星形胶质细胞:神经退行性变中的难题

星形胶质细胞:神经退行性变中的难题

了解大脑的复杂性和脑部疾病的发生对研究人员来说仍然是一个挑战。尽管在这一领域进行了广泛的研究，但大脑疾病的病理学仍然是谜，并促使我们进一步探索疾病的发生、进展和退行性机制的表现。迄今为止的研究结果表明，除特定神经递质水平下降外，大多数脑部疾病病理都涉及类似的细胞死亡机制。神经递质水平的下降是由于特定神经元群的损失，这对特定的脑部疾病已得到很好的探索。然而，非神经元细胞的作用，其构成大约90%的脑细胞群，仍然被低估的发生，疾病的发生和进展。神经科学家仍然好奇，了解他们的明确和动态的作用，在脑部疾病病理学。有两种假设和信徒正在这个研究领域工作。一个科学小组不接受非神经元细胞在脑疾病病理学中的功能作用，而另一个小组已经显示并进一步探索这种最重要的非神经元细胞在脑疾病病理学中的作用。世界范围内神经科学家的这种有争议的观点可能是由于关于它们的功能和与大脑神经元细胞的相互作用的一些空白和有限的知识。以往非神经元细胞在脑解剖学上被认为只是支持细胞。 However, studies of last two decade have suggested their functional role in neuropathology [1-6］．在非神经元细胞中，星形胶质细胞和小胶质细胞是研究最多的细胞。在这篇文章中，我们将讨论与星形胶质细胞相关的问题，但其他非神经元细胞在脑部疾病中也有自己的活跃参与，必须进一步研究。

生物物理学和生物学等各个科学领域的研究为我们提供了现代技术，如用于识别脑部疾病发生的成像技术。但对脑部疾病的早期诊断仍是医生面临的挑战。迄今为止，我们无法找到任何脑部疾病的诊断标志，因此，患者在病情已经失控时才去看医生。由于没有已知的处方生物标志物，医生只能依靠影像学诊断和某些经典的心理测试，通过这些测试可以在一定程度上预测疾病，从而进行适当的药物治疗，使脑部疾病患者的生活更好。需要进一步广泛的研究来确定脑部疾病的血液生物标志物。美国政府已经启动了一些以研究为导向的项目，以识别脑部疾病的诊断标记(WHO 2006, Michael J Fox基金会等)，但在发展中国家，此类项目需要启动。在发达国家，政府已经建立了国家政策和项目，而在发展中国家，由于各种问题，公众对脑部疾病的症状和发生知之甚少。无法获得诊断标记物和疾病的延迟识别导致疾病恶化，使患者及其家庭在情感和经济上生活艰难。像痴呆症和帕金森相关的病人，全职看护会给家庭带来额外的经济负担。在发展中国家，脑病的费用也是这些疾病直到最严重阶段才意识到的问题之一。 Alone in United States the approximate expenses for the non-communicable expenses are more than 4000 million USD [7］．

我还想提请读者注意另一个问题，即为理解大脑疾病机制而产生的信息来源。我们大多数关于疾病机制的知识，以及我们发现新的药物分子的知识，实际上都来自于动物数据。这种担忧对研究人员来说有许多限制，包括大脑的解剖学限制、复杂的生理学和其他伦理问题。许多动物模型正被用于探索疾病机制，包括转基因和非转基因[8-10］．非转基因动物模型通常包括特定神经毒素的管理，如PD模型，鱼藤酮，6-羟基多巴胺和脂多糖主要使用[11-13］．链脲佐菌素、东莨菪碱和冈酸被用于治疗记忆障碍[14-17］．类似地，对于其他疾病，也必须在大脑或器官的特定区域注射特定的神经毒素，以模拟在脑部疾病患者中观察到的神经元损失[18］．使用不同的神经毒素治疗单一疾病的原因是由于神经毒素无法模拟脑部疾病的复杂性。我们没有任何一种单一的神经毒素可以模拟动物疾病的复杂生化和行为变化。由于这些限制，我们必须将动物研究结果与临床研究结果联系起来，这些结果在世界范围内被广泛接受。然而，这种神经毒素对非神经元细胞(构成主要种群)的影响仍然被忽视。最近我们报道了鱼藤酮诱导不同脑区域的神经元死亡，同时涉及到星形胶质细胞的激活[17］．

我们还评估了鱼藤酮对特定星形胶质细胞群的影响，发现鱼藤酮也会产生与在神经元细胞中观察到的类似的死亡[17，18］．有报道表明，氧化应激、线粒体损伤、内质网应激、蛋白质聚集、钙稳态和凋亡参与了大多数脑疾病机制[19-28］．氧化应激包括神经元无法中和过度产生的活性氧，因为神经元严重依赖于它们与星形胶质细胞的耦合[29］．谷胱甘肽是氧化应激的真正指标，它维持在神经元细胞中，并与星形胶质细胞密切相互作用。同样为了维持抗氧化酶如谷胱甘肽还原酶和谷胱甘肽过氧化物酶的生理水平，神经元与星形胶质细胞紧密耦合[30.-33］．在我们正在进行的一个项目中，我们正在评估随着年龄增长的星形胶质细胞的抗氧化性能。研究结果显示，老龄大鼠星形胶质细胞中谷胱甘肽还原酶水平下降(未发表数据)。我们还表明，星形胶质细胞也会受到神经保护剂的影响，这表明神经元和非神经元细胞在脑病理和药物治疗中都很重要。迄今为止，各种研究已经表明星形胶质细胞在大脑疾病中的重要作用，但这些细胞对神经科学家来说仍然是神秘的，需要详细探索[33-38］．

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