|
星形胶质细胞，是哺乳动物脑内分布最广泛的一类细胞，也是胶质细胞中体积最大的一种。它们伸展充填在神经细胞的胞体及其突起之间，起支持、引导和分隔神经细胞的作用。星形胶质细胞是中枢神经系统中数量最多的细胞，约占胶质细胞的50%，具有连接血脑屏障（blood-brain barrier，BBB）上内皮细胞与神经元、维持胞外离子平衡和突触神经递质水平、释放神经营养因子、影响突触发生、通过缝隙连接和钙波方式传递信息等作用。 单个星形胶质细胞与不同的神经元形成数量相当可观的突触联系，星形胶质细胞也通过缝隙连接（gap junction）在脊髓背角形成致密的星形胶质细胞网络（astrocytic network）。与小胶质细胞类似，星形胶质细胞表面也有神经递质的受体，能对外周刺激产生反应。 在脊髓、神经损伤或外周炎症情况下，星型胶质细胞可以合成和释放谷氨酸等神经递质以及IL-1β、IL-6、PGE2和NO等致炎物质。但相对于小胶质细胞，星形胶质细胞对外周的反应往往出现的晚且持久。有人认为，损伤或炎症下脊髓小胶质细胞首先产生免疫反应，激活的小胶质细胞合成、释放致炎细胞因子、PGs、NO等生物活性物质激活星形胶质细胞。另外，星形胶质细胞通过对胞外K+的摄取、储存和释放，实现对神经元兴奋性的调节作用。神经元活动引起胞外K+升高，星形胶质细胞感知胞外K+后，引起K+内流和膜去极化。研究显示星形胶质细胞Na/K+ATP酶介导的K+去除是钾调节突触活动的主要机制。星形胶质细胞还可以通过高亲和力谷氨酸转运体GLT-1和GLAST摄取胞外谷氨酸，对于维持胞外低谷氨酸水平、维护谷氨酸能突触的正常功能起重要作用，但在疼痛持续时星形胶质细胞丧失这一功能。伤害性刺激或脊髓损伤引起胞内Ca2+升高，Ca2+震荡（oscillation）在星形胶质细胞网络中形成Ca2+波，并在星形胶质细胞网络内扩散，激活远处星形胶质细胞合成和释放神经元或胶质细胞兴奋性物质。胶质细胞钙信号传递是胶质细胞-胶质细胞、神经元-胶质细胞交互作用的重要途径。伤害性信息通过星形胶质细胞网络的远处扩散为解释区域外疼痛（extraterritorial pain）和镜像痛（mirror-image pain）提供了生物学基础。事实上，抑制脊髓p38丝裂原激活蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）、脊髓炎症细胞因子（IL-1、TNF-α、IL-6）、抑制胶质细胞的激活以及connexin的解耦合（uncoupling）均可阻止单侧坐骨神经炎症性神经痛模型上的镜像痛的形成。 在中枢神经系统中，星形胶质细胞和小胶质细胞均能与神经元相互作用。在脊髓和大脑内，突触前神经元、突触后神经元与星形胶质细胞、小胶质细胞形成“突触四聚体”（tetrapartite synapse）。在病理状态下，如坐骨神经结扎大鼠L4～L5脊髓背角胶质细胞形态发生变化，突触前神经元、突触后神经元以及活化的胶质细胞在脊髓背角形成一个完整的信息传递单位，产生疼痛。比如，在实验性神经痛模型上，脊髓星形胶质细胞通过谷氨酸转运体参与突触间隙谷氨酸水平的调节，从而增加脊髓神经元的活性。此外，神经元和胶质细胞均能表达致炎细胞因子及其受体，这些细胞因子通过多种方式参与调节疼痛信息传递过程。激活胶质细胞上的这些细胞因子受体可引起胶质细胞的增生和致炎细胞因子的释放，而激活神经元上的这些细胞因子受体则可快速改变神经元的兴奋性。例如，神经元和胶质细胞上的TNF-α受体激活肿瘤坏死因子相关因子2（tumor necrosis factor associated factors，TRAF2），继而激活转录因子激活蛋白1（activator protein 1，AP1）和NF-κB信号通路，触发细胞因子和酶（iNOS、COX-2）转录和释放，从而合成NO和PGs，最终放大疼痛信息。 星形胶质细胞不仅有神经保护作用，也可能是某些疾病的罪魁祸首，它们破坏神经细胞并促进多种神经退行性疾病的发生。2012年，发现两种不同类型的反应性星形胶质细胞——A1和A2，在LPS刺激下，静息星形胶质细胞转变为A1s，后者可以产生大量的炎症因子。A2s由脑中氧缺乏所诱导，在中风期间发生。 A2s在中风部位附近分泌支持神经元生长，保证神经元健康及存活的物质。患有阿尔茨海默病，帕金森病，亨廷顿病，肌萎缩性侧索硬化和多发性硬化的人脑组织中，可观察到大量的A1s优先聚集在病灶区。如自阿尔茨海默氏病患者前额叶皮质（疾病活跃部位）中近60％的星形胶质细胞都处于A1状态。因为A1s对神经元和少突胶质细胞具有高度毒性，这些发现意味着A1形成驱动着这些疾病中的神经变性。 |
|
|
