星形胶质细胞是脑和脊髓中维持正常神经功能和应对神经损伤和疾病不可或缺的部分。CNS损伤后,星形胶质细胞迅速发生基因转录、形态学以及功能学上的改变,但这种改变并非简单的“全”或“无”的改变,而是多样化的、不同程度的,特异性的改变,并产生不同的结局。Barres团队通过基因组学分析将不同损伤后星形胶质细胞分为两个截然不同的细胞亚型:A1(表现为具有潜在神经炎症性毒性)和A2(表现为具有神经保护作用如代谢相关基因和神经营养因子表达增加)。研究发现CNS内活化的小胶质细胞促进星形胶质细胞转化为A1亚型的关键因素。LPS通过激活小胶质细胞或LPS处理过的小胶质细胞培养液促使星形胶质细胞向A1细胞亚型方向转化,但LPS并不能直接使星形胶质细胞转化为A1亚型。
进一步研究证实促使星形胶质细胞向A1亚型转化的分子是白介素1alpha(Il1α),肿瘤坏死因子(TNF)和补体片段C1q。星形胶质细胞向A1亚型转换可被转化生长因子beta(TGFβ)所逆转,而非简单地清除培养液中的Il1α,TNF和C1q,这表明神经损伤后星形胶质细胞持续活化状态可被细胞内特定的信号通路阻断。这可能是慢性神经病变种星形胶质细胞持续活化的原因所在。
星形胶质细胞转化为A1亚型后诸多功能严重受损,如促进结构性和功能性突触形成、吞噬突出碎片。伴随着正常功能缺失的同时,星形胶质细胞还可通过某种未知的分子机制选择性的杀死神经元。大量研究表明A1星形胶质细胞在神经损伤后神经元死亡中发挥重要作用,而抑制星形胶质细胞向A1亚型转化明显减轻神经损伤。此外,在阿尔茨海默病,多发性硬化、帕金森病和脊髓侧索硬化症患者脑组织中发现大量星形胶质细胞A1亚型(补体C3为A1亚型的marker)。然而,A1型星形胶质细胞在神经退行性变或中枢神经系统感染中发挥有益还是有害作用仍需进一步研究和探讨!
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