星形胶质细胞研究概述

黄海兵

重庆三峡医药高等专科学校解剖教研室　重庆市　404120

【摘　要】神经系统的细胞主要由神经元和神经胶质细胞组成。传统认为星型胶质细胞没有动作电位，在神经系统内主要对神经元起到结构和功能上的支持作用，但随着研究的深入发现，Ast 在中枢神经系统的发育及病理生理过程中都起到重要作用。本文就星型胶质细胞生物学特性、体外培养、与脑缺血的关系方面做一简要概述。

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关键词 星形胶质细胞； 脑缺血

神经系统的细胞主要由神经元和神经胶质细胞组成。胶质细胞在中枢神经系统中的数量约占90% ，星形胶质细胞(astrocyte，Ast) 在胶质细胞中体积最大，与少突胶质细胞合称为大胶质细胞。传统认为星型胶质细胞没有动作电位，在神经系统内主要对神经元起到结构和功能上的支持作用，是构成血脑屏障的重要结构。但随着研究的深入发现，Ast 在中枢神经系统的发育及病理生理过程中都起到重要作用，具有摄取、灭活和供给神经递质，抗氧化、营养、修复以及抑制神经元过度兴奋和帮助学习记忆等多种功能[1]。目前，越来越到的研究者在研究神经系统疾病时，把目光投向了星形胶质细胞。

1 星形胶质细胞生物学特性

人脑中神经元的总数为1010～1012 个，神经胶质细胞数量是神经元的10 ～ 50 倍。星形胶质细胞根据细胞内胶质丝的含量以及胞突的形状分为两种：纤维性星形胶质细胞，多分布在脑脊髓的皮质，突起细长，分支较少，胞质中含大量胶质丝；原浆性星形胶质细胞，多分布在灰质，细胞突起粗短，分支多。除此之外，在小脑、视网膜、脑垂体等还有一些特殊类型的星形胶质细胞。上世纪70 年代研究表明：Ast 拥有和神经元相同的神经递质受体，如乙酰胆碱受体、多巴胺受体、肾上腺素受体、5- 羟色胺受体及一些神经肽受体。

神经系统内的信号传递大多以电脉冲的方式，而Ast 不发生动作电位，所以长期被研究者忽视。但近年来，研究者发现胶质细胞之间有一些信号的传导，并且对神经元的功能产生影响。上世纪90 年代，研究者发现了钙波，这种新的细胞信息交流的方式指的是在胶质细胞之间，以及在神经元和胶质细胞之间，细胞内钙离子浓度升高会从一个细胞传播到另一个细胞。段树明[2] 认为，星型胶质细胞的钙波传播和突触功能的反馈调节都需要其释放ATP才得以完成。在受到刺激，星形胶质细胞会以胞吐的形式释放含有大量ATP 溶酶体，如果选择性地裂解星型胶质细胞溶酶体，发现ATP 释放和钙波传播都消失了。

2 星形胶质细胞的体外培养

星形胶质细胞在神经系统内含量较大，使体外培养高浓度的Ast 细胞培养物显得不是很难，也为研究Ast 生物学作用提供了方便。体外分离纯化CNS 的不同细胞，一般基于各种细胞之间的细胞粘附特性、营养需求、发育时程及生长方式等差异。从CNS 的灰质细胞纯化Ast 主要依据以下几方面特征：（1）Ast 的增殖速度远大于少突胶质细胞和其它神经细胞。（2）Ast与其它神经细胞分层生长，Ast 在底层，其它细胞生长在上层。（3）分层生长的细胞经一定力度摇动处理，可使在上层生长的细胞脱壁。目前，大多数研究者都是采用经典的方法进行培养[3]。将出生1-2 天的大鼠大脑的灰质组织制成混合细胞悬液，在培养瓶皿内连续培养，直至传代。使Ast充分增殖，神经元尽量死亡，从而使Ast与少突胶质细胞和其它细胞的比例增大，进行传代纯化，笔者在研究生时采用这种方法获得了纯度较高的细胞培养物。但是，这种方法比较耗时、麻烦。所以，有研究者采用了较为简便的方法也培养出了较纯的细胞培养物。

黄柏胜[4] 等使用改进的培养方法取得了比较好的效果，有以下特点：（1）原代培养时无须胰酶消化，减少胰酶对细胞的损伤；（2）筛网过滤，将细胞团分散成单个细胞；（3）传代培养时无需摇床震荡，缩短实验时间。笔者认为，经典的培养方法虽然耗时、麻烦，但是，培养的细胞比较稳定。

3 星形胶质细胞与脑缺血

脑缺血等脑损伤是临床的常见病，严重地威胁着人类的生命与健康。该类疾病发生后，最显著的病理改变是病灶区由于缺血缺氧引起大量的神经细胞死亡和凋亡，而神经细胞缺失是导致病人死亡和残疾的重要原因。

胶质细胞与神经元之间的细胞液构成神经元生存的直接微环境，其成分的改变对神经元产生直接而显著的影响。在脑缺血再灌注损伤时，Ast 形态和功能也会发生明显的改变 。应用外源性的神经营养因子或其他细胞因子可明显减轻神经元的损伤。经大脑皮质注入的胶质源性神经营养因子（GDNF）可保护大脑免于自由基、钙超载等缺血损伤，并且完全阻止缺血后NO 产生和再灌注损伤。神经营养因子具有促进神经功能恢复、改善神经电活动、诱导轴突再生等作用。

Ast 是体内产生神经营养因子的主要细胞。目前，神经胶质细胞条件培养液中发现了包括GDNF、脑源性神经营养因子、神经生长因子等多种神经营养因子 。所以，研究者认为Ast 对神经元可以起到一定的保护作用。研究表明，在脑缺血/ 再灌注损伤后，Ast 功能异常活跃，缺血周边区GDNF 表达显著增加，GDNF 可以阻止部分神经元凋亡 。

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参考文献

[1]Chen Y，Swanson RA.Astrocytes andbrain injury[J].J Cereb Blood FlowMetab，2003，23（2）：137-149．

[2] 段树民. 胶质细胞的细胞间通讯[J].生命科学，2008，20（5）：680-683.

[3] 谢裕华等. 新生大鼠大脑皮质星形胶质细胞的体外培养[J]. 广州中医药大学学报，2009，26（3）：277-280.

[4] 黄柏胜等. 星形胶质细胞培养方法的改进[J]. 实用预防医学，2007，14（4）：981-983.