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《Nature | 神经保护性星形胶质细胞活性的分子开关》

  • 来源专题：战略生物资源
  • 编译者： 李康音
  • 发布时间：2023-12-14

  • 2023年12月12日，斯坦福大学的研究人员在Nature杂志在线发表了题为A molecular switch for neuroprotective astrocyte reactivity的文章。

    调节神经毒性与神经保护性星形胶质细胞表型的内在机制及其对中枢神经系统(CNS)变性和修复的影响仍然知之甚少。

    该研究显示受损的白质星形胶质细胞分化成两个不同的 C3阳性和 C3阴性反应群体，先前简化为神经毒性(A1)和神经保护性(A2)，其可以进一步细分为由增殖和差异基因表达特征定义的独特亚群。研究人员发现神经毒性星形胶质细胞与神经保护性星形胶质细胞的平衡受到来自可溶性腺苷酸环化酶(sAC)的分隔 cAMP 的离散池的调节，并显示增殖的神经保护性星形胶质细胞抑制小胶质细胞活化和下游神经毒性星形胶质细胞分化以促进视网膜神经节细胞(RGC)存活。

    最后，该研究报告了一种新的治疗易处理的病毒载体，其特异性靶向视神经头部星形胶质细胞，并显示反应性星形胶质细胞中提高的核或消耗的细胞质 cAMP 抑制有害的小胶质细胞/巨噬细胞活化，并促进视神经损伤后的 RGC 存活。因此，反应性星形胶质细胞中的可溶性腺苷酸环化酶和分隔的、核质和细胞质定位的 cAMP 作为神经保护性星形胶质细胞反应性的分子开关，可以靶向抑制小胶质细胞活化和神经毒性星形胶质细胞分化为治疗效果。这些数据扩展和定义了新的反应性星形胶质细胞亚型，并代表了胶质治疗药物治疗青光眼和其他视神经病变发展的一个新的步骤。

  • 原文来源：https://www.nature.com/articles/s41586-023-06935-3
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  • 《Nature | 腺苷调节星形胶质细胞代谢和功能》
    • 来源专题：战略生物资源
    • 编译者：李康音
    • 发布时间：2024-07-05
    • 2024年7月3日，伦敦大学学院Alexander V. Gourine、Shefeeq M. Theparambil共同通讯在Nature发表题为Adenosine signalling to astrocytes coordinates brain metabolism and function的文章，为星形胶质细胞协调大脑代谢和功能的机制，特别是对神经元活动的反应，提供了新的线索。 研究表明，腺苷，作为在神经元活动过程中释放的神经调节剂，作用于星形细胞A2B受体，介导代谢激活。这种激活触发了典型的环腺苷3′，5′-单磷酸（cAMP）-蛋白激酶A（PKA）信号通路，导致星形胶质细胞葡萄糖代谢的快速激活和乳酸的释放。然后乳酸作为能量底物，补充细胞能量储备并支持神经元的能量需求。星形胶质细胞中A2B受体的条件性缺失导致大脑能量代谢的重大重编程，这一发现突显了神经元和星形胶质细胞之间这种代谢偶联的重要性。这种重编程阻止了海马体的突触可塑性，损害了识别记忆，并扰乱了睡眠。这些结果确定腺苷A2B受体是神经元活动的星形胶质细胞传感器，突出了星形胶质细胞中cAMP信号在调节大脑能量代谢以支持睡眠和记忆等基本功能中的关键作用。 这项研究还深入了解了星形胶质细胞如何对神经元活动增加做出反应。研究表明，培养物和脑切片中的星形胶质细胞对嘌呤核苷酸如ATP和ADP有反应，细胞内cAMP和PKA活性升高。这种反应是由外核苷酸酶活性分解ATP形成的腺苷介导的，并且不依赖于细胞内Ca2+信号传导。该研究进一步证明星形胶质细胞表达A2B受体，A2B受体被腺苷激活以诱导cAMP反应。这些反应对于在高能量需求或减少能量供应的条件下维持突触功能至关重要。作者认为，腺苷A2B受体是神经元和星形胶质细胞之间交流的关键参与者，确保了星形胶质细胞能够快速响应神经元的代谢需求。这种交流对保持突触可塑性至关重要，而突触可塑性对学习和记忆至关重要。该研究还强调了星形胶质细胞在睡眠调节中的作用，A2B受体缺失导致睡眠碎片化和慢波活动减少，表明睡眠压力降低。 总的来说，这项研究提供了对腺苷信号传导到星形胶质细胞如何协调大脑代谢和功能的全面理解，强调了星形胶质细胞在大脑能量稳态中的重要性，以及靶向A2B受体作为支持大脑能量代谢、维持认知健康和促进大脑寿命的治疗策略的潜力。这些发现为研究星形胶质细胞在神经系统疾病和衰老中的作用开辟了新的途径，为开发预防或对抗神经退行性疾病的治疗方法提供了希望。
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  • 《Nature | crym阳性纹状体星形胶质细胞门控持久行为》
    • 来源专题：战略生物资源
    • 编译者：李康音
    • 发布时间：2024-02-29
    • 2024年2月28日，美国加州大学洛杉矶分校等机构的研究人员在 Nature 期刊发表了题为Crym-positive striatal astrocytes gate perseverative behaviour的文章。 星形胶质细胞是中枢神经系统的异质神经胶质细胞。然而，星形胶质细胞多样性与神经回路和行为的生理相关性仍不清楚。 该研究表明中央纹状体中的特定星形胶质细胞群表达μ-晶状体蛋白（在小鼠中由 Crym 编码，在人类中由 CRYM 编码），这与多种人类疾病有关，包括神经精神疾病。在成年小鼠中，通过 CRISPR-Cas9 介导的 Crym 敲除降低纹状体星形胶质细胞中 μ-晶状体蛋白的水平导致持久行为、中棘神经元中快速突触兴奋增加和兴奋性-抑制性突触平衡功能失调。持久性增加源于星形胶质细胞门控对眶额叶皮层-纹状体投射突触前末梢释放神经递质的控制丧失。 研究人员发现，使用突触前抑制性化学遗传学8可以补救持久性，并且这种治疗还纠正了突触缺陷。总之，该研究结果揭示了分子、突触、回路和行为的收敛机制，通过这些机制，分子定义和分配的纹状体星形胶质细胞群体可以控制伴随神经精神疾病的持久性表型。该研究数据表明，Crym阳性纹状体星形胶质细胞在中枢神经系统内具有关键的生物学功能，并揭示了星形胶质细胞-神经元相互作用机制，这些机制可以靶向治疗持久性。
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