Nature：有毒腦細胞會引發神經退行性疾病
日期：2017-01-20 08:48:37
雖然我們大多數人沒有聽說過星形膠質細胞，但是在人類大腦中這些細胞的數量是神經細胞的四倍。近期由斯坦福大學醫學院研究人員領導的一個團隊發現，在大腦中執行許多不可或缺功能的星形膠質細胞可能同時也具有惡性特征，能破壞神經細胞，并引發許多神經退行性疾病。
這一研究成果公布在1月18日的Nature雜志上，文章的通訊作者是斯坦福大學神經生物學教授Ben Barres，這位教授的人生經歷十分傳奇，1997年Barres從女性變為男性，也成為科學領域同性戀、兩性戀和變性者（LGBT）問題的發言人。在科學研究方法，他致力于非神經細胞的腦細胞研究，并將之稱為“我的實驗室最重要的發現”。他表示，迄今為止制藥行業主要針對的是神經細胞，也稱為神經元，但是許多腦疾病也許可以通過阻斷星形膠質細胞變性為毒性細胞，或者通過藥理學上拮抗神經殺傷毒素進行治療。
星形膠質細胞（astrocyte）是大腦中最大的細胞群，這些細胞具有特殊的星形，核大呈圓形或橢圓形，染色較淺，胞質內有交織走行的神經膠質絲（neuroglial filament）。星形膠質細胞能通過調節細胞間隙的K+和神經遞質濃度，來影響神經元的功能活動。因此，這種細胞對維持神經細胞微環境的穩定和調節代謝過程起重要作用。當中樞神經系統損傷時，星形膠質細胞迅速分裂增殖，以形成膠質瘢痕形式進行修復。
2012年，Barres和他的同事們發現了兩種不同類型的反應性星形膠質細胞，他們將之稱為A1和A2。在存在LPS（細菌細胞壁中的一種元件）的情況下，靜止的星形膠質細胞會以某種方式卷起變成A1s，從而引發大量促炎物質的產生，而A2s則是在中風期間，由腦中缺氧引發的。A2s在中風部位附近還會產生支持神經元生長，健康和生存的物質。
這提出了兩個問題：A1s如何生成的？一旦它們生成，具有哪些功能？新研究回答了這兩個問題。
對于第一個問題，研究人員發現大腦的免疫細胞，小膠質細胞，會由于與LPS接觸，或者大腦受損，出現疾病的時候而被激活，產生改變星形膠質細胞行為的促炎因子。
這些促炎因子是什么呢？
小鼠的一系列實驗中，研究人員鑒定了三種促炎因子：TNF-α，IL-1-α和C1q。接下來，研究人員證實A1s失去了作為休眠星形膠質細胞的存在狀態（休眠星形膠質細胞對突觸的形成和功能具有至關重要的作用），而對神經元產生了毒性。
研究人員發現，用這種A1s培養視網膜神經節細胞(RGCs)，幾乎所有的RGC都最終死亡。而且A1s分泌的強大神經元殺傷毒素還會殺死許多其他類型的神經元。
Barres教授等人正在努力努力鑒定A1星形膠質細胞分泌的神經毒素。“我們非常高興發現了神經毒性反應性星形膠質細胞，因為這表明視網膜，腦和脊髓的急性損傷和神經退行性疾病可能比想象的更加好治，”Barres說
