mm距离,一般生长2周即停止。除神经元内在差异外,现认为外周与中枢神经轴突再生能力的不同来自于两者神经元微环境的差异,如在中枢神经系统内没有雪旺细胞及其基板等。近年来星形胶质细胞在中枢神经系统对脑损伤的修复,对神经元微环境及再生的作用日益受到人们的重视。脑损伤后星形胶质细胞形成的瘢痕是轴突再生不可逾越的障碍,然而科技工作者应用药物致热原、X射线杀死伤口的胶质细胞和酶处理等物理、化学方法抑制胶质瘢痕的生成,却看不到增强实验动物轴突再生的效应,而在体外培养实验中,在单层的星形胶质细胞上,神经细胞的突起能很好地生长。由于星形胶质细胞具有合成和分泌营养因子的功能,现在观点认为以星形胶质细胞为主形成的胶质瘢痕对于轴突再生具有阻碍轴突穿越和分泌神经营养因子促轴突再生的双重作用[7]。Song等[8]报道,星形胶质细胞能促进成年大鼠海马神经干细胞的神经发生。通过逆转录病毒转染技术使分离到的成年大鼠海马神经干细胞表达绿色荧光蛋白,以便跟踪识别这些细胞及其后代的发育和分化。当它们与来自新生大鼠海马星形胶质细胞共同孵育时,神经发生率增加了8倍;而与纤维原细胞或纯化的神经元共同孵育时,神经发生率几乎无变化。同样,来自成年大鼠海马的星形胶质细胞也能明显提高神经发生率,尽管其效能不如新生大鼠。进一步的研究表明,星形胶质细胞诱导神经发生的能力具有明显的区域特异性。因为,脊髓来源的星形胶质细胞不能促进神经干细胞的神经发生。Svendsen[9]认为,这种区域特异性的产生可能是因为脊髓所含的星形胶质细胞相对较老,而海马则不断更新至少部分星形胶质细胞;新生的星形胶质细胞能增加神经元突起的生长,而较老的则不能。另外,Song等的研究还发