神经胶质细胞可能在身体意想不到的部位发挥重要作用

在大脑的剧场中，神经细胞长期以来一直被视为明星，通过其电学和化学性能使心理场景栩栩如生。然而，人脑中的许多细胞演员都是神经胶质细胞，大概是配角和幕后舞台工作人员。

然而，近几十年来，越来越多的证据表明，神经胶质细胞不仅仅是维持秩序的次要角色。事实上，它们在大脑的许多最重要的行为中扮演着主角，例如记忆、学习和思考。

最新的研究指出了神经胶质细胞故事的一个令人惊讶的新背景：大脑之外。神秘的神经胶质细胞群存在于心脏、脾脏、肺和各种其他器官中。但没有人知道他们将如何融入剧情。早期迹象表明这个故事将会引人入胜。

关于这些细胞正在做什么的诱人线索已经出现。例如，神经胶质细胞似乎有助于调节心脏的跳动。脾脏中的神经胶质细胞位于神经细胞和免疫细胞之间，是影响​​健康和压力之间联系的完美位置。神经胶质细胞在肺部的具体作用尚不清楚，但无论它是什么似乎都很重要，早期实验表明——没有肺神经胶质细胞的小鼠会死亡。

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“现在在独特的器官中发现了这些新的神经胶质细胞群，这一事实有望引发很多灵感，”圣路易斯华盛顿大学的神经生物学家莎拉·阿克曼说。与大多数研究神经胶质细胞的研究人员一样，阿克曼专注于大脑内部的神经胶质细胞。

她看到了一些针对遥远神经胶质细胞的新研究的巨大潜力。 “我们将会发现，在所有这些器官中，都有专门的神经胶质细胞支持神经元的功能，同时也支持整体器官的健康。”

一些科学家怀疑，了解大脑外神经胶质细胞的作用可能对人类健康产生重大影响，从而找到更好的方法来治疗心脏病、免疫系统问题甚至肺癌。

“如果我们继续忽视这些细胞，只会让我们放慢脚步，”旧金山基因泰克公司的神经免疫学家 Tawaun Lucas 说。他最近发现了有关小鼠脾脏中神经胶质细胞的细节。

现在判断大脑外部神经胶质细胞的重要性还为时过早。也许这些关于神经胶质细胞的研究代表了一个新兴的研究领域。或者也许这个谜永远无法解开。 “它与我们所知道的传统神经胶质世界之间的联系还有待观察，”香港城市大学的神经学家和神经科学家布鲁斯·兰塞姆（Bruce Ransom）说，他也是该科学杂志的主编。胶质细胞。

尽管如此，这些新描述的神经胶质细胞群的潜在情节仍然值得关注。 “我们一直在寻找那个小缺口，你可以放大它并看到真正重要的东西，”兰塞姆说。 “这里有这种可能性。”

免疫系统遇上神经系统

胶质细胞以胶水命名，胶水是一种粘性物质，其存在的唯一目的是将其他更重要的东西粘在一起。在大脑中，各种神经胶质细胞提供大量支持。称为星形胶质细胞的神经胶质细胞为神经细胞提供营养。小胶质细胞对抗入侵者。少突胶质细胞用一种称为髓磷脂的脂肪物质来隔离神经线。但现在人们知道神经胶质细胞也有更奇特的工作，包括改变神经细胞之间传递的信号、引导神经细胞的生长以及修剪称为突触的神经连接。SN：2015 年 8 月 22 日，第 14 页18）。

研究人员很好地掌握了大脑外一些神经胶质细胞的作用。例如，肠神经胶质细胞帮助肠道消化食物，而一种称为雪旺细胞的神经胶质细胞是大脑少突胶质细胞的姐妹，它在周围神经上传播髓磷脂，以帮助加速信号传输。在皮肤上，专门雪旺细胞启动痛觉，科学家报道科学2019 年。人们对其他器官中的神经胶质细胞知之甚少，例如引起卢卡斯兴趣的脾脏神经胶质细胞。命名这些神经胶质细胞可能很棘手，因为这些细胞有时与多种类型的其他神经胶质细胞有相似之处。目前，这些外来神经胶质细胞通常被归为两个包罗万象的类别之一：非髓鞘雪旺细胞或卫星神经胶质细胞。

卢卡斯最初是斯坦福大学的神经科学家，专注于大脑研究。然后显微镜下的一只老鼠转移了他的注意力。这只老鼠经过基因改造，其神经胶质细胞发出绿光。当卢卡斯观察全身时，他看到全身都有绿色细胞，包括脾脏、淋巴结、肾脏、肝脏和肺部。

他在斯坦福大学的导师神经学家马里昂·巴克沃尔特很快就被脾脏神经胶质细胞所吸引。 “我开始阅读有关脾脏的内容，我想，‘这真的很有趣，’”她说。脾脏充满了免疫细胞。与许多器官一样，脾脏也含有属于人体交感神经系统一部分的神经。该控制系统可以放大瞳孔、加快心率并使身体出汗。卢卡斯说，交感神经系统通常被称为“战斗或逃跑系统”，它在受到威胁时会立即采取行动，“无论你的头部被踢，被老虎追赶，还是在工作中遇到压力大的事情。”

交感神经系统和免疫系统在脾脏中汇聚，神经胶质细胞在这方面可能特别重要。小鼠实验揭示脾脏中大而复杂的神经胶质细胞就在发送信息的神经细胞轴突旁边。巴克沃尔特说，“就在几微米之外，就有免疫细胞。”研究人员在 2021 年发表的报告中指出，脾脏的神经胶质细胞处于完美的位置，可以在神经系统和免疫系统之间进行沟通。胶质细胞。

通过观察脾脏中发现的神经胶质细胞内的遗传指令，卢卡斯和同事表明，脾脏的神经胶质细胞具有讲免疫细胞和神经细胞语言的细胞设备：它们可以感知免疫细胞发出的化学信号和它们可以感知神经细胞发出的化学信号。这些细胞如何使用这种机制尚不清楚，但结果表明脾脏神经胶质细胞是重要的沟通者。巴克沃尔特说，在卢卡斯的实验之前，没有人对神经胶质细胞的行为有任何线索。

巴克沃尔特说，脾脏中神经胶质细胞、神经细胞和免疫细胞之间沟通的可能性“具有潜在的巨大影响”。压力和中风等脑损伤会损害免疫系统。例如，中风后，交感神经系统会导致脾脏中称为 B 淋巴细胞的免疫细胞死亡，这可能导致危险的感染。免疫细胞还在多发性硬化症和类风湿性关节炎等自身免疫性疾病中发挥作用，这些疾病可能会在压力过大的人身上突然发作。如果神经胶质细胞影响免疫细胞，也许可以调整它们的行为以防止此类事件的爆发。

迄今为止的研究还处于初步阶段。目前尚不清楚这些脾脏神经胶质细胞是否确实在神经系统和免疫系统之间发送信息，如果是的话，这些对话的结果是什么。巴克沃尔特说，现在就断言人们脾脏中的神经胶质细胞与自身免疫性疾病有关还为时过早。但这个想法激起了她的兴趣。

她说，研究器官中的这些神秘细胞感觉像是一门不同的科学。这比仅仅试图找到拼图中缺失的一块更困难。 “这就像我们刚刚得到了一个拼图，但拼图上没有标签，盒子上也没有图片。”

跳动的心

心中也能找到类似的谜题。

科迪·史密斯（Cody Smith）在印第安纳州圣母大学研究神经生物学，他很清楚心脏充满了神经细胞。人们认为大多数神经细胞附近都有神经胶质细胞，史密斯渴望找到心脏的神经胶质细胞。史密斯与研究生尼娜·基克尔-库里一起寻找它们。 “我们真的不知道会发生什么，”他说。

事实证明，斑马鱼的心脏中有一群神经胶质细胞。这些细胞被命名为心脏连接神经胶质细胞，在斑马鱼发育的早期出现，并继续扩散并形成薄如蝉翼的细胞。心周围的网，Smith 和 Kikel-Coury 去年在《公共科学图书馆生物学。

至少在斑马鱼中，这些神经胶质细胞起着重要的作用：它们引导心脏的发育并调节心跳。当研究人员扰乱这些细胞时，鱼的心率就会加快。史密斯说，这是一种不寻常的效果。通常，心脏细胞的破坏会导致心率减慢。

通过查看对小鼠和人类心脏细胞中活性基因进行分类的其他数据集，研究人员发现细胞与斑马鱼的心脏神经胶质细胞具有相似的活性基因集合。共享基因表明这些神经胶质细胞可能存在于许多物种的心脏中。史密斯说，这些数据“支持了它们存在于人类体内的观点”。

一些先天性心脏病的心脏流出通道（血液流向动脉的通道）存在缺陷。这也是这些神经胶质细胞在斑马鱼发育早期首次出现的地方。史密斯说，这些神经胶质细胞可能与人类心脏病有关。 “我们正处于这项工作的早期阶段，”他警告说。 “我希望我们能得到更多答案。”

剧情变厚了

对脾脏和大脑神经胶质细胞的研究只是一个开始。其他研究提示，全身器官可能依赖神经胶质细胞。神经胶质细胞有出现在肺部例如，当工作完成时，巴克沃尔特和研究生加布里埃拉·苏亚雷斯-米尔在老鼠身上发现了。

卢卡斯说，肺神经胶质细胞可能参与毛细血管中的呼吸和氧气交换，但细节很少。卢卡斯的初步实验表明，这些神经胶质细胞至关重要：当研究人员使用毒素杀死肺部的神经胶质细胞时，“所有动物都会死亡”。

卢卡斯在目前的工作中正在研究神经胶质细胞在癌症中的潜在作用。卢卡斯说，肺部（以及肝脏和胰腺）的肿瘤有神经附着，神经胶质细胞将自己包裹在这些神经周围。其他研究人员在实验室培养皿中发现，雪旺细胞会向癌细胞生长。卢卡斯说，因此，肿瘤附近的神经胶质细胞的行为现在是一个重要的问题。

了解人体的神经胶质细胞并可能利用它们来对抗疾病需要的不仅仅是表面的了解。揭示单个细胞如何使用不同基因集合的技术有望更深入地了解体内的神经胶质细胞。其他基因标记方法提供了一种监测活体动物中这些神秘神经胶质细胞的方法。 “这些工具将使我们能够从‘好吧，他们就在那里’转变为‘他们在做什么？’ ”华盛顿大学的神经生物学家阿克曼说。

神经胶质生物学家对大脑之外的研究仍处于起步阶段。 “这里有什么细胞以及它们如何协同工作？”卢卡斯问道。 “我们从一开始。”

阿克曼说，在大脑之外，这些神经胶质细胞处于有利的位置，有可能成为治疗的目标。药物很难到达大脑，因为它隐藏在血脑屏障中。与周围神经系统的细胞相比，脑细胞的自我修复能力也较差。 “我们或许能够以比尝试直接修复大脑或脊髓更有效的方式影响积极的变化，”她说。

现在判断大脑外部的神经胶质细胞是否与大脑的神经胶质细胞属于同一个故事还为时过早。香港城市大学的兰塞姆说，大脑外部的各种神经胶质细胞最终可能都是不同生物学的各个部分，永远不会合并成与整个神经系统相关的情节。 “我认为这是一项令人兴奋且有趣的工作，我认为完全研究它是完全合理的，”他说。目前，尚不清楚神经胶质细胞的故事将把我们带向何方。