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星形胶质细胞在中枢神经系统免疫中的作用

发布时间:2017-9-18 9:55:33   点击数:

在哺乳动物中枢神经系统中,星形胶质细胞约占30%。它们是大脑和脊髓生理的组成部分,对神经元的发育、突触形成和动作电位的传播有着重要作用。然而,我们对星形胶质细胞在免疫攻击、慢性神经退行性疾病或急性创伤中起到什么作用仍然知之甚少。这篇发表在Immunity上的综述总结了近期的研究,对星形胶质细胞在中枢神经系统免疫中的作用进行了总结。文章标题为“ReactiveAstrocytes:Production,Function,andTherapeuticPotentia”。

炎症

反应包括诸如急性创伤、感染和慢性神经性退行性疾病等中枢神经系统损伤的重要部分。在创伤和感染中,引起炎症反应的罪魁祸首是B淋巴细胞。在慢性神经退行性疾病中,神经炎症主要是由中枢神经系统内的细胞介导的。这些中枢神经胶质细胞主要是小神经神经胶质细胞以及星形胶质细胞。这两种细胞基于不同的损伤类型可以起到引起炎症或者抗炎的作用。急性创伤、慢性感染和中枢神经系统的其他疾病会引起涉及神经胶质细胞、神经元及其他中枢神经细胞的多细胞协调炎症反应。驻留和渗透的炎症细胞在其中起到中和病原体和清理损伤组织的作用。近期研究显示这些炎症细胞介导了星形胶质细胞的活化,活化星形胶质细胞的参与对炎症反应的预后发挥着作用。

研究发现在炎症情况下星形胶质细胞可以调节突触的吞噬作用和神经营养物质的分泌,清除组织碎片和死细胞,修复血脑屏障。这些都有助于避免中枢神经系统被炎症反应损伤,然而也有实验发现活化星形胶质细胞对中枢神经系统的恢复有负面影响。星形胶质细胞到底是炎症反应的帮凶还是神经系统的保护神呢?通过对活化星形胶质细胞的转录分析发现:星形胶质细胞有两种活化状态,分别命名为A1和A2。活化星形胶质细胞A1上调了一些基因的表达水平,导致了突触的损伤。相反,活化星形胶质细胞A2上调了神经营养因子和凝血酶敏感素的表达,促进了神经元的生长和突触的修复。这两种活化状态在体内可能处于同时存在相互平衡的状态。但是星形胶质细胞还有没有其他的活化状态呢?这还有待进一步的研究。

活化星形胶质细胞与许多疾病有着联系。研究发现星形胶质细胞A1释放的神经毒因子对运动神经元α有毒性,而运动神经元α的退化恰恰是导致肌肉萎缩性侧面硬化病(ALS)的原因。A1细胞也出现在其他神经进行性退化疾病患者的脑组织中,比如阿兹海默症,帕金森病和亨廷顿舞蹈症。因此人们猜想神经炎症可能促进甚至导致了神经的进行性退化。另外,研究人员还发现NFkB通路在阿尔兹海默症,肌肉萎缩性侧面硬化病和亨廷顿舞蹈症患者的活化星形胶质细胞都处于激活状态。由于活化星型胶质细胞A1的NFkB通路也被激活,研究人员猜测活化星型胶质细胞A1也在这些神经退化性疾病中起着作用。其他研究也显示JAK-STAT3通路与活化星型胶质细胞A2的形成有关。

通过阻断NFkB通路从而抑制活化星型胶质细胞A1的形成,或者激活JAK-STAT3通路促进活化星型胶质细胞A2的形成也许可以治疗神经进行性退化疾病。然而由于NFkB通路也参与突触的形成,阻断NFkB通路也许会对中枢神经带来负面影响。而JAK-STAT3通路也有促进细胞增殖抑制细胞凋亡的作用,因此有诱发细胞癌变的风险。如何利用NFkB通路和JAK-STAT3通路来治疗神经退化性疾病仍需要进一步更深入地研究。

近年来对星形细胞和免疫相互作用的研究为人们提供了新的视角。随着小胶质细胞,浸润周边免疫细胞和星形细胞在正常生理情况和病理生理状态下的的联系越来越清晰,神经细胞与免疫细胞相互作用的结果及其带来的影响需要更进一步的研究。更多活性标志物的发现和细胞分离纯化技术的发展使研究更多不同种类的活化星形胶质细胞成为可能。这将使人们对星形胶质细胞在疾病中的作用提供更全面的理解并且为如何以星形胶质细胞为靶点治疗神经退化性疾病提供新思路。

ReactiveAstrocytes:Production,Function,andTherapeuticPotential

doi:org/10./j.immuni..06.

提取码:e8ay

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