【Nature子刊】细胞执行新功能——与神经元“交流”

星形胶质细胞新功能为：与神经元相互作用。神经元是大脑和神经系统的基本细胞，接受外界的输入。通过一组复杂的电和化学信号，神经元在大脑不同区域之间以及大脑与神经系统其余部分之间传递信息。

星形胶质细胞引导轴突的生长，轴突是传导电脉冲的神经元的长而纤细的投射。它们还控制神经递质，这些化学物质能够在整个大脑和神经系统中传递电信号。此外，星形胶质细胞构建血脑屏障并对损伤作出反应。

但它们似乎并不像所有重要的神经元那样具有电活性——直到现在。

“星形胶质细胞的电活动改变了神经元如何发挥功能，”《Nature Neuroscience》发表的一篇论文“Neuronal activity drives pathway-specific depolarization of peripheral astrocyte processes”的通讯作者Chris Dulla说。“我们发现了大脑中两个最重要的细胞相互对话的新方式。因为大脑是如何工作的还有那么多未知之处，所以发现控制大脑功能的新的基本过程是开发新型神经系统疾病治疗方法的关键。”

https://www.nature.com/articles/s41593-022-01049-x

为了做出这一发现，研究小组利用全新的技术，使他们能够看到和研究脑细胞相互作用的电学特性，这在以前是无法观察到的。

医学院神经科学研究助理教授Armbruster说：“有了这些新的工具，我们基本上揭示了生物学中完全新颖的方面。随着更好的工具的出现——例如，新的荧光传感器正在不断开发中——我们将更好地理解以前甚至没有想到的事情。”

“新技术用光成像电活动，”Dulla解释道。“神经元具有非常强的电活性，新技术让我们看到星形胶质细胞也具有电活性。”

Dulla将星形胶质细胞描述为“确保大脑中的一切都好，如果出了问题，有损伤或病毒感染，他们会检测到它，试图作出反应，然后试图保护大脑免受损伤。我们接下来想做的是确定当这些损伤发生时星形胶质细胞是如何变化的。”

神经元间的交流是通过释放被称为神经递质的化学物质包而发生的。科学家知道星形胶质细胞控制神经递质，有助于确保神经元保持健康和活跃。但新研究揭示神经元也会释放钾离子，钾离子会改变星形胶质细胞的电活动，以及它如何控制神经递质。

“所以神经元在控制星形胶质细胞在做什么，它们在来回交流。神经元和星形胶质细胞以一种以前不知道的方式相互交谈，”他说。

对未来研究的影响

星形胶质细胞-神经元串扰的发现提出了许多问题，关于相互作用如何在大脑病理学和学习记忆的发展中起作用。他说：“这让我们重新思考星形胶质细胞所做的一切，星形胶质细胞电活动的事实可能是如何影响广泛的神经系统疾病的。”

例如，在阿尔茨海默病中，星形胶质细胞并不控制神经递质，即使这是他们的基本工作，Dulla解释说。脑外伤和癫痫也会出现类似的问题。多年来，科学家们一直认为这个问题可能是由蛋白质缺失引起的，或者是导致蛋白质无法工作的突变引起的。

Armbruster说：“细胞外钾在大脑中的积累，被假定有助于癫痫和偏头痛病理。这项新的研究让我们更好地理解了星形胶质细胞是如何清除这种积累的，并帮助维持兴奋的平衡。”

新技术不仅开辟了思考星形胶质细胞活动的新方法，也为通过大脑进行活动成像提供了新的途径。在现在之前，还没有办法对大脑中的钾活性进行成像，例如，研究钾如何参与睡眠、新陈代谢，或大脑的损伤和感染。

他说：“我们正在将这些工具提供给其他实验室，以便他们可以使用相同的检测方法和技术来研究他们感兴趣的问题。科学家们正在获得研究头痛、呼吸、发育障碍和各种不同神经系统疾病的工具。”（转化医学网360zhyx.com）

参考资料：

https://medicalxpress.com/news/2022-04-function-brain-cells.html

注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。