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星形胶质细胞的结构特点

2022.9.01

星形胶质细胞是中枢神经系统中神经胶质细胞的一种亚型。 它们的许多过程都包裹着神经元产生的突触。传统上会使用组织学分析去鉴定星形胶质细胞。细胞往往会表达中间丝状的胶质纤维酸性蛋白(GFAP)  。GFAP的上调往往代表着反应性星形胶质细胞增生 (reactive astrogliosis) ,即是中枢神经系统损伤中非常普遍的现象,其增生的轻重程度取决于损伤部位的病理、生理环境。

在中枢神经系统中,会存在着几种形式的星形胶质细胞,包括纤维状、原生质及放射状。纤维性星形神经胶质细胞 (星形胶质细胞I型) 通常位于白质内,细胞器相对较少,并表现出细长而无分支的细胞突起,细胞内有大量胶质丝。这种类型的星形胶质细胞通常具有“血管脚”,故而当它们靠近微血管壁时,它们会将细胞以物理形式连接到微管壁的外部。原浆性星形神经胶质细胞 (星形胶质细胞II型) 普遍见于灰质组织中,具有大量的细胞器,并表现出粗短而多分支的细胞突起,细胞内的胶质丝亦较少。在20世纪中期,透过电子显微镜分析,原浆型星形胶质细胞包裹轴突,而纤维性星形胶质细胞则与Ranvier节发生联系,2种亚型的星形胶质细胞均能在邻近的星形胶质细胞之间进行填充而形成连接,两种细胞均与血管发生广泛的联系。放射状星形神经胶质细胞 (伯格曼胶质细胞) 是自脑室区延伸至软脑膜之放射状突出物。

神经胶质细胞大多数只会在发育过程中出现,在神经元迁移的过程起一定的作用,惟视网膜的缪勒氏细胞和小脑皮层的放射状胶质细胞是一个例外,在成年期仍然存在。 当接近软膜时,所有形式的星形胶质细胞都会发出形成胶体神经胶质膜 (pia-glial membrane) 的突起。

存在于星形胶质细胞膜上的受体

星形胶质细胞乃透过钙来互相传递讯息。星状细胞因彼此之间有隙型连接(亦称为电性突触),因此讯息分子例如肌醇三磷酸(IP3)可以自由地由一个星状细胞扩散到另一个细胞。IP3引发的传讯路径会开启细胞内胞器上的钙离子通道,让钙离子进入细胞质。这些钙离子可能再促发更多IP3的产生。这个反应的净结果为创造一股钙离子波在细胞间传递。星状细胞于胞外释放三磷酸腺苷(ATP),并且活化其他星状细胞的嘌呤受体,在某些情况下也可能产生此种钙离子波。

缝隙连接蛋白43 (Cx43)是构成星形胶质细胞间缝隙连接的主要蛋白质,允许离子和分子量小于1 kD或直径小于1.5 nm的小分子物质 (如cAMP、IP3、H2O等) 自由扩散进入相邻的细胞,故而是细胞间物质和信息跨膜传递的重要通道。

活化态星形胶质细胞

正常情况下星形胶质细胞分为静止态、活化态和增殖态,三者相互转换构成了广义上的细胞周期。在正常的中枢神经系统中,静止态和活化态的胶质细胞并存。当受到损伤时,在细胞因子作用下,静止态的细胞逐渐向活化态转化。


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