星形胶质细胞在调节突触可塑性中的作用
星形胶质细胞在调节突触可塑性中的作用
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星形胶质细胞在调节突触可塑性中的作用【摘要】突触传递的可塑性被认为是学习和记忆的神经生物学基础,其取决于不同的神经元突触前和突触后机制。
然而,最近有越来越多的研究涉及可塑性的第三个要素——突触周围的胶质细胞。
传统观念一直认为星形胶质细胞(astrocyte,AS)仅是被动的辅助角色, 起支持和营养等作用。
近年的研究发现,无论在中枢还是外周神经系统,星形胶质细胞都主动参与了信息的传递与整合,并通过其释放的神经胶质递质等直接影响突触的可塑性。
本文结合近年来的研究结果,对AS在突触可塑性中的研究进展作一综述。
【关键词】AS;突触可塑性;神经递质;突触传递在由神经元和胶质细胞构成的神经系统中,胶质细胞数量占90%,其中星形胶质细胞(astrocyte,AS)是体积最大,也是分布最为广泛的胶质细胞。
过去认为AS主要是对神经元起支持和营养作用。
然而,近年来越来越多的证据表明AS 在维持神经系统的正常生理活动、脑的发育和神经病理等过程中发挥着重要作用[1]。
突触是神经元之间信息传递过程中的重要结构。
最新观点认为,AS与突触前和突触后神经元共同构成三重突触(tripartite synapses)结构,参与信号的传导和整合[2]。
1 突触可塑性突触可塑性是指突触在一定时期,一定条件下突触数目、结构和功能的改变,既包括突触传递效能的变化,又包括突触形态结构以及亚微结构的变化,来调节神经传导和神经分泌等[3]。
根据作用时间,突触可塑性可分为短时效的和长时效的。
根据接收条件刺激的突触前纤维与传递效应改变的突触之间的对应关系,可分为同突触型,即条件刺激和可塑性改变发生在同一条突触通路上;和异突触型,指条件刺激作用于传入神经,而可塑性改变发生在没有接受刺激的突触通路上[4]。
2 AS与突触可塑性AS与突触前、后神经元的位置关系密切,在神经系统内与突触结构紧密相连。
早在1997年,Barres等[5]就报道,胶质细胞可以促进突触间的联系。
神经胶质细胞和神经元的相互作用和神经网络的形成机制研究进展
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神经胶质细胞和神经元的相互作用和神经网络的形成机制研究进展神经胶质细胞和神经元的相互作用及神经网络的形成机制研究进展神经胶质细胞是指构成神经系统细胞除神经元以外的细胞群体。
在人脑中,神经胶质细胞数量约为神经元数量的10倍左右。
神经胶质细胞在神经系统中起到了重要的支持和调节作用。
而在近年的研究中,神经胶质细胞在神经元网络的发育中也发挥了至关重要的作用。
神经胶质细胞是神经系统中最常见的非神经元细胞类型,主要包括四类:星形胶质细胞、少突胶质细胞、轴索胶质细胞和OL(奥利果登细胞)。
早期的研究认为,神经胶质细胞是神经元的“胶架”,它们主要起到桥梁和支持作用,没有实质性的功能。
但是,随着神经科学研究的深入,人们开始认识到神经胶质细胞在神经系统中拥有十分重要的生理功能,尤其是在神经元网络的发育与可塑性方面。
一方面,神经胶质细胞通过与神经元的“对话”,调节了神经元的发育、成熟和功能。
在胚胎成长期间,神经胶质细胞分泌大量的神经生长因子,为神经元的迁移、轴突和树突生长、神经突形成等过程提供了重要的物质基础。
在神经元的成熟期,神经胶质细胞还通过调节神经元细胞膜的极化状态、离子通道的开关状态等影响神经元的电活动。
此外,神经胶质细胞还可以向神经元释放神经递质,例如谷氨酸、胆碱等,对神经元的兴奋或抑制产生作用,从而影响神经元之间的传递和信息处理。
另一方面,神经胶质细胞在神经元网络的形成和可塑性方面起到了重要作用。
神经网络是由大量的神经元之间的突触连接构成的,而神经胶质细胞则可以影响这些突触的形成和维护。
具体地说,神经胶质细胞参与了突触前和突触后的调节,同时还可以促进神经元之间的同步,形成神经元网络。
近年来,神经胶质细胞在神经元网络可塑性中的作用引起了越来越多的关注。
由于其与神经元之间多种多样的相互作用关系,神经胶质细胞在大脑的学习、记忆和行为调节等方面起到重要作用。
研究发现,神经胶质细胞可以参与到神经元之间的突触可塑性调节中。
神经干细胞的研究进展
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神经干细胞的研究进展摘要:本文主要论述神经干细胞的两个应用方面,诱导神经干细胞分化与神经再生。
诱导神经干细胞的分化有两种办法,分别为直接诱导法和间接诱导法。
与iPSCs 相比较,iNSCs拥有更大的优势。
神经再生主要从细胞微环境方面论述,包括周围细胞,细胞因子,细胞外基质及微血管因素。
关键词:神经干细胞;诱导分化;细胞再生;微环境1•引言神经干细胞(neural stem cell)是指存在于神经系统中,能够分化形成多种脑细胞,并能够自动更新,提供大脑组织细胞的细胞群⑴。
其具体能分化为神经神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞。
大量研究表明,许多疾病如帕金森病,亨廷顿舞蹈症,脊髓损伤及认知功能⑵等均与神经干细胞相关,能被其治愈或者是由于神经元病变所引起的。
2006年Yamanaka利用小鼠成纤维细胞成功获得iPSCs?],这一研究使干细胞的研究发展进入了全新的局面,随之而来的多项研究成功建立了利用iPSCs治疗相关疾病的细胞模型及动物模型,但仍存在一定的问题需要解决。
治疗这些疾病利用了神经再生,这在成年哺乳动物的两个脑区终生存在,分别是海马齿状回的颗粒细胞层(subgra nu lar zon e,SGZ)和侧脑室的视管膜下区(subve ntricular zon e,SVZ)主要包括神经干细胞的增殖、迁移、分化及新生神经元整合至神经环路四个阶段。
这阐明影响神经干细胞增殖分化的因素对于深入认识神经再生的相关机制至关重要。
神经干细胞的增殖分化等行为高度依赖于其生长环境,即神经干细胞微环境(niche)。
神经干细胞niche的组成在两个神经再生的脑区有一些差异,SVZ区niche的细胞主要包括室管膜细胞、星形胶质细胞、短暂增殖细胞和神经母细胞。
SGZ区niche细胞主要包括星形胶质细胞、增殖细胞和神经元。
神经干细胞niche 对神经干细胞增殖分化的调控主要包括:与神经干细胞相邻的周围细胞的调控、细胞因子调控、细胞外基质调控及微血管调控。
神经生物学简答1
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中枢神经系统(神经元)的发生与发育胚盘-- 原条--脊索--神经板--神经沟--神经管--神经嵴1.组织发生:神经管形成后,单层柱状上皮—增生,细胞数量增加,细胞核位置有高有低,形成假复层柱状上皮的形式—神经上皮.3. 神经管分化后形成“内菱外方”的形状。
中央管背侧——顶板中央管腹侧——底板套层背侧部——翼板(发生感觉神经元) 套层腹侧部——基板(发生运动神经元)翼板和基板间——界沟(腹运动区和背感觉区的界线)4. 神经管的演化四周二弯曲(头曲、颈曲)、三脑泡(菱脑泡、中脑泡、前脑泡)五周三弯曲(头曲、桥曲、颈曲)、五脑泡(末脑泡、后脑泡、中脑泡、间脑泡和端脑泡)脑发育与脊髓比较. 脊髓的神经管壁形成典型的节段性,其结构基本上一致;而脑部的分化速度则因部位而不同,其结果在脑部出现了多个脑泡—成体脑的各部结构;2.脊髓内的中央管细,而脑的中央管变粗,有些脑部的中央管特别扩大形成脑室;3.脊髓全长无弯曲,而脑部神经管则形成3个弯曲;4.脑部的神经管壁在某些部分变薄—上皮性脉络板和富含血管的脑软膜共同构成脉络组织;5.神经管的脑部发育迅速,大约在6周时,已能分辨出端脑、间脑、中脑、后脑和末脑五个部分化学性突触和电突触主要有六点不同: (1) 突触前膜和突触厚膜的距离 (2) 突触前后神经元胞质的连续性, (3) 超微结构 (4) 传输的通道, (5) 突触延迟 (6) 传递的方向1 什么是神经递质,神经递质如何失活的?答:神经递质:一般指有特异结构的神经终末释放的特殊化学物质,它作用于突触后的神经元或效应细胞的膜上受体,完成信息传递。
主要包括胆碱类(如乙酰胆碱等)、胺类(如多巴胺、肾上腺素、5-羟色胺等),氨基酸类(如谷氨酸、甘氨酸等),肽类(如阿片肽、血管升压素等),和其他类(如核苷酸类、NO等)。
神经递质失活的三种途径1).由特异的酶分解该种神经递质。
2).被细胞间液稀释后,进入血液循环到一定场所分解失活。
星形胶质细胞-神经元相互作用与抑郁症
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综㊀㊀述㊀基金项目:国家自然科学基金(No.81773714㊁81573413㊁81273497)㊀作者简介:刘思敏ꎬ女ꎬ研究方向:神经精神药理ꎬE-mail:2459212623@qq.com㊀通信作者:洪浩ꎬ男ꎬ教授ꎬ博士生导师ꎬ研究方向:神经精神药理ꎬTel:13951696681ꎬE-mail:honghao@cpu.edu.cn星形胶质细胞-神经元相互作用与抑郁症刘思敏ꎬ洪浩(中国药科大学药学院药理系ꎬ江苏南京211198)摘要:星形胶质细胞为神经元提供营养支持ꎬ参与信号传递ꎬ调节突触可塑性ꎬ对于维持中枢神经系统微环境稳态至关重要ꎮ近些年研究发现星形胶质细胞与神经元相互作用参与抑郁症发病过程ꎮ本文从能量代谢㊁营养支持以及突触可塑性层面ꎬ综述了近年来星形胶质细胞-神经元相互作用在抑郁症中的最新研究进展ꎬ以期将星形胶质细胞-神经元信号机制与抑郁症相结合ꎬ为抑郁症的预防和治疗提供新的理念和策略ꎮ关键词:星形胶质细胞ꎻ神经元ꎻ抑郁症ꎻ能量代谢ꎻ突触可塑性中图分类号:R749.4㊀文献标识码:A㊀文章编号:2095-5375(2020)03-0156-005doi:10.13506/j.cnki.jpr.2020.03.009Researchadvancesofastrocyte-neuroninteractionindepressionLIUSiminꎬHONGHao(DeportmentofPharmacologyꎬSchoolofPharmacyꎬChinaPharmaceuticalUniversityꎬNanjing211198ꎬChina)Abstract:Astrocyteprovidesnutritionsupportforneuronsꎬparticipatesinsignaltransmissionꎬandregulatessynapticplasticityꎬwhichisessentialformaintainingmicroenvironmentalhomeostasisofcentralnervoussystem.Inrecentyearsꎬitwasfoundthatastrocyte-neuronsinteractionisinvolvedinthepathogenesisofdepression.Inthispaperꎬthelatestresearchpro ̄gressofastrocyte-neuroninteractionindepressionwasreviewedfromtheaspectsofenergymetabolismꎬnutritionsupportandsynapticplasticityꎬsoastocombineastrocyte-neuronsignalingmechanismwithdepressionandprovidenewideasandstrategiesforthepreventionandtreatmentofdepression.Keywords:AstrocyteꎻNeuronsꎻDepressionꎻEnergymetabolismꎻSynapticplasticity㊀㊀抑郁症是常见的心境障碍性精神疾病ꎬ表现为情绪低落㊁抑郁性认知(无望㊁无助㊁无用)㊁快感缺失㊁意志活动减退㊁睡眠障碍等生物学症状ꎮ高患病率㊁高自杀风险和高致残率使得抑郁症成为全球主要的疾病负担[1]ꎮ在寻找潜在机制过程中ꎬ星形胶质细胞-神经元相互作用对抑郁症的影响逐渐引起重视ꎮ本文首先简述抑郁症中神经元㊁星形胶质细胞病理学研究ꎬ再从能量代谢㊁营养支持以及突触可塑性层面进行分析ꎬ最后总结星形胶质细胞-神经元相互作用在抑郁症中扮演的角色并展望未来面临的挑战ꎮ1㊀抑郁症中神经元病理学神经元作为中枢神经系统(centralnervoussystemꎬCNS)结构和功能的基本单位ꎬ其数量和形态变化与神经精神疾病密切相关ꎮ慢性应激会引起啮齿类动物神经活动改变ꎬ包括海马CA3锥体神经元萎缩ꎬ内侧前额叶皮质(medialprefrontalcortexꎬmPFC)Ⅱ/Ⅲ㊁Ⅴ层顶端树突数量和长度减少ꎬ腹侧苍白球小清蛋白中间神经元树突棘密度减少[2]ꎬ导致绝快感缺失及焦虑样行为ꎮ重度抑郁症(majordepressivedisorderꎬMDD)患者海马神经纤维和齿状回成熟颗粒神经元减少[3]ꎬPFC锥体神经元和γ-氨基丁酸(GABA)能神经元密度和大小降低[4]ꎮ2㊀抑郁症中星形胶质细胞病理学星形胶质细胞(astrocyteꎬAs)体积大且分支多㊁数量多且分布广泛ꎬ可动态接触突触㊁微血管系统ꎬ提供营养支持㊁促进突触形成和调节神经递质稳态并参与维护血脑屏障ꎬ对CNS发育和功能至关重要ꎮ病理条件下As表现为细胞肥大㊁胶质纤维酸性蛋白(glialfibrillaryacidicproteinꎬGFAP)和中间纤丝增多ꎬ严重可致胶质疤痕增生[5]ꎮ大量证据表明ꎬAs功能障碍是抑郁症发病的重要因素ꎮ抑郁症患者尸检发现大脑皮层和边缘脑区的As密度显著降低[6]ꎬ下丘脑和尾状核GFAP表达显著减少[7]ꎮAs逐渐成为包括抑郁症和精神分裂症在内的主要精神疾病病因学研究的热点ꎬ并可能成为药物作用的靶点ꎮ3 抑郁症中星形胶质细胞-神经元相互作用3.1㊀能量代谢和营养支持3.1.1㊀调节神经元能量和代谢㊀As突起含大量葡萄糖转运体可直接从血液摄取葡萄糖ꎬ经无氧酵解产生乳酸为神经元供能ꎬ实现As-神经元乳酸穿梭(astrocyte–neuronlactateshuttleꎬANLS)[8]ꎮ神经元可影响ANLS中As基因转录ꎬ从而诱导葡萄糖代谢和乳酸输出ꎬ控制As代谢通量的稳态调节[9]ꎮ乳酸脱氢酶是ANLS的重要组成部分ꎬ抑制As或神经元中乳酸脱氢酶可通过调节Na+/K+-ATP通道导致神经元膜超极化ꎬ抑制神经元活性和突触传递[10]ꎮ近年研究认为抑郁症发病伴随着脑内代谢平衡改变ꎬ包括神经递质和能量代谢紊乱ꎮAs-神经元相互作用在CNS能量代谢中发挥重要作用ꎬ一方面As能量供应不足会减少树突分支ꎬ增加神经元易损性和抑郁易感性[11]ꎮ另一方面神经元分泌的血管活性肠肽与As表面血管活性肠肽受体结合ꎬ促进As糖原分解[8]ꎬ还通过cAMP/PKA途径调控As葡萄糖代谢的CREB依赖性增加和乳酸输出的升高[9]ꎬ神经元功能障碍可导致As能量和乳酸供应不足ꎮ传统抗抑郁药氟西汀和帕罗西汀可减少As糖原合成ꎬ促进葡萄糖代谢ꎬ从而促进神经功能恢复改善抑郁症状[12]ꎮ以上结果提示As-神经元功能障碍导致脑内能量代谢紊乱可能是导致抑郁症发生的重要因素之一ꎮ3.1.2㊀As对神经元具有营养支持作用㊀神经营养因子包括神经生长因子㊁脑源性神经营养因子(brain-derivedneurotro ̄phicfactorꎬBDNF)㊁胶质源性神经营养因子(glial-derivedneurotrophicfactorꎬGDNF)及成纤维母细胞生长因子等ꎬ生理条件下主要来源于Asꎬ可促进神经生长发育㊁成熟分化ꎮAs神经营养因子分泌障碍损害神经元功能ꎬ是目前公认的抑郁症病理发病机制之一ꎮ抑郁症患者海马BDNF㊁GDNF含量减少ꎬPFC纤维生长因子受体表达降低ꎬ且与海马神经再生减少有关[12-13]ꎮ传统抗抑郁药丙咪嗪通过PKA-CREB途径激活Asꎬ促进BDNF和GDNF合成释放ꎬ发挥抗抑郁作用[14]ꎮ速效抗抑郁药氯胺酮ꎬ雷帕替尼和东莨菪碱通过增加BDNF释放ꎬ产生原代皮层神经元保护作用ꎬ也可增加mPFC中树突棘数量和突触功能[15]ꎮ以上结果表明ꎬ增加神经营养因子合成可能会是抑郁症的一种有效治疗策略ꎮ3.2㊀突触可塑性㊀突触可塑性(synapticplasticity)是神经细胞持续活动导致突触特异性的结构和功能改变ꎬ与多种神经精神疾病的病理生理过程密切相关ꎮAs通过调节神经递质(ATP㊁谷氨酸㊁D-丝氨酸㊁γ-氨基丁酸等)影响突触强度和功能ꎬ其功能障碍可致突触异常ꎬ引起情绪调控㊁认知功能缺陷ꎬ导致抑郁症发生ꎮ3.2.1㊀ATP㊀三磷酸腺苷(adenosinetriphosphateꎬATP)是脑内细胞重要的能量来源ꎬ也是广泛介导As-神经元网络的重要信号分子ꎬ参与调节突触可塑性ꎮAs释放的ATP激活神经元上P2X7受体ꎬ从而增强α-氨基-3-羟基-5-甲基-4-异恶唑丙酸受体(AMPARs)表达和微小兴奋性突触后突触电流[16]ꎮ研究发现阻断As释放ATP可诱导小鼠海马神经棘数目减少ꎬ导致神经功能紊乱和抑郁样行为ꎬ外源性给予ATP或内源性激活As促进ATP释放ꎬ可在一周内快速逆转抑郁样行为[17]ꎮ氟西汀可促进As通过囊泡核苷转运体释放ATPꎬ激活嘌呤P2Y和腺苷A2b受体ꎬ增加BDNF表达ꎬ从而起到抗抑郁作用[18]ꎮATP介导的As-神经元信号传递可能为抑郁症提供新的药物治疗思路ꎮ3.2.2㊀谷氨酸㊀谷氨酸(glutamateꎬGlu)是脑内主要的兴奋性神经递质ꎬ主要通过As特异性转运体(excitatoryaminoacidtransportersꎬEAATs)经谷氨酰胺合成酶(glutaminesyn ̄thetaseꎬGS)作用转变为谷氨酰胺(glutamineꎬGln)ꎬ被神经元末梢再摄取ꎮ此外As也可通过Ca2+依赖机制释放Gluꎬ作用于突触代谢型谷氨酸受体(metabolicglutamatereceptorsꎬmGluRs)调节突触传递[19]ꎮ研究表明抑郁患者前扣带回及背外侧前额叶As数量和EAATꎬGS水平降低ꎬ调节Glu摄取和代谢的能力降低[20]ꎮ慢性束缚应激CIS模型小鼠mPFCGln水平和GS表达均下降ꎬ谷氨酸能神经元自发兴奋性突触后电流频率减少[21]ꎮ乙酰左旋肉碱(LAC)或乙酰-N-半胱氨酸(NAC)可快速增加海马腹侧齿状回As特异性谷氨酸交换子xCT表达ꎬ激活mGlu2Rꎬ从而减少抑郁易感性并增加抗抑郁作用[22]ꎮ神经元可通过Notch信号途径维持As成熟和递质摄取ꎬ干扰神经元Notch信号转导会导致AsGlu摄取和代谢障碍[9]ꎮ以上研究提示应激诱导As损伤及Glu循环障碍ꎬ损伤神经元可塑性是引发抑郁症的关键因素ꎬ针对As调节谷氨酸能神经传递将成为抑郁症治疗和新药开发策略之一ꎮ3.2.3㊀D-丝氨酸㊀D-丝氨酸(D-serine)主要由Serine消旋酶(SerineracemaseꎬSR)将L-丝氨酸(L-serine)消旋而来ꎬ作用于N-甲基-D-天冬氨酸受体(N-methyl-D-aspartatere ̄ceptorsꎬNMDARs)ꎬAs囊泡释放的D-serine可调节成年神经元NMDAR介导的突触传递和树突成熟[23]ꎮ关于D-serine主要来源至今仍具争议ꎬ起初研究认为主要由As合成释放ꎬ逐渐有研究表明部分神经元也表达SRꎮ原代As培养发现D-serineꎬSR表达随着A1型反应性As的出现而明显增多ꎬ提示病理条件下As过表达SR和D-serineꎬ活化突触外NMDAR导致神经毒性和突触功能障碍[24]ꎮD-serine可促进SRꎬ突触后密度蛋白PSD95ꎬNMDAR1相互作用ꎬ增强皮层和海马突触发育的稳定性[25]ꎮ当神经元发生炎性损伤会引起As细胞骨架波形蛋白及GFAP表达改变ꎬ促进As释放D-serine[26]ꎮ上述研究结果提示D-serine可作为影响抑郁症发病的重要因素之一ꎮ3.2.4㊀GABA㊀γ-氨基丁酸(γ-aminobutyricacidꎬGABA)是CNS主要的抑制性神经递质ꎬ由谷氨酸脱羧酶合成ꎬ主要经GABA转运体(GABAtransportersꎬGATs)重摄取失活ꎮ大量研究表明GABA水平异常及GABA受体功能障碍与焦虑㊁抑郁等多种神经精神疾病相关ꎮAs通过与海马GABA能中间神经元相互作用动态调节GABA抑制和Glu兴奋稳态ꎬ其中海马中间神经元GABAA受体参与调节突触抑制ꎬAsGABAB受体参与调节突触增强作用ꎬ抑郁患者脑内出现As功能障碍的同时mPFCGABA能中间神经元减少[27]ꎮ最近研究表明ꎬ低水平刺激GABA能中间神经元可通过GABAB受体激活Asꎬ从而释放Glu并激活mGluR1引起短暂突触效能增强ꎬ而高水平刺激诱导As释放Glu激活mGluR1和ATP激活A1腺苷受体导致突触传递减弱[28]ꎮ胶质细胞抑制剂L-AAA可减少白介素1β诱导的下丘脑室旁核AsGABA释放ꎬ改善焦虑样行为ꎬ表明选择性抑制下丘脑室旁核As释放GABA可能是治疗焦虑症和情感性精神障碍的有效治疗策略[29]ꎮ上述研究提示As-神经元之间存在复杂的GABA传递ꎬ可能在焦虑或抑郁症状的病因学中起重要作用ꎮ3.2.5㊀突触重塑㊀As-神经元相互作用可动态调节细胞形态和突触形成ꎮ神经元通过神经毒素与As黏附蛋白(NL1㊁NL2㊁NL3)相互作用控制As形态发生[30]ꎬ而As分泌血小板反应蛋白ꎬ结合神经元α2δ1受体刺激突触形成[31]ꎮ应激导致的突触重塑伴随着抑郁症的发生ꎬmPFC和海马突触缺失会导致焦虑和抑郁样症状ꎮ慢性不可预测应激(chronicun ̄predictablestressꎬCUS)模型小鼠中前额叶第5层锥体神经元树突长度与分支减少ꎬ突触棘数量及突触蛋白表达减少ꎬ兴奋性突触后电流降低[32]ꎮAs与神经元形态㊁突触结构的动态变化有着密切关联ꎬ参与调节突触重塑ꎮ双光子实时成像观察在体条件下As可延长树突棘存活时间ꎬ促进突触形成与成熟[33]ꎮ反复应激导致As形态及分子功能的改变和神经元萎缩ꎬ提示应激条件下As功能障碍诱导神经元萎缩及突触缺失可能是引发抑郁样行为的重要原因之一ꎮ3.2.6㊀间隙连接㊀间隙连接(gapjunctionꎬGJ)是在CNS生理病理过程扮演重要角色的细胞间通道群ꎮAs处于监测三突触活动的理想位置ꎬ且表达高水平的连接蛋白(connexinsꎬCxs)ꎬ与神经元存在广泛的电位和代谢偶联ꎬ引导并促进神经元迁移分化ꎮ研究表明As通过Cx43和Cx30共同调节神经传递ꎬ并摄取突触释放的Glu和K+防止神经元过度激活ꎬMDD自杀患者背外腹侧前额叶皮质As间隙连接蛋白Cx43表达减少[34]ꎮ氟西汀㊁度洛西汀和糖皮质激素受体拮抗剂米非司酮可逆转CUS大鼠PFCAs间隙连接功能障碍ꎬ并改善抑郁样行为[35]ꎮ三环类抗抑郁药阿米替林可显著上调AsCx43mRNA及蛋白表达水平ꎬ促进As-神经元间隙连接通讯[36]ꎮ此外ꎬAs间隙连接功能障碍影响神经递质代谢ꎬ参与炎症反应ꎮ上述研究为抑郁症的发病机制提供了新的研究思路ꎮ3.2.7㊀神经再生㊀成年神经发生是神经可塑性的特殊形式ꎬ主要发生在侧脑室的室管膜下区(SVZ)和海马齿状回颗粒下区(SGZ)ꎬ产生向嗅球迁移的神经前体细胞和齿状回颗粒细胞ꎬ其中海马神经受损及再生障碍是抑郁症的重要发病机制之一ꎮMDD患者以及抑郁模型海马齿状回中新生神经元生成均减少ꎬ氟西汀以及非典型抗精神病药物奥氮平可增加海马和PFC神经元再生[18ꎬ37]ꎮ给予脂多糖LPS刺激可激活Asꎬ诱导BDNF/TrkB和GABAAR下调ꎬ损害海马新生神经元成熟ꎬ增加产后小鼠抑郁样行为[38]ꎮ在小鼠海马As过表达BDNF基因ꎬ可促进海马神经生成ꎬ明显改善新环境压抑进食试验中抑郁样行为[39]ꎮ前体细胞产生的新生神经元属于放射状Asꎬ提示As参与神经再生可作为抗抑郁的潜在靶点ꎮ4 小结与展望抑郁症患者大脑存在神经递质紊乱㊁脑发育异常以及突触结构重塑等现象以及As和功能的变化ꎮ随着抑郁症发病机制和药物靶点研究的不断深入ꎬ研发焦点逐渐从神经元转向AsꎮAs为神经元提供能量和营养支持ꎬ参与神经递质转运和代谢ꎬ积极调节突触可塑性ꎬ促进神经网络通讯交流ꎮ越来越多实验模型和临床证据表明As-神经元相互作用是社会应激致抑郁症发病机制的一个重要因素(见图1)ꎮ然而仍存在许多问题和挑战ꎬ包括As增生的生物标志物的进一步研究ꎬ各脑区As不同状态与抑郁症不同阶段的相关性ꎬ单细胞转录组学等先进检测手段在抑郁症中的进一步应用ꎬ促进神经元图1 星形胶质细胞与神经元在抑郁症中的相互作用再生药物的筛选方法等ꎮ进一步阐明As-神经元相互作用参与抑郁病理生理机制ꎬ可能成为抑郁症防治和新药开发的关键ꎮ参考文献:[1]㊀WALKERERꎬMCGEEREꎬDRUSSBG.Mortalityinmentaldis ̄ordersandglobaldiseaseburdenimplications:asystematicreviewandmeta-analysis[J].JAMAPsychiatryꎬ2015ꎬ72(4):334-341.[2]NGLꎬHUANGYꎬHANLꎬetal.Ketamineandselectiveactivationofparvalbumininterneuronsinhibitstress-induceddendriticspineelimination[J].TranslPsychiatryꎬ2018ꎬ8(1):272.[3]BOLDRINIMꎬSANTIAGOANꎬHENRꎬetal.Hippocampalgranuleneuronnumberanddentategyrusvolumeinantidepressant-treatedanduntreatedmajordepression[J].Neuropsychopharma ̄cologyꎬ2013ꎬ38(6):1068-1077.[4]MÖHLERH.TheGABAsysteminanxietyanddepressionanditstherapeuticpotential[J].Neuropharmacologyꎬ2012ꎬ62(1):42-53. 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星形胶质细胞功能障碍与抑郁症研究进展
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星形胶质细胞功能障碍与抑郁症研究进展
乔永星;代威;吴海霞;韩烁宇;张黎明
【期刊名称】《中国药理学与毒理学杂志》
【年(卷),期】2024(38)2
【摘要】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。
【总页数】7页(P137-143)
【作者】乔永星;代威;吴海霞;韩烁宇;张黎明
【作者单位】河北科技大学化学与制药工程学院;军事科学院军事医学研究院毒物药物研究所;广州中医药大学第一临床医学院
【正文语种】中文
【中图分类】R749.7
【相关文献】
1.抑郁症星形胶质细胞功能障碍研究进展
2.星形胶质细胞与抑郁症相关研究进展
3.脑内星形胶质细胞-神经元相互作用参与抑郁症发病研究进展
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神经胶质细胞与突触可塑性关系的研究进展
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神经胶质细胞与突触可塑性关系的研究进展张宁1,2,谢璐霜2,3,刘奇1,吕沛然1△摘要:突触可塑性与神经系统的发育、损伤后修复等密切相关。
神经胶质细胞通过能量物质传递、信号转导通信等方面与神经元保持密切交流,是促进突触可塑性的重要途径。
星形胶质细胞在形态上和功能上均与突触联系密切,是调控突触可塑性的重要影响因素;小胶质细胞与突触进行双向信息交互,是发育和成年期突触可塑性的关键调节因子;少突胶质细胞参与髓鞘形成,为突触传递提供代谢底物,是促进突触可塑性的潜在力量。
就星形胶质细胞、小胶质细胞以及少突胶质细胞与突触可塑性关系的相关研究进展进行综述,以期为深入认识神经胶质细胞与突触可塑性的相互关系提供参考。
关键词:星形细胞;少突神经胶质;突触;小神经胶质细胞;神经元可塑性中图分类号:R338.1文献标志码:ADOI :10.11958/20211127Research progress on the relationship between glial cells and synaptic plasticityZHANG Ning 1,2,XIE Lu-shuang 2,3,LIU Qi 1,LYU Pei-ran 1△1Acupuncture and Tuina School,Shaanxi University of Traditional Chinese Medicine,Shaanxi 712046,China;2Acupuncture and Tuina School,3College of Basic Medicine,Chengdu University of Traditional Chinese Medicine△Corresponding AuthorE-mail:*****************.cnAbstract:Synaptic plasticity is closely related to the development and repair after injury in the nervous system.Glialcells maintain close communication with neurons through energy transportation and signal transduction,which is an important way to promote synaptic plasticity.Astrocytes are closely related to synapses in morphology and function,and arean important factor in regulating synaptic plasticity.Microglia carry out two-way information interaction with synapses,which is a key regulator of synaptic plasticity during development and adulthood.Oligodendrocytes participate in the formation of myelin sheaths,provide metabolic substrates for synaptic transmission,which is a potential force to promote synaptic plasticity.This paper reviews the research progress on the relationship between astrocytes,microglia,oligodendrocytes and synaptic plasticity,in order to provide the reference for further understanding the relationship between glial cells and synaptic plasticity.Key words:astrocytes;oligodendroglia;synapses;microglia;neuronal plasticity基金项目:国家自然科学基金资助项目(82074567)作者单位:1陕西中医药大学针灸推拿学院(邮编712046);2成都中医药大学针灸推拿学院,3基础医学院作者简介:张宁(1992),女,博士,讲师,主要从事针灸调整神经-内分泌-免疫机制方面研究。
神经胶质细胞功能研究的新进展
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神经胶质细胞功能研究的新进展神经胶质细胞是一种常见的细胞类型,存在于神经系统中。
它们既不是神经元,也不是其他类型的细胞,而是神经元和其他类型细胞之间的联系人。
近年来,对神经胶质细胞的研究取得了许多新进展,这证明神经胶质细胞的功能比以往所认为的更加丰富和复杂。
神经胶质细胞是神经系统的重要组成部分。
在过去的几十年中,人们曾经认为它们主要是提供机械支持和维持神经元的健康状态。
但是,随着神经科学研究的不断推进,人们开始发现,神经胶质细胞对神经系统的生理和病理功能以及行为表现都有重要的影响。
在神经系统中,神经胶质细胞有三种类型:星形胶质细胞、少突胶质细胞和微胶质细胞。
星形胶质细胞是神经胶质细胞中最普遍的类型。
它们存在于脑和脊髓中,具有许多重要的功能。
因此,本文将着重探讨星形胶质细胞的新进展。
最近的研究表明,星形胶质细胞在神经元中的信号传导中起着重要作用。
尤其是在神经递质的代谢和清除方面,星形胶质细胞所发挥的作用是至关重要的。
神经递质是神经元间信息传递的重要媒介,每种神经递质遍布整个大脑。
星形胶质细胞所释放的星形胶质细胞趋化蛋白1(CXCL1)可以吸引和激活其他细胞类型,例如激活神经元并促进长期记忆的形成。
此外,最近研究表明,星形胶质细胞对着色体结构的改变也可能发挥重要作用。
着色体结构是指DNA分子在空间上的排列方式。
以前,人们认为只有神经元内部的基因更改才会影响基因表达,但是最新研究表明,星形胶质细胞也会参与这种基因转录和表达。
这为神经系统中形成可塑性(例如突触可塑性)提供了新的角度。
近年来,越来越多的研究聚焦于神经胶质细胞在各种神经系统疾病中的作用,包括阿尔茨海默病、帕金森病、脑肿瘤和脊髓损伤等。
例如,研究人员发现阿尔茨海默病患者的星形胶质细胞数量减少,并且这些星形胶质细胞与病变神经元周围的斑块有关。
这提示星形胶质细胞可能与阿尔茨海默病的发生和发展相关。
总之,神经胶质细胞在神经科学研究中占据越来越重要的地位。
星形胶质细胞的可塑性
![星形胶质细胞的可塑性](https://img.taocdn.com/s3/m/29cfc547f7ec4afe04a1df12.png)
21 发 育期星彤胶质细胞可塑性 .
一般地 ,处于发 育期的
星形胶质细胞可塑性要 比成熟 期明显。而且有些可 塑性 仅 在发育早期或发 育期 某 一特定 阶段 才出现的 .而在成熟 期 则无此现象。未成熟 大 鼠海 马星形胶质细 胞可 塑性 的研 究 表明 各氪酸和 c 可调节 G A F P的磷 酸化状态 .出生
年 大 鼠和 无 视 觉 经 历 的幼 鼠 其 影 响 是 不 同 的。 幼 鼠 在 眼 睑
的发育和神经病理过程 中都具有重要作 用。近 2 0年来 .学
者们 对 星 形 胶 质细 胞 的 研 究 突 飞 猛进 .尤 其 是 重 视 了星 形 胶 质 细 胞 可 塑性 的研 究 ,本 文 在 此 作 一叔述
后 1 —1 2 6d的太 鼠海 马 切 片 ,在 一 个 依 赖 于细 胞 外 c 的 +
反应 中,各氪酸 能 增加 G A F P的磷 酸化状 态 ,而 在成年 大
和效 能 相 关 的 ,通 过 此 变 化 来 改 变 其 与 神经 元 的 生理 联 系 ,
触数 目和活动水平相关 的。星 形胶 质细胞通 过其 形 态学上 变化 ,改变 其与 神经 元 问的空 何体积 .排布及 覆 盖情 况. 从而不同程度地 抑制或加强 突触 的形成。 对星形 胶质细胞分 布较密 集的几个部位 进行研 究 ,发 现 :①视上 校在 脱水【 泌乳情况 下 ,神经 内分 泌太细胞 和 神经 元发 生脱髓 鞘变化 ,星形胶质 细胞在正 常情 况下存 在 的部 位 ,出现 了突起的缺失 ,而蒯 激停止时 ,星形胶 质细 胞突起又重新插入 到邻 近 的神经 元结构 中,这是 一个突起 退缩 ,重排 的动 态变化过 程。Sl[ a 已提 出了一 系列 的假 m 说和 数据 ,证 明星形胶 质细胞 的突起退缩变 化;②视上棱 腹侧胶质界膜H 在脱水 状态下 ,其 厚度有明 显下降 。单个 星形胶质细胞 的电镜观 察可见 ,其 胞浆发 生 了可 逆性的重 新定 向. 从 与 软 膜 的 垂 直 位 到 平 行 位 转 变 。 另 外 , H wy rL 有报 道 ,在 不 同的脱水情 况下 ,视 上核 腹侧胶 ara B Ik . 质界膜的星形腔质细胞的免疫反应性表达变化是可逆性 的; ③ 弓状核在 啮齿类动物发情期 ( 血浆雌激素高峰期) ,神经 元细胞膜 由胶质 突起形成髓鞘 的百丹 比有所 增加【 。视前 区和下 丘脑底正 中攘,在卵巢切除 的恒 河猴 发现 ,有腔质
星形胶质细胞的功能
![星形胶质细胞的功能](https://img.taocdn.com/s3/m/af6dfb61dc36a32d7375a417866fb84ae55cc343.png)
星形胶质细胞的功能星形胶质细胞,也称为星形胶质细胞或星形胶质细胞,是中枢神经系统中最常见的胶质细胞类型之一,具有重要的生理功能。
它们的细胞形态呈星形,由中央细胞体和多个突触状突起组成。
星形胶质细胞主要存在于大脑和脊髓的灰质区域,例如神经元和突触周围。
首先,星形胶质细胞在维持神经元健康和生存方面起着重要的作用。
它们是神经元的邻居,通过吞噬和清除神经元周围的细胞间隙中的废弃物和毒素,保持神经元环境的清洁。
此外,星形胶质细胞还通过分泌细胞生存因子和神经营养因子来提供支持,帮助神经元维持其正常功能。
它们还在修复和再生神经元方面发挥着重要作用,促进神经元的恢复和再生。
其次,星形胶质细胞在维持神经元之间的通信和突触传递方面也发挥着关键作用。
突触是神经元之间传递信息的连接点,星形胶质细胞通过周围神经元的突触环绕形成突触环境,有助于神经元之间的信号传递。
它们按压突触,调节突触的稳定性和可塑性。
此外,星形胶质细胞还通过调节血脑屏障的通透性,维持神经元内外环境的稳定性。
这样一来,星形胶质细胞有助于优化神经元的信息传递和神经系统功能。
第三,星形胶质细胞在免疫反应和神经炎症方面也起着重要作用。
当中枢神经系统受到感染或损伤时,星形胶质细胞会释放一系列的细胞因子和炎症介质,参与免疫反应和炎症过程。
它们可以吸引和激活免疫细胞,如巨噬细胞和T细胞,来清除病原体和坏死细胞,并调节炎症反应的进程。
此外,星形胶质细胞还可以降低炎症因子的释放,减轻神经炎症对神经元的损害。
综上所述,星形胶质细胞在中枢神经系统中具有多种重要的功能。
它们维持神经元的健康和生存,促进神经元之间的通信和突触传递,参与免疫反应和神经炎症,并保护中枢神经系统的功能。
这些功能使得星形胶质细胞成为了中枢神经系统内重要的细胞类型,对于神经系统的正常功能发挥至关重要。
未来的研究将进一步揭示星形胶质细胞的分子机制和生理功能,为神经系统疾病的诊断和治疗提供新的思路和方法。
大脑皮层神经元的形态与功能
![大脑皮层神经元的形态与功能](https://img.taocdn.com/s3/m/3b77c1653d1ec5da50e2524de518964bcf84d2e0.png)
大脑皮层神经元的形态与功能人的大脑是一个复杂的器官,在我们的身体里起着至关重要的作用。
大脑的执行者是神经元,它们是大脑中最基本的细胞类型,能够接受、处理和传输信息。
神经元通过形态和功能的相互作用,在大脑皮层中协调复杂的功能,如感觉、运动、思考和情感等。
本文将讨论大脑皮层神经元的形态与功能的关系。
一、神经元的形态神经元的形态包括细胞体、树突、轴突和突触等结构。
细胞体是神经元的主体部分,包含细胞质和细胞核。
树突是神经元的突起,接受来自其他神经元的信息。
树突末梢上有可以接收信号的叫做突触结构。
轴突是另一种突起,将信息传递到其他神经元。
在轴突末梢上也有突触结构。
神经元之间的信息传递是通过突触完成的。
突触可以扩大或缩小,这一过程被称为突触可塑性。
二、神经元的功能神经元的核心功能是信息传递,它们能够将一个信号从一个神经元传递到另一个神经元。
大脑皮层神经元的功能非常复杂,涉及感觉、思考、记忆、表达、情感和行动等方面。
不同的神经元会在大脑中形成网络,不同类型的神经元在同一区域中有着不同的角色,通过这种方式协同完成复杂的任务。
三、形态和功能的相互作用神经元的形态和功能之间存在着紧密的联系。
不同类型的神经元因为其形态的不同而完成不同的功能。
比如,锥体细胞,它们分布在大脑皮质下方的海马区域,在学习和记忆方面发挥着重要作用;星形胶质细胞,它们在支持神经元的生长和维护大脑皮层结构方面具有独特的作用。
此外,大脑皮层神经元之间的连接也受到形态的影响。
一个神经元可以通过不同形态的树突连接到其他神经元,这种连通方式直接影响着信息的传递速度和精度。
此外,神经元突触的可塑性也受到形态的影响。
如果突触处于一个较长时间的持续性变化中,那么神经元之间的整个网络也会发生变化。
综上所述,神经元的形态和功能联系紧密,通过复杂的互动在大脑皮层中完成复杂的任务。
这种紧密联系的深入了解对于我们理解和治愈大脑疾病、开发更有效的神经学技术和演化前人类大脑有重要意义。
神经发育中的胶质细胞和星形胶质细胞的作用
![神经发育中的胶质细胞和星形胶质细胞的作用](https://img.taocdn.com/s3/m/447c9eb56429647d27284b73f242336c1eb930e7.png)
神经发育中的胶质细胞和星形胶质细胞的作用神经系统是人类最为精密的系统之一,而神经系统的发育过程是非常复杂的。
在神经元组织形成的同时,胶质细胞作为重要的支持细胞也在不断地发育。
胶质细胞主要包括星形胶质细胞、小胶质细胞、寡突胶质细胞、和环状胶质细胞等,其中以星形胶质细胞的分布量最多,约占所有胶质细胞的90%。
在神经系统发育中,胶质细胞和星形胶质细胞扮演了巨大而且至关重要的作用。
1.星形胶质细胞在神经元形成和发育中的作用在神经系统的发育过程中,神经元的形成和发育是一个复杂而受多种因素影响的过程。
这其中,星形胶质细胞可以说是直接参与了神经元的形成和发育。
首先,星形胶质细胞提供了神经元的生存环境,与神经元相互作用。
星形胶质细胞可以为神经元提供氧和营养,并且分泌细胞因子以促进神经元的分化和生长。
其次,星形胶质细胞在神经元突触的形成和稳定中起重要作用。
星形胶质细胞与某些神经元的突触间隔非常短,通过其突出的细胞膜与神经元形成交界面,因此它们可以调节突触前膜的形成、稳定和功能。
特别地,In vitro实验表明星形胶质细胞可与突触前细胞共同形成突触结构,并通过释放葡萄糖、乳酸以及神经递质前体氨基酸等方式) 桥接突触前膜与突触后膜,进一步调节突触发生和轴突终末稳定。
2.星形胶质细胞在神经元生长和塑性中的作用神经元的发育和成熟不仅在形态上有变化,其功能和神经回路的建立,也经历了多次塑性的调节和改变。
这其中,星形胶质细胞的作用也不容忽视。
星形胶质细胞可以通过释放神经递质和细胞因子等分子来调节神经元的发育和功能,可以促进神经元的成长、衍生和选择性凋亡。
特别重要的是,星形胶质细胞对于神经元突触后的调节是特别明显的。
星形胶质细胞可以释放葡萄糖、乳酸、髓磷酸等物质,为神经元供应能量,调节突触前膜的功能,并间接地调节神经元的成长,塑造丰富多变的神经回路。
此外,星形胶质细胞还可以对神经元突触前的神经递质合成和转运过程进行调节,进一步扩展了星形胶质细胞在神经元发育和塑性中的作用。
新型胶质细胞的功能
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新型胶质细胞的功能胶质细胞是中枢神经系统中的非神经元细胞,主要包括星形胶质细胞、少突胶质细胞、微胶质细胞和宏胶质细胞。
在这些细胞中,新型胶质细胞是一类重要的细胞类型,其具有多种重要的功能。
新型胶质细胞在维持神经元代谢和功能稳定方面起着重要作用。
它们通过释放细胞外基质分子、调节细胞外离子平衡、调解神经元间的信号传递等方式,为神经元提供所需的营养物质和稳定的微环境。
此外,新型胶质细胞还能够清除神经元释放的过剩神经递质和代谢废物,维持神经元功能的正常运作。
新型胶质细胞在免疫调节方面起到了重要的作用。
它们可以通过分泌细胞因子、抗氧化物质等,参与调节神经系统的炎症反应和免疫应答。
在神经系统受到感染、损伤或炎症刺激时,新型胶质细胞能够迅速响应并释放相应的细胞因子,以调节炎症反应的程度和持续时间,保护神经元免受进一步伤害。
新型胶质细胞还在神经元再生和修复方面发挥重要作用。
在神经损伤或疾病导致神经元受损时,新型胶质细胞会积极参与神经元再生的过程。
它们能够分泌多种生长因子、黏附分子和基质分子,提供适宜的支架和环境,促进新的神经元生长和连接的形成。
新型胶质细胞还具有调节神经系统发育和塑性的功能。
在胚胎期和早期发育阶段,新型胶质细胞能够分泌多种信号分子,参与神经细胞的迁移、分化和连接的过程。
在成年期,它们能够通过释放神经活性物质、调节突触传递等方式,参与神经系统的可塑性和学习记忆的形成。
新型胶质细胞还参与了多种神经系统疾病的发生和发展。
在神经退行性疾病如阿尔茨海默病和帕金森病中,新型胶质细胞的功能异常会导致神经元的损伤和功能障碍。
在神经系统肿瘤中,新型胶质细胞也可能参与细胞增殖、浸润和转移的过程。
新型胶质细胞具有多种重要的功能,包括维持神经元代谢和功能稳定、免疫调节、神经元再生和修复、调节神经系统发育和塑性,以及参与神经系统疾病的发生和发展。
对于进一步理解神经系统的功能和疾病机制,以及开发相应的治疗策略具有重要的意义。
星形胶质细胞与认知功能
![星形胶质细胞与认知功能](https://img.taocdn.com/s3/m/f6ef0fabcd22bcd126fff705cc17552707225e78.png)
星形胶质细胞与认知功能郭文治;米卫东;李云峰【期刊名称】《国际药学研究杂志》【年(卷),期】2013(040)002【摘要】Astrocytes are the largest number of glial cells in the central nervous system, which not only provide energy and metabolic support for neurons, but also play an important role in formation and maintenance of the blood-brain barrier and regulation of synaptic plasticity. In the pathologic process of neurodegenerative diseases characterized by cognitive impairments, astrocytes play a dual role in nerve damage and protection. This review summarizes the effect of astrcytes on the cognitive function from two aspects of physiological and pathological regulations.%星形胶质细胞是中枢神经系统中数量最多的一类胶质细胞,不仅为神经元提供能量和代谢的支持,而且在形成和维持血脑屏障、调节突触可塑性等方面发挥重要作用.尤其是在以认知功能障碍为主要表现的神经退行性疾病的发生发展过程中发挥了神经损伤和保护的双重作用.本文结合近年来研究,从生理和病理调节两个方面综述星形胶质细胞对机体认知功能的影响.【总页数】6页(P156-161)【作者】郭文治;米卫东;李云峰【作者单位】100850北京,军事医学科学院毒物与药物研究所【正文语种】中文【中图分类】R964【相关文献】1.胰岛素对糖尿病大鼠认知功能及脑星形胶质细胞GFAP表达的影响 [J], 林永忠;孙长凯;吴旻;曲晓霞;周佳佳2.术后认知功能障碍与星形胶质细胞 [J], 徐鹏琛(综述);凌云志;禹莉(审校)3.慢性束缚应激对小鼠认知功能及海马不同亚区星形胶质细胞的影响 [J], 王彦永;张忠霞;孙美玉;王铭维4.电离辐射激活海马星形胶质细胞诱导小鼠认知功能障碍 [J], 王贞;万炜;曹文宇;罗诗诗;牛磊;乃爱桃;徐杨;刘政海;何洁;何淑雅;钟小林5.星形胶质细胞对围术期认知功能影响的研究进展 [J], 张文远;陈世彪因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
大鼠脑缺血再灌注后海马CA1区星形胶质细胞与突触可塑性的关系
![大鼠脑缺血再灌注后海马CA1区星形胶质细胞与突触可塑性的关系](https://img.taocdn.com/s3/m/f2aabccad5bbfd0a79567370.png)
起 的 , 要 能 够 自我 调 节 心 理 活 动 , 可 以 克 服 的 。 只 是 认 知行 为疗 法 是 一种 较新 的 心 理 治 疗 方 法 , 取 得 显 著 已 效 果 。关 键 是 纠 正 患 者 错 误 或 歪 曲 的 认 知 问题 , 变 患 者 对 改 人 、 事 的 看 法 以 及 态 度 , 而 改 善 其 心 理 问 题 。 渐 进 性 放 对 从 松 疗 法 _ 为 感 知 肌 肉 紧 张 并 逐 渐 使 之 减 弱 的 一 种 治 疗 方 1
比较 , < 0 0 ; 照 组 治 疗 后 与 治 疗 前 比较 , P> 0 0 ; P .5对 .5 2
组治疗后 比较 , P< 0 0 .5
4 讨 论
5 参 考 文 献
[ ] 谷 玉 乎 , 小 燕 , 俊斌 , .急 性 脑 卒 中并 睡眠 障 碍 10例 临 1 何 陈 等 2 床 研 究 [] J.吉 林 医 学 ,0 9 3 (8 : 6— 6 . 20 ,0 1 )20 220 3 [ ] 中华 神 经 科 学 会 . 类 脑 血 管 疾 病 诊 断 要 点 [] 2 各 J .中华 神 经科
郭 涛 王新 华 石 磊 陈 宁宁 赵 源征 张 敏 刘恒 方△
[ ] 杨 善 美 , 培 欣 .脑 卒 中 患 者 失 眠 4 6 孙 o例 原 因分 析 及 护 理 对 策
E] J.齐 鲁 护 理 杂 志 ,0 9 5 7 :25 . 20 ,1 ( ) 5—3
[ ] 蔡 萍 , 乃 林 .脑 卒 中患 者 睡 眠 障 碍 的 原 因 分 析 及 护 理 对 策 7 潘
精 神 和 体力 的恢 复 , 时 影 响 患 者 康 复 , 有 甚 者 致 病 情 加 同 更
科研NatureCommunications:以单细胞区分星状胶质细胞的区域特异性
![科研NatureCommunications:以单细胞区分星状胶质细胞的区域特异性](https://img.taocdn.com/s3/m/a7b941b8d0f34693daef5ef7ba0d4a7302766c3b.png)
科研NatureCommunications:以单细胞区分星状胶质细胞的区域特异性编译:姜意达,编辑:⼗九、江舜尧。
原创微⽂,欢迎转发转载。
导读星形胶质细胞(Astrocytes)在整个中枢神经系统中的主要细胞类型,在调节突触(synapse)传播,调节⾎流与⼤脑的代谢功能中有重要作⽤。
但是,许多特定的转化器和星形胶质细胞在颈椎和⼩脑都具有相应的编码功能。
本实验采⽤单细胞测序技术探究整个前脑区域星形胶质细胞的分⼦多样性。
我们从数据中确定了成年⼩⿏和海马脑⽪层的五个不同转录组中的细胞亚型并揭⽰了各个亚型的独特空间定位,从形态与⽣理两个层⾯确定了星形胶质细胞分布。
论⽂ID原名:Identification of region-specific astrocyte subtypes at single cell resolution译名:以单细胞分辨鉴定区域特异性星型胶质细胞亚型期刊:Nature CommunicationsIF: 11.88发表时间:2020.03.5通讯作者:Matthew G. Holt通讯作者单位:⽐利时鲁⽂维勃-库鲁纹脑疾病研究中⼼Glia⽣物学实验室实验设计图1:单细胞测序步骤与细胞类型分析(A)通过运⽤机械研磨技术从C57BL/6J ⼩⿏全脑中分别制备⽪质(Cortical CX)和海马(hippocampal HP)独⽴的两种星形胶质细胞,并分开制备两组动物的⽪质细胞悬浮液。
⽤ASCA-2-PE 特异性抗体在悬浮液中,标记星形胶质细胞,使⽤FACS收集单细胞并使⽤改良好的Smart-Seq2 进⾏单细胞⽂库制备。
最后构建了2976个⽂库,使⽤NextSeq 500 系统 (Illumina)进⾏测序。
(B)测序时,每个⽂库平均读取1M,总共保留了2015个⾼质量⽂库进⾏进⼀步分析。
在这些⽂库中,⼤部分读段为外显⼦(编码序列CDS;UTR,⾮编译区),⽽⼀⼩部分读段则位于内含⼦和基因间区域。
星形胶质细胞功能的评估标准
![星形胶质细胞功能的评估标准](https://img.taocdn.com/s3/m/f76e2418302b3169a45177232f60ddccda38e6ae.png)
星形胶质细胞是中枢神经系统中数量最多的细胞类型之一,其功能包括维持内环境稳态、保护神经元、参与突触可塑性调节等。
评估星形胶质细胞功能的标准可以包括以下几个方面:
1. 形态学特征:星形胶质细胞的形态特征是评估其功能的基础。
例如,其细胞核的大小、形状和位置,以及细胞质中的星形突起和纤毛等特征,都可以用来评估其功能状态。
2. 免疫组织化学指标:星形胶质细胞的功能状态可以通过免疫组织化学指标进行评估。
例如,胶质纤维酸性蛋白(GFAP)是一种在星形胶质细胞中表达的蛋白质,其表达水平的变化可以反映星形胶质细胞的活化程度。
3. 分子生物学指标:星形胶质细胞的功能状态还可以通过分子生物学指标进行评估。
例如,转录组学分析可以揭示星形胶质细胞中的基因表达变化,进而评估其功能状态。
4. 功能学指标:星形胶质细胞的功能状态还可以通过功能学指标进行评估。
例如,通过观察神经元的生长和发育、突触可塑性调节等方面,可以评估星形胶质细胞的功能状态。
总之,评估星形胶质细胞功能的标准需要综合考虑形态学、免疫组织化学、分子生物学和功能学指标等多个方面,以全面评估其功能状态。
神经元与星形胶质细胞的相互作用研究
![神经元与星形胶质细胞的相互作用研究](https://img.taocdn.com/s3/m/382ae3e1370cba1aa8114431b90d6c85ec3a88c1.png)
神经元与星形胶质细胞的相互作用研究神经元与星形胶质细胞是构成中枢神经系统的两种重要细胞类型,它们在神经系统中具有不可替代的作用。
神经元是神经系统的基本单元,主要负责信息的接收、处理和传递,而星形胶质细胞则起着支持和维护神经元正常生理功能的作用。
神经元与星形胶质细胞的相互作用是神经系统功能实现的重要基础,在神经科学领域得到了广泛关注。
神经元是神经系统的主要功能单元,它们具有高度的细胞极性和复杂的分支结构。
神经元的分支结构虽然看似无序,但其实精确地组织和排列着,这种排列方式被称为“神经元的静态规则”。
神经元之间的连接被称为突触,突触是神经元相互通信的关键结构,我们的大脑中包含数以万亿计的突触。
而星形胶质细胞则分布在神经系统的所有区域,它们的主要特点是星状分支,外形如星星。
星形胶质细胞的分支结构覆盖了大部分神经元和突触,这使得它们和神经元的相互作用非常密切。
虽然星形胶质细胞的数量比神经元多,但它们的体积相对较小。
由于星形胶质细胞不会产生神经冲动,因此长期以来人们普遍认为它们只是支持性细胞,没有太大意义。
但随着研究的深入,人们逐渐发现星形胶质细胞对神经元的生理活动和信号传递有很大影响。
神经元和星形胶质细胞之间的相互作用主要体现在两个方面:代谢支持和突触可塑性。
对于代谢支持来说,神经元的高代谢率需要大量的营养物质和氧气供应。
星形胶质细胞在此起到了重要的作用,它们通过血管系统吸收营养物质和氧气,然后将它们转运到周围的神经元,这样就保证了神经元的正常代谢活动。
此外,星形胶质细胞还能吞噬和清除代谢废物和有害物质,排除对神经元的损害。
对于突触可塑性来说,神经元和星形胶质细胞之间的相互作用可以影响突触的形成、稳定和变化。
神经元和星形胶质细胞之间的相互作用对于突触的形成和稳定来说尤为重要。
星形胶质细胞通过分泌胶质细胞源性因子促进神经元的突触形成和巩固,从而增强神经元的连接。
而神经元的活动也对星形胶质细胞的突触可塑性产生影响。
神经胶质细胞的生理与病理功能
![神经胶质细胞的生理与病理功能](https://img.taocdn.com/s3/m/90a4b66af02d2af90242a8956bec0975f465a4ee.png)
神经胶质细胞的生理与病理功能神经胶质细胞是中枢神经系统(大脑、脊髓)中的非神经元细胞,占据了大约一半的中枢神经系统细胞总数。
虽然它们在很长一段时间内被认为只起支持和维护作用,但现代研究表明神经胶质细胞在中枢神经系统中具有重要的生理和病理功能。
本文将从运输及调节离子平衡、营养供应、突触形成与可塑性、炎症反应等方面来探讨神经胶质细胞的生理与病理功能。
一、运输及调节离子平衡1.1 神经递质摄取和分解在突触间隙中,大多数激活释放出来的神经递质需要被迅速清除以避免过度刺激。
这个任务被主要由星形胶质和足突所承担,它们通过摄取神经递质并分解使其失去原有活性。
1.2 钾离子浓度调节当神经元活动时,产生的大量钾离子需要被及时清除,以维持正常的细胞外环境。
星形胶质发出突起,通过高亲和力钾通道或水通道调节局部细胞外液中的钾离子浓度。
二、营养供应2.1 营养物质存储与供给神经胶质细胞具有吸收、储存和释放能力,这使得它们能够提供葡萄糖等重要能源来满足神经元的代谢需求。
在能量不足的情况下,神经胶质细胞可以产生乳酸转运到神经元并参与能量代谢。
2.2 血脑屏障功能血脑屏障是由星形胶质和脉络丛上皮细胞组成。
星形胶质作为血脑屏障的主要成分之一,通过严格控制外界物质进入中枢神经系统来保护其稳定。
三、突触形成与可塑性3.1 神经发育期间的指导在中枢神经系统发育期间,神经胶质细胞特别是星形胶质细胞起着重要的指导作用。
它们参与神经元迁移、轴突生长和突触连接的形成。
3.2 突触可塑性调节研究发现,星形胶质细胞通过分泌多种信号分子,如谷氨酸和NO等,来调节突触的可塑性。
这些分子可以影响突触前膜和突触后膜之间的相互作用,从而影响突触传递效果。
四、炎症反应4.1 免疫介导的毒性释放在中枢神经系统受到损伤或感染时,神经胶质细胞会释放出化学因子并激活免疫反应以清除损伤区域的病原体。
然而,过度活化可能会导致过度炎症反应,并对神经元产生毒性效应。
4.2 慢性神经退行性疾病发生发展大量证据表明,在慢性退行性神经系统疾病(如阿尔茨海默氏症)中,神经胶质细胞发生炎症反应,进一步伤害和损害周围神经元,加速退行性过程。
哺乳动物神经系统细胞类型与功能研究
![哺乳动物神经系统细胞类型与功能研究](https://img.taocdn.com/s3/m/412f9d1e492fb4daa58da0116c175f0e7cd119e3.png)
哺乳动物神经系统细胞类型与功能研究神经系统是哺乳动物身体最为复杂的系统之一,它扮演着掌控身体各个器官、组织协调工作的极其重要的角色。
神经系统由大脑、脊髓和周围神经组成,它们由多种细胞类型构成。
这些细胞在不同层面上协同工作,以实现高效而复杂的神经系统功能。
因此,对神经系统细胞类型及其功能进行深入的研究对深入了解神经系统的功能和异常情况非常重要。
脑细胞类型大脑是哺乳动物神经系统的中枢,它由两侧的半球、大脑干和小脑组成。
大脑的皮层是关键的神经细胞集群,它由多种细胞构成,包括神经元和支持细胞。
神经元是大脑的传递信息的基本单位,而支持细胞包括星形胶质细胞(Astrocytes)、微胶质细胞(Microglia)和少突胶质细胞(Oligodendrocytes),它们需要提供支持和保护神经元。
神经元和支持细胞的相互作用对于大脑皮层的功能至关重要。
因此,研究大脑皮层的细胞类型和它们的相互作用机制非常重要。
一些研究者发现,神经元和星形胶质细胞间的信号相互调节十分复杂,对神经系统的影响也非常显著。
例如,星形胶质细胞可以释放神经介质,从而调节神经元的兴奋性和突触可塑性,影响记忆和学习等大脑功能。
周围神经系统的细胞类型周围神经系统负责连接骨骼肌、内脏器官等身体部位,协调身体各个部位的运动和感觉反应。
周围神经系统由神经纤维和神经细胞组成。
神经纤维包括远端的神经末梢和近端的神经元,它们通过传递神经信号来控制身体各个部位。
周围神经系统的重要细胞类型包括神经元和神经胶质细胞。
神经胶质细胞可以提供支持、保护和维持神经元的功能。
神经元从脊髓和神经节发散出来,它们传递信号到内脏器官、骨骼肌及其他组织中。
神经元的类型和细胞功能多种多样,可以分为感觉神经元、运动神经元和中间神经元。
感觉神经元负责感知身体的刺激,如触觉、温度等。
运动神经元则负责控制肌肉的运动。
而中间神经元负责协调感觉和运动信号,并参与内脏器官的调节和控制。
神经干细胞神经干细胞具有自我更新和分化为多种类型神经细胞的能力,在神经系统的发育和修复中扮演着非常重要的角色。
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星形胶质细胞在调节突触可塑性中的作用
【摘要】突触传递的可塑性被认为是学习和记忆的神经生物学基础,其取决于不同的神经元突触前和突触后机制。
然而,最近有越来越多的研究涉及可塑性的第三个要素——突触周围的胶质细胞。
传统观念一直认为星形胶质细胞(astrocyte,AS)仅是被动的辅助角色, 起支持和营养等作用。
近年的研究发现,无论在中枢还是外周神经系统,星形胶质细胞都主动参与了信息的传递与整合,并通过其释放的神经胶质递质等直接影响突触的可塑性。
本文结合近年来的研究结果,对AS在突触可塑性中的研究进展作一综述。
【关键词】AS;突触可塑性;神经递质;突触传递
在由神经元和胶质细胞构成的神经系统中,胶质细胞数量占90%,其中星形胶质细胞(astrocyte,AS)是体积最大,也是分布最为广泛的胶质细胞。
过去认为AS主要是对神经元起支持和营养作用。
然而,近年来越来越多的证据表明AS 在维持神经系统的正常生理活动、脑的发育和神经病理等过程中发挥着重要作用[1]。
突触是神经元之间信息传递过程中的重要结构。
最新观点认为,AS与突触前和突触后神经元共同构成三重突触(tripartite synapses)结构,参与信号的传导和整合[2]。
1 突触可塑性
突触可塑性是指突触在一定时期,一定条件下突触数目、结构和功能的改变,既包括突触传递效能的变化,又包括突触形态结构以及亚微结构的变化,来调节神经传导和神经分泌等[3]。
根据作用时间,突触可塑性可分为短时效的和长时效的。
根据接收条件刺激的突触前纤维与传递效应改变的突触之间的对应关系,可分为同突触型,即条件刺激和可塑性改变发生在同一条突触通路上;和异突触型,指条件刺激作用于传入神经,而可塑性改变发生在没有接受刺激的突触通路上[4]。
2 AS与突触可塑性
AS与突触前、后神经元的位置关系密切,在神经系统内与突触结构紧密相连。
早在1997年,Barres等[5]就报道,胶质细胞可以促进突触间的联系。
与胶质细胞共同生长的神经元突触的活跃程度是独自生长的神经元突触的10 倍。
后来,Barres 实验室又发现,去除视网膜神经节细胞(RGCs)中的AS后,电生理记录反映突触的活性很小;将AS加入后, 即使没有与胶质细胞接触, 神经元对多种刺激的反应程度也比那些独自生长的高出7倍, 且很少出现突触传递障碍。
为解释上述现象,Mauch等[6]使用层析、2 d电泳和质谱分析等方法进行了细致的研究。
结果表明,AS在突触囊泡的释放和再循环过程中也有重要作用。
AS 释放的载脂蛋白/ 胆固醇被神经元内吞入胞内, 使RGCs的自身突触(autapse) 数目增加了8倍, 量子含量(quantal content)增加了10倍。
近年来,使用细胞培
养、膜片钳记录、免疫荧光标记及免疫电镜、免疫蛋白印迹等多种技术进行的研究也揭示:在体外培养条件下,AS可直接控制神经元的突触数目和效能,这些结果提示AS可主动参与调控神经元的兴奋性及突触的可塑性[7]。
3 AS通过释放递质调节突触可塑性
根据传统的观点,能否释放递质是神经元与胶质细胞的一个根本区别。
现已证实,胶质细胞也能释放递质,包括谷氨酸、ATP、D-丝氨酸等。
这些胶质细胞源性递质既可以作用于AS自身,也可以作用于神经元,调节突触传递和神经元活性[8]。
3.1 谷氨酸
谷氨酸是中枢神经系统重要的兴奋性神经递质,AS能通过控制突触间隙谷氨酸的浓度来调节突触传递。
其释放的谷氨酸可作用于突触后膜的NMDA受体,激活神经元[9];也可作用于突触前膜的NMDA受体,增加微小兴奋性突触后电位和微小抑制性突触后电位;还能激活中间神经元上的红藻氨酸受体(kainite recepotor,KA),引起自发性抑制性突触后电位频率增加[10];此外,谷氨酸还能活化不同类型的谷氨酸受体,特定调节海马中间神经元的抑制性突触传递[11]。
3.2 ATP
ATP对突触传递主要起抑制作用,这可以通过突触前、后两种机制实现。
在海马,突触前膜释放的谷氨酸可作用位于AS膜表面的相应受体引起ATP释放,ATP在细胞外降解生成的腺嘌呤可激活突触前膜的嘌呤受体,抑制突触前神经元进一步释放神经递质[12]。
此外,ATP能减少谷氨酸能神经元内Ca2+震荡的幅度和频率,从而抑制兴奋性突触传递[13]。
通过这种方式,AS可抑制突触传递并为远隔部位的突触提供“交互通话”的方式。
这样,AS对突触活动的整合使整个突触网络内产生了广泛的协同效应[14]。
3.3 D-丝氨酸
D-丝氨酸有助于在突触后神经元引发长时程增强(long-term potentiation, LTP)。
AS可通过释放D-丝氨酸的量来控制长时程突触可塑性。
Yang等[15]发现,与AS共同培养的神经元可诱发出LTP;而在不含AS的条件培养液中,只能观察到正常的自发性和诱发性突触传递,但诱发不出LTP;如果向其中加入D-丝氨酸,则能够重新诱发出LTP。
而且这些LTP现象均可被D-丝氨酸降解酶所抑制。
3.4 其他
除以上神经胶质递质外,AS还可以释放高半胱氨酸和其他非递质类物质,如胆固醇,肿瘤坏死因子,神经营养因子,细胞外基质等,对于突触数量、结构
和传递效能产生重要影响。
4 展望
近年来,对胶质细胞生物学功能的研究已经成为神经生物学领域的一大热点。
随着研究的深入,对于胶质细胞在突触可塑性调节中的作用取得了一定进展,但仍有许多重要环节没有阐明。
随着对胶质细胞与神经元之间相互作用机制的日益深入的研究,人们对于脑功能的认识将日臻完善,诸多尚未澄清的问题必会得到圆满的解答。
参考文献
[1]Seifert G, Schilling K, Steinhauser C. Astrocyte dysfunction in neurological disorders: a molecular perspective. Nat Rev Neurosci, 2006, 7(3): 194-206.
[2]Slezak M, Pfrieger FW, Soltys A. Synaptic plasticity, astrocytes and morphological homeostasis. J Physiol (Paris), 2006, 99: 84-91.
[3]Pffrieger FW, Barre BA. Synaptic efficacy enhanced by glial cells in vitro. Science, 1997, 277(5332): 1648-1687.
[4]Bliss, TV, Collingridge GL. A synaptic model of memory: long-term potention in the hippocampus. Nature, 1993, 361: 31-39.。