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光遗传学激活星形胶质细胞可降低血液
摘要：光遗传学已被用于调节星形胶质细胞活性并调节脑损伤后的神经元功能。活化的星形胶质细胞调节血脑屏障功能，从而参与脑修复。然而，光遗传学激活的星形胶质细胞对缺血性中风屏障功能变化的影响和分子机制仍不清楚。在本研究中，成年雄性 GFAP-ChR2-EYFP 转基因 Sprague-Dawley 大鼠在光血栓性中风后 24、36、48 和 60 小时接受光遗传学刺激以激活同侧皮质星形胶质细胞。使用免疫染色、蛋白质印迹、RT-qPCR 和 shRNA 干扰探索活化的星形胶质细胞对屏障完整性的影响及其潜在机制。进行神经行为测试以评估治疗效果。结果表明，光遗传学激活星形胶质细胞后，IgG 漏出、紧密连接蛋白间隙形成和基质金属肽酶 2 表达均减少（ p <0.05）。此外，与对照组相比，光刺激星形胶质细胞可保护中风大鼠的神经元免于凋亡并改善神经行为结果（ p <0.05）。值得注意的是，大鼠缺血性中风后光遗传学激活的星形胶质细胞中白细胞介素 10 的表达显著增加。抑制星形胶质细胞中的白细胞介素 10 会削弱光遗传学激活的星形胶质细胞的保护作用（ p <0.05）。我们首次发现来自光遗传学激活的星形胶质细胞的白细胞介素 10 通过降低基质金属肽酶 2 的活性和减弱神经元凋亡来保护血脑屏障的完整性，这为缺血性中风急性期提供了一种新的治疗方法和靶点。关键词：星形胶质细胞、血脑屏障、白细胞介素 10、光遗传学、中风 引言 星形胶质细胞可以被动支持神经元的发育和存活，或主动调节突触传递和血脑屏障 (BBB) 的完整性 [1]。星形胶质细胞活化是缺血性中风的一个重要特征。活化的星形胶质细胞通过释放炎症因子（如 IL-6、TNF-α、IL-1α、IL-1β、干扰素 γ (IFNγ) 和自由基）发挥有害作用 [2]。它还可以通过释放
在出生后早期发育过程中移植的星形胶质细胞在小鼠皮层中整合、成熟并长期存活
星形胶质细胞具有复杂的结构、分子和生理特性，并形成支持中枢神经系统电路特定功能的特殊微环境。为了更好地了解星形胶质细胞如何获得其独特特征，我们将未成熟的小鼠皮质星形胶质细胞移植到雄性和雌性小鼠正在发育的皮质中，并评估它们的整合、成熟和存活率。几天之内，移植的星形胶质细胞就形成了形态，并获得了皮质星形胶质细胞典型的区域和平铺行为。移植后 35 – 47 天，星形胶质细胞在形态上看起来成熟，并且表达的 EAAT2/GLT1 水平与未移植的星形胶质细胞相似。移植的星形胶质细胞还支持其区域内的兴奋性/抑制性 (E/I) 突触前末端，并显示正常的 Ca 2 1 事件。移植的星形胶质细胞最初表现出端足水通道蛋白 4 (AQP4) 表达降低和 EAAT1/GLAST 表达升高，这两种蛋白的表达分别在移植后 110 天和一年时恢复正常。为了了解特定大脑区域如何支持星形胶质细胞的整合和成熟，我们将皮质星形胶质细胞移植到正在发育的小脑中。皮质星形胶质细胞与小脑分子层中的伯格曼胶质细胞 (BG) 交织以建立离散区域。然而，移植的星形胶质细胞保留了许多皮质星形胶质细胞特征，包括较高水平的 EAAT2/GLT1、较低水平的 EAAT1/GLAST 以及 AMPAR 亚基 GluA1 的表达缺失。总之，我们的研究结果表明，未成熟的皮质星形胶质细胞在移植后整合、成熟和存活（超过一年）并保留了皮质星形胶质细胞特性。星形胶质细胞移植可用于研究有助于星形胶质细胞发育/多样性的细胞自主（内在）和非细胞自主（环境）机制，以及确定在再生医学中移植星形胶质细胞进行细胞递送或替换的最佳时机。