星形胶质细胞激活是神经退行性疾病的常见特征。但是,垂死的神经元影响星形胶质细胞活性的方式知之甚少。受体相互作用蛋白激酶-3(RIPK3)信号最近被描述为神经炎症的关键调节剂,但是该激酶是否介导了对神经元死亡的星形胶质细胞反应性是否尚未研究。在这里,我们使用了1-甲基-4-苯基-1、2、3、6-帕金森氏病的四氢吡啶模型,以表明星形胶质细胞RIPK3的激活驱动多巴胺能细胞死亡和轴突损伤。转录组分析表明,星形胶质细胞RIPK3促进了与神经炎症和运动障碍相关的基因表达,这与损伤相关的分子模式信号传导的显着参与相吻合。在机械实验中,我们表明,通过受体发出的垂死神经元释放的因素,用于诱导星形胶质细胞RIPK3信号传导,从而诱导炎症性和神经毒性功能活性。这些发现突出了神经元 - 胶质串扰的机制,其中神经元死亡通过通过RIPK3引起炎症星形胶质细胞激活来使神经变性延伸。
引言最近的工作确定了神经炎症在神经系统疾病的发病机理中的核心作用,包括阿尔茨海默氏病和帕金森氏病等主要神经退行性疾病(1,2)。尽管神经胶质细胞是神经炎症的关键调节剂,但活化的神经胶质在疾病中起着复杂的作用,包括保护性和致病功能(3)。在神经胶质细胞中,星形胶质细胞是中枢神经系统(CNS)中最丰富的细胞类型,它们通过对神经传递,神经血管功能和代谢的广泛影响来支持稳态(4)。然而,在炎症性损伤后,星形胶质细胞可以进入与疾病发病机理相关的“反应性”状态(5)。尽管星形胶质细胞激活可能是高度塑性和背景依赖性的,但现在已广泛接受的是,星形胶质细胞可以在疾病期间采取炎症转录状态,这些疾病与神经毒性活性的赋予并抑制正常的稳态功能有关(6)。尽管有了这种理解,但在神经退行性疾病期间负责星形胶质细胞反应的分子机制,尤其是那些最直接加剧疾病进展的情况,仍然知之甚少(7)。
严格对大脑内和细胞外室室中pH的严格控制在根本上很重要,这主要是由于游离质子([H +])对神经元活性和整体大脑功能的深远影响。星形胶质细胞,在大脑中各种离子的稳态中的关键参与者,通过多个膜转运蛋白和碳氧性硬化酶积极调节其细胞内[H +](PH I)。星形胶质细胞pH I调节机制的激活也导致细胞外流体的酸碱状态的相应改变。值得注意的是,星形胶质细胞pH调节剂受各种神经元信号的调节,这表明它们在调节脑酸基碱在健康和疾病中的平衡中的关键作用。本综述介绍了星形胶质细胞中pH调节的机制,并讨论了它们在生理状况和脑部疾病中对细胞外pH的潜在影响。靶向星形胶质细胞调节机制是调节疾病中脑酸碱平衡的一种有希望的治疗方法,为神经保护作出了潜在的关键贡献。
图2。DRP1介导的线粒体裂变的稀疏敲低破坏了星形胶质细胞组织。a。对照(左)和SHDRP1(右)星形胶质细胞簇的代表性图像在p21视觉皮层中的核(底部)中放大。b。P180对照(左)和SHDRP1(右)星形胶质细胞簇中Sox9(绿色)和DAPI(青色)的代表性图像。c。 p21对照和SHDRP1星形胶质细胞中每个簇的星形胶质细胞核数量的量化,n = 5只动物,每个条件,未配对的t检验。条是平均值±SEM。d。 p21对照和SHDRP1星形胶质细胞中每个簇相邻星形胶质细胞核的数量,n = 5只动物,每个条件,未配对的t检验。条是平均值±SEM。e。 p180对照和SHDRP1星形胶质细胞中每个簇相邻星形胶质细胞核的数量定量,n = 3只动物,每个条件,未配对的t检验。条是平均值±SEM。
在大脑中,星形胶质细胞通过多种释放因子和膜结合的蛋白来调节突触和血管隔室的形状和功能。因此,不平衡的星形胶质细胞活性会对大脑发育产生巨大的负面影响,从而导致严重的病理发作。临床和临床前研究表明,在神经发育(ND)和神经精神病(NP)疾病中,不同受影响的脑区域中不同受影响大脑区域的星形胶质细胞数,形态,分子构成和星形胶质细胞依赖性过程发生了变化。星形胶质细胞在产后早期大脑发育的关键时期增殖,分化和成熟,这是神经胶质依赖性调节升高的时间窗口,对突触形成/消除之间的适当平衡的适当平衡,这在重新填充突触连通性中是关键的。因此,在关键时期内改变这些过程的任何内在和/或外在因素都可能导致突触障碍和精神障碍的发作异常。突触和血管隔室之间星形胶质细胞的特殊桥接位置进一步使他们可以“计算”大脑状态,因此可以在血液中分泌因素,这可以用作具有独特健康或疾病状况的诊断生物标志物。在这里,我们收集了有关星形胶质发生和星形胶质细胞介导的调节神经元网络重塑的最新进展,重点是消除突触。然后,我们提出了替代假设,以使畸变参与ND和NP疾病的发作。鉴于雄性和女性之间某些脑疾病的众所周知的差异率,我们还讨论了对这些神经发育事件的推定性别依赖性影响。 从转化的角度来看,了解年龄和性别依赖性星形胶质细胞特异性分子和功能变化可能有助于鉴定健康和疾病中不同细胞(DYS)功能的生物标志物,有利于开发诊断工具或为男性/女性患者选择定制治疗方案。鉴于雄性和女性之间某些脑疾病的众所周知的差异率,我们还讨论了对这些神经发育事件的推定性别依赖性影响。从转化的角度来看,了解年龄和性别依赖性星形胶质细胞特异性分子和功能变化可能有助于鉴定健康和疾病中不同细胞(DYS)功能的生物标志物,有利于开发诊断工具或为男性/女性患者选择定制治疗方案。
星形胶质细胞在神经元网络开发中起关键作用。尽管星形胶质细胞在神经系统疾病的病理生理中的作用众所周知,但人类诱导的多能干细胞(HIPSC)衍生的星形胶质细胞在神经元网络中的利用仍然有限。在这里,我们提出了一种简化的一步方案,用于直接将HIPSC分化为功能星形胶质细胞,而无需异位基因表达或神经祖细胞的产生。我们发现直接在商业星形胶质细胞培养基中培养HIPSC足以在五周内将HIPSC区分为功能性星形胶质细胞。验证30个HIPSC线的变化量的验证表现出一致的星形胶质细胞分化,并且批处理变量最小。我们通过免疫荧光,流环仪,RNA测序,谷氨酸摄取测定法和钙信号记录来证实hipsc-胃细胞单栽培的星形胶质细胞身份和功能。优化协议启用了与NGN2 HIPSC衍生的神经元(无神经元)的hipsc-astrocytes共同培养,从而促进了神经元分化和突触形成。最后,我们使用了单细胞电生理学和多电极阵列来确认5周大的HIPSC-胃细胞和Ineuron共培养的稳健神经元网络的发展。该方案提供了一种快速有效的方法来建立全人类星形胶质细胞神经元共培养,从而促进了对疾病发病机理的细胞类型特异性贡献的研究。虽然在多个HIPSC系列中进行了验证,但我们积极鼓励研究人员测试并提供有关此协议的反馈,以增强其对未来迭代的验证。
生长激素(GH)在中枢神经系统(CNS)中的作用涉及神经保护,神经代理,轴突投射的形成,认知控制和代谢的调节。GH诱导许多组织中胰岛素样生长因子-1(IGF-1)的表达,在生物体中区分GH和IGF-1的特定功能是一个重大挑战。与非神经元细胞(例如,小胶质细胞)相比,GH和IGF-1在神经元中的作用更广泛地研究了。神经胶质细胞对CNS功能至关重要。小胶质细胞,星形胶质细胞,少突胶质细胞和tanycytes对于神经元的生存,分化和增殖至关重要。作为GH/IGF-1轴与神经胶质细胞的相互作用值得进一步探索,我们的综述目标是总结并讨论有关GH对GH对神经胶质细胞的真正影响的可用文献,以便尽可能将它们与IGF-1的作用区分开来。
抽象的星形胶质细胞是大脑中最丰富的细胞。星形胶质细胞参与神经递质的吸收和回收,炎症,神经剂,神经胶片的释放,突触活性的调节,维持血脑屏障的维持和其他过程。星形胶质细胞有助于使中枢神经系统保持健康且正常工作。这些细胞与各种神经退行性疾病的发作和进展有关。最近的研究表明,这些细胞在大脑的正常生理稳态以及神经变性和疾病中都起着多种活性作用。星形胶质细胞在神经系统功能以及阿尔茨海默氏病,帕金森氏病,亨廷顿氏病和肌萎缩性侧向硬化症中发挥作用。本评论阐明了星形胶质细胞在神经元功能及其机制中的作用。我们还总结了星形胶质细胞在各种神经疾病中的作用。
研究文章:新研究|神经系统星形胶质细胞衍生的外泌体miR-148A-3P的疾病通过调节小胶质细胞表型https://doi.org/10.1523/10.1523/Eneuro.0336-23.2023 Revestection ty抑制神经炎症和恢复神经系统损伤的神经功能。版权所有©2024 Qian等。这是根据Creative Commons Attribution 4.0国际许可条款分发的开放访问文章,只要将原始工作正确归因于任何媒介,它允许在任何媒介中进行无限制的使用,分发和复制。
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