3.星形膠質(zhì)細胞終足功能

3.1 血腦屏障的發(fā)育與維護

星形膠質(zhì)細胞被認為有助于維持血腦屏障。由于星形膠質(zhì)細胞條件培養(yǎng)基足以在內(nèi)皮細胞培養(yǎng)中誘導(dǎo)BBB特征，因此提出星形膠質(zhì)細胞衍生的分泌因子來驅(qū)動BBB的形成和維持。然而，血腦屏障的啟動、成熟和維持可能是明顯受調(diào)節(jié)的過程。在胚胎早期發(fā)育過程中，BBB在星形膠質(zhì)細胞分化之前就已建立，這表明周細胞等其他細胞可能起主導(dǎo)作用[Table 1]。

星形膠質(zhì)細胞似乎是維持血腦屏障所必需的，但其潛在機制尚不清楚。星形膠質(zhì)細胞會釋放直接作用于內(nèi)皮細胞的分子嗎？如果是，會釋放哪些分子？或者，星形膠質(zhì)細胞是通過與周細胞等其他細胞相互作用來發(fā)揮其功能的嗎？這都是未來研究應(yīng)考慮的可能性。

3.2 血流調(diào)節(jié)

星形膠質(zhì)細胞是調(diào)節(jié)神經(jīng)血管耦合（NVC）的理想位置（圖1a–d）。它們通過精細的實質(zhì)檢測神經(jīng)元活動，并通過終足向腦血管釋放血管活性分子，以改變血管直徑，從而控制血流[Table 1]。

3.3 大腦廢物清理

星形膠質(zhì)細胞終足也可能在廢物清除中發(fā)揮作用。腦廢物主要通過腦血管導(dǎo)管清除，或通過穿過血腦屏障進入血管腔，或通過沿血管周圍空間流動并排入淋巴系統(tǒng)[Table 1]。星形膠質(zhì)細胞終足也被提出通過調(diào)節(jié)功能性充血和腦血管張力來驅(qū)動依賴IPAD的血管周圍廢物運動。

Table 1 星形膠質(zhì)細胞終足在健康中的作用

4.星形膠質(zhì)細胞終足改變與衰老、損傷和疾病

4.1 衰老

腦血管和星形膠質(zhì)細胞的功能障礙與衰老有關(guān)。然而，衰老如何影響終足功能仍有待研究[Table 2]。在嚙齒類動物中，星形膠質(zhì)細胞終足隨著年齡增長而變大，這可能是由于腫脹。盡管在年輕小鼠中受損的星形膠質(zhì)細胞終足被相鄰的星形膠質(zhì)細胞替代，但這一過程在老年小鼠中延遲，這表明在衰老中星形膠質(zhì)細胞可應(yīng)對血管損傷的塑性喪失。

4.2 創(chuàng)傷性腦損傷

無論損傷類型或嚴重程度如何，創(chuàng)傷性腦損傷（TBI）都會導(dǎo)致血管系統(tǒng)和/或血腦屏障受損[Table 2]。在血管損傷的區(qū)域，星形膠質(zhì)細胞對血液傳播因子的反應(yīng)有兩種方式：它們要么對局灶性TBI產(chǎn)生反應(yīng)，要么對輕度彌散性TBI反應(yīng)不典型。

4.3 中風

中風導(dǎo)致廣泛的反應(yīng)性星形膠質(zhì)細胞增生，星形膠質(zhì)細胞的表達譜在數(shù)小時內(nèi)發(fā)生劇烈變化，持續(xù)數(shù)周[Table 2]。

星形膠質(zhì)細胞在中風后血腦屏障的完整性中起著多方面的作用。卒中后消融反應(yīng)性星形膠質(zhì)細胞會增加血腦屏障的通透性，并阻止行為恢復(fù)，這表明其在血腦屏障維持中具有支持作用。

4.4 阿爾茨海默病

腦血管系統(tǒng)改變先于癡呆，并隨著疾病進展而惡化。盡管最近的研究強調(diào)了AD中終足蛋白表達和形態(tài)學(xué)的變化，但我們對星形膠質(zhì)細胞終足功能在神經(jīng)退行性變中如何改變以及如何促進神經(jīng)退行性改變知之甚少[Table 2]。

4.5 多發(fā)性硬化

多發(fā)性硬化癥（MS）的特征是導(dǎo)致脊髓和皮層脫髓鞘的白質(zhì)損傷。這些損傷被認為是由T淋巴細胞穿過血腦屏障并侵入神經(jīng)系統(tǒng)引起的。MS實驗性自身免疫性腦脊髓炎（EAE）小鼠模型的研究表明，T細胞首先聚集在腦內(nèi)皮細胞和終足之間。當T細胞穿過終足屏障并進入腦實質(zhì)時，癥狀就會出現(xiàn)。需要進一步研究，以確定預(yù)防終足斷裂的療法是否可以成為治療MS的臨床相關(guān)策略。

Table 2 病理學(xué)中的星形膠質(zhì)細胞終足功能障礙

作為形成腦組織和血管系統(tǒng)之間物理邊界的結(jié)構(gòu)，終足可以很好地調(diào)節(jié)腦-體平衡（brain-body）?？傊?strong>星形膠質(zhì)細胞終足在神經(jīng)組織和血液之間的雙向通信中起著至關(guān)重要的作用，以維持大腦和身體內(nèi)的穩(wěn)態(tài)。

除了滲透壓和二氧化碳外，血液中還有什么其他信號可以讓終足感覺到？終足是否調(diào)節(jié)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的局部神經(jīng)活動以調(diào)節(jié)額外的外周生理過程？需要開發(fā)新工具以進行更詳細的研究，以解決我們在這里提出的問題。闡明星形膠質(zhì)細胞終足在大腦功能中的復(fù)雜作用，將有助于未來開發(fā)神經(jīng)疾病治療的干預(yù)手段。

參考文獻：

Díaz-Castro, Blanca et al. “Astrocyte Endfeet in Brain Function and Pathology: Open Questions.” Annual review of neuroscience, 10.1146/annurev-neuro-091922-031205. 28 Feb. 2023, doi:10.1146/annurev-neuro-091922-031205

編譯作者：Young（brainnews創(chuàng)作團隊）

校審：Simon（brainnews編輯部）

標簽：腦科學(xué)神經(jīng)科學(xué)