
亨廷顿病中星形胶质细胞的主角作用?
称为星形胶质细胞的脑细胞可能在亨廷顿病中扮演着比以往认为更重要的角色
我们知道那些著名的神经元细胞在亨廷顿病中很重要。但大脑中还有其他扮演“配角”的细胞类型。新研究表明,称为星形胶质细胞的脑细胞可能在亨廷顿病中出现异常,从而导致神经元功能障碍。
并非所有脑细胞都是神经元
神经元很有名。它们是大脑表演的主角,获得了所有关注。神经元以相互发送和接收电信号而闻名,形成记忆和思维的功劳都归于它们。然而,就像任何电影明星都知道的,如果没有幕后大量其他人员的参与,例如服装、化妆和布景团队的工作人员,奥斯卡奖是不可能实现的。

在大脑中扮演配角的细胞被称为胶质细胞。由于胶质细胞不进行复杂的电活动,它们不在舞台中央,但它们是维持整个大脑正常运作的“胶水”。事实上,“glia”这个词的本意就是“胶水”。最常见的胶质细胞是星形胶质细胞,意为“星形”细胞。它们之所以被称为星形细胞,是因为它们具有模糊的星形。然而,尽管星形胶质细胞对整个幕后运作如此重要,但它们究竟如何维持事物正常运作,尤其是在亨廷顿病中,仍然不清楚。
亨廷顿病与纹状体
亨廷顿病特别攻击大脑中称为纹状体的区域的神经元。纹状体是大脑中对运动很重要的部分。亨廷顿病导致纹状体中的神经元逐渐萎缩并消失。目前尚不清楚亨廷顿病如何损害纹状体中的神经元,或者为什么亨廷顿病特别针对这些神经元,但事先有一些麻烦的迹象。例如,患有亨廷顿病的纹状体神经元表现与正常神经元不同。它们在电学上更具兴奋性。事实上,它们非常活跃。
此外,患有亨廷顿病的纹状体神经元看起来与预期略有不同——它们内部有微小的斑点,可以在显微镜下看到。导致亨廷顿病的基因突变会产生一种比正常亨廷蛋白更具粘性的蛋白质,因此它会聚集成团,称为
研究亨廷顿病中的小胶质细胞
加州大学洛杉矶分校 Sorfoniew 博士和 Khakh 博士团队发表的一篇新论文,描述了旨在阐明亨廷顿病在星形胶质细胞中独立于其伴随神经元的作用的实验。他们专注于纹状体中的星形胶质细胞,因为其在亨廷顿病中的已知重要性。
在一项先前的研究中,另一个研究小组已经表明,仅将亨廷顿病突变引入星形胶质细胞,会导致它们像神经元一样形成包涵体,尽管胶质细胞是完全不同类型的细胞。更令人惊讶的是,将亨廷顿病突变引入星形胶质细胞导致没有亨廷顿病突变的邻近神经元退化!这表明星形胶质细胞在维持附近神经元(甚至是健康的神经元)存活方面发挥着非常重要的作用。不知何故,亨廷顿病突变干扰了星形胶质细胞维持神经元健康的能力。
在这篇新论文中,Sorfoniew 和 Khakh 使用了两种不同的亨廷顿病小鼠模型来探索星形胶质细胞的作用。在这两种小鼠模型中,他们发现亨廷顿病突变导致星形胶质细胞在电学上表现异常。事实上,星形胶质细胞变得非常兴奋,但仅限于纹状体——而不是大脑的其他部分。这对于理解其作用至关重要,因为它表明星形胶质细胞在导致神经元死亡之前就受到了亨廷顿病突变的影响。
星形胶质细胞,通过 Kir4.1 吸收钾
兴奋性对电影明星来说是好事,但对大脑来说却不是。过度的兴奋性实际上会导致一种神经元“倦怠”,从而导致神经元死亡。导致神经元兴奋的一个因素是过多的游离钾。神经元之间多余的钾需要被清除,就像拥挤酒吧里的烟雾一样,否则会使神经元过于兴奋。

星形胶质细胞来救援!星形胶质细胞含有一种特殊的“通道”蛋白,有点像排气扇,能将细胞间隙中的钾吸出。这个通道有一个引人注目的“艺名”:
补充 Kir4.1
研究人员想知道,如果他们将更多的 Kir4.1 引入纹状体中的星形胶质细胞会发生什么。这会清除多余的钾并帮助神经元保持健康吗?他们找到了一种将 Kir4.1 导入活体小鼠星形胶质细胞的方法。不是导入它们的神经元,而是仅仅导入它们的星形胶质细胞。果然,排气扇功能得以恢复,多余的钾被清除,使这些小鼠的神经元平静下来,不再那么兴奋。
这些细胞变化非常有前景,但对于整个动物来说呢?重要的是要弄清楚,单独治疗星形胶质细胞是否真的能帮助亨廷顿病小鼠保持健康并延长寿命。在将额外的 Kir4.1 导入星形胶质细胞后,小鼠在运动和敏捷性测试中并未显得明显更健康,但它们的行走模式确实更趋于正常。因此,治疗星形胶质细胞这个“配角”,不知何故改善了其中一个运动症状。
最重要的是,经过治疗的小鼠寿命更长。寿命延长了不少。因此,尽管它们的运动症状没有显著改善,治疗星形胶质细胞帮助患有亨廷顿病的小鼠活得更久。
亨廷顿病中星形胶质细胞的主角作用?
这项实验非常有趣,因为它表明星形胶质细胞可能扮演着比以往认为更重要的主角角色。也许,仅专注于神经元的治疗方法可能方向有误。
故事中还有许多未解之谜,因此,续集值得期待。这项研究没有解释亨廷顿病基因突变如何在星形胶质细胞中引起问题,或者它如何降低 Kir4.1。它也没有解释 Kir4.1 治疗如何帮助小鼠延长寿命,尽管没有改善它们的大部分运动症状。这项研究使用了具有非常极端亨廷顿病突变的小鼠,这些突变可能与人类基因突变的作用不同。但是,它确实改变了故事情节,并将配角推向了前台。它使星形胶质细胞扮演了主角。下一期将非常有趣。


