高志影,劉得水,費洪新,李麗波,盧長方,張曉杰
(齊齊哈爾醫學院,黑龍江 齊齊哈爾 161006)
?
抑郁癥星形膠質細胞功能障礙研究進展
高志影,劉得水,費洪新,李麗波,盧長方,張曉杰
(齊齊哈爾醫學院,黑龍江 齊齊哈爾 161006)
抑郁癥(Depression)是一種嚴重的情感障礙性疾病,可由各種原因引起,以顯著而持久的心境低落為主要臨床特征,且心境低落與其處境不相稱,嚴重者可出現自殺念頭和行為。本研究對星形膠質細胞的生物學作用、抑郁癥發生星形膠質細胞的病理變化及作用進行闡述,為抗抑郁藥物研發提供了理論依據。
抑郁癥;星形膠質細胞;病理作用
抑郁癥 (Depression)是一種嚴重的情感障礙性疾病,可由各種原因引起,以顯著而持久的心境低落為主要臨床特征,且心境低落與其處境不相稱,嚴重者可出現自殺念頭和行為。在全球人口中,約有17%的人在一生的某個時期會受其影響[1]。盡管做了廣泛的研究,但由于缺乏生物學標志,遺傳率低,加之促發因素的異質性,因此對抑郁癥神經生物學方面的改變仍然知之甚少。隨著對神經精神系統疾病發病機制和治療途徑的深入研究,發現抑郁癥的發生與星形膠質細胞密不可分。
1.1支持、修復及隔離功能
星形膠質細胞突起能充填在神經元及其突起之間的間隙,并且該細胞分布在整個中樞神經系統,同時和周圍的組織結構有著緊密連接和接觸,并保持著一定的間隙,從而起到支持和隔離神經元的作用[2]。在病理條件下,星形膠質細胞能從靜息狀態轉為活化狀態,從而更好地發揮星形膠質細胞的保護和修復作用。
1.2影響神經突觸可塑性
神經突觸是神經元之間信息傳遞過程中的重要結構。神經突觸可塑性又稱神經突觸可修飾性,其核心是突觸連接的結構和功能的可塑性。中樞神經系統內除了神經元之間有突觸連接,星型膠質細胞也可以通過縫隙連接,形成膠質細胞網絡,這一網絡與神經元網絡在功能上互相影響,構成了神經元——膠質細胞網絡,共同完成腦部各種復雜的功能活動[3]。
1.3調節神經元的能量代謝
星形膠質細胞在利用葡萄糖的過程中,不僅起到了傳遞的作用,還能夠將葡萄糖降解成易于吸收利用的ATP形式。此外,星形膠質細胞釋放的ATP也能影響神經元和星形膠質細胞之間Ca2+信號,降低谷氨酸能神經元內鈣波的幅度和頻率,從而抑制興奮性突觸傳遞[4]。
1.4攝取與供給神經遞質
神經活性氨基酸是指作為神經節遞質和神經調質的氨基酸,如γ-氨基丁酸(GABA)、牛磺酸、谷氨酸(Glu)、天冬氨酸(Asp)等。在中樞神經系統中,星形膠質細胞上擁有多種神經活性氨基酸的高親和載體,這些載體可以攝取多種神經遞質,在星形膠質細胞中進行加工滅活后,轉運至神經元,重新合成神經遞質,起到調節突觸傳遞的作用[5]。
星形膠質細胞的細胞骨架蛋白GFAP的表達改變,在抑郁癥的發病過程中具有重要作用,同時它還是星形膠質細胞特異性的標志物。經尸檢報告顯示星形膠質細胞GFAP蛋白水平、mRNA水平以及GFAP陽性細胞數在抑郁癥患者額前皮質和海馬組織內明顯降低。Masaakid等[6]通過研究發現,向海馬齒狀回或CA3區注射星形膠質細胞功能抑制劑,將阻斷抗抑郁藥物丙咪嗪的抗抑郁效果。陳乃宏等[7]發現慢性不可預見性刺激導致大鼠額前皮質區星形膠質細胞縫隙連接功能和超微結構受損,同時大鼠額前皮質區阻斷星形膠質細胞之間的縫隙連接可以誘導大鼠抑郁的行為,并且通過三環類抗抑郁藥物氟西汀和度洛西汀可以逆轉該損傷。
磁共振波譜檢測顯示,抑郁癥患者大腦皮層內谷氨酸和GABA的水平發生改變,該部分主要從星形膠質細胞丟失引起谷氨酸代謝障礙的角度進行分析。星形膠質細胞通過谷氨酸——谷氨酰胺循環、乳酸——葡萄糖循環和酮體穿梭等過程,為神經元提供合成神經遞質的原料,同時又防止過量的谷氨酸擴散引起神經興奮性毒性,對維持信號在突觸間的正常傳遞具有重要作用。
在認知、情感和社會功能中,了解星形膠質細胞如何調節突觸可塑性和功能非常重要。同時,具有挑戰性的問題在于如何利用基因——環境發展的相互作用調節星形膠質細胞的功能水平。研究星形膠質細胞在疾病中的激活以及在病理過程中的反應,可以為抑郁癥的防治和新藥開發提供新的依據。
[1] Kessler R C,Berglund P,Demler O,et al.Lifetime prevalence and age-of-onset distributions of DSM-IV disorders in the National Comorbidity Survey Replication[J].Archives ofgeneral psychiatry,2005,62(6):593-602.
[2]蔣常文,陳森洲,李鴻文,等.BDNF對星形膠質細胞的促增殖效應及其ERK信號轉導機制[J].中國老年學雜志,2007,27(14):1358-1360.
[3] Ho V M,Lee J A,Martin K C.The cell biology of synaptic plasticity[J].Science, 2011,334(6056):623-628.
[4] Koizumi S,Fujishita K,Tsuda M,et al.Dynamic inhibition of excitatory synaptic transmission byastrocyte-derived ATP in hippocampal cultures[J].Proceedings of the National AcademyofSciences,2003,100(19):11023-11028.
[5] Perea G,Araque A.Properties ofsynapticaIIyevoked astrocyte caIciumsignaI revea synaptic information processing by astrocytes[J].J Neurosci,2005,25(9):2192-2203.
[6] Iwata M,Shirayama Y,Ishida H,et al.Hippocampal astrocytes are necessary for antidepressant treatment of learned helplessness rats[J].Hippocampus,2011,21 (8):877-884.
[7] Sun J D,Liu Y,Yuan Y H,et al.Gap junction dysfunction in the prefrontal cortex induces depressive-like behaviors in rats[J].Neuropsychopharmacology,2012,37 (5):1305-1320.
R395.2
A
1674-8646(2016)01-0026-02
2015-10-16
國家自然科學基金(81173599);黑龍江省自然科學基金項目(H201354);黑龍江省教育廳項目(12521624)
高志影(1986-),女,黑龍江齊齊哈爾人,碩士,研究實習員,主要從事神經精神疾病的病理學研究。
張曉杰(1965-),女,教授,博士,博士研究生導師,主要從事神經精神疾病的病理學研究。