活化的星形胶质细胞网络参与脑缺血后神经元损伤的机制研究

脑缺血过程中，活化的星形胶质细胞对神经元的作用尚存争议，星形胶质细胞如何参与神经元损伤和修复并不清楚。我们前期研究表明，缺血条件下星形胶质细胞networks保持开放，发挥K+缓冲功能；当缺血伴随酸中毒发生时，networks则迅速关闭。这提示缺血过程中，活化的星形胶质细胞networks结构与功能可能发生了动态变化，进而通过调节K+缓冲、Glucose转运等，间接影响和调控了神经元的损伤与修复。为验证以上假说，本研究拟采用双电极脑片钳、Lentiviral沉默、激光共聚焦成像、免疫荧光等技术，明确星形胶质细胞networks K+缓冲、Glucose转运功能，及其与神经元突触活动的关系；利用离体及在体脑缺血模型研究活化胶质细胞networks结构功能的动态变化，考察缺血因子对胶质细胞networks的影响，研究胶质细胞networks与脑缺血神经元损伤的关系，探讨其参与脑缺血的病理机制。

星形胶质细胞网络是目前国际上神经胶质细胞领域研究的热点。我们通过建立高水平的双电极脑片膜片钳记录系统，同时利用细胞内染料注入、免疫荧光化学染色、激光共聚焦成像等技术手段深入探讨和研究了生理及模拟脑缺血酸中毒情况下，大鼠海马脑片星形胶质细胞电生理表型及星形胶质细胞网络功能特性的变化；研究了星形胶质细胞线性膜电导的本质及其内向整流钾通道的表达；研究了海马脑片星形胶质细胞网络与NG2细胞的空间排布关系及两者功能上的相关性。我们的研究显示星形胶质细胞网络存在双向的、电压非依赖性的跨缝隙连接电偶联。在缺血酸中毒条件下，星形胶质细胞网络会快速关闭。星形胶质细胞网络与最新发现的第四类胶质细胞NG2细胞间存在亲密的空间排布关系，两者形成胞体、突起的直接接触并可构成细胞胞体紧密接触的“doublets”。星形胶质细胞网络与NG2细胞间不存在电偶联，然而两者在空间排布上的亲密关系提示两者间可能存在通讯联系或功能依赖。针对星形胶质细胞膜特性的研究提示星形胶质细胞膜电压钳制质量差，双电极电压钳可作为研究其膜特性的良好选择；进一步的研究显示星形胶质细胞膜表达丰富的电压依赖性内向整流钾通道，并且其多种离子事件与GABAA受体的激活密切相关。