星形胶质细胞通过大麻素诱导内源性大麻素释放调节脊柱疼痛加工

长期以来,人们认为星形胶质细胞在中枢神经系统中只起辅助作用。然而,Ca2+星形胶质细胞的瞬态与神经元活动的增强或抑制相关联,这使得人们认识到星形胶质细胞可能在神经信息处理中发挥重要作用。从那时起,星形胶质细胞和神经元之间的双向交流的许多细节已经得到证实。星形胶质细胞表达各种神经递质受体,其激活导致Ca的动员2+来源于细胞内的储存。反过来,星形胶质细胞释放神经活性物质,称为胶质递质,调节神经元的兴奋性和突触传递。在其他分子中,内源性大麻素也与这种双向信号传导有关。除了神经元外,星形胶质细胞还表达功能性大麻素1型受体(CB)1-R),并有可能产生一种最著名的内源性CB1-R激动剂2-花生四烯醇甘油(2-AG)

神经元-星形细胞-神经元双向示意图。manbetx登录下载科学地图集

图1所示。脊髓浅表背角神经元-星形细胞-神经元双向内源性大麻素信号的示意图。有关详细说明,请参阅文本。PA:伤害性初级传入;答:星形胶质细胞;1oN和2oN:一阶和二阶神经元;2 ag): 2-arachidonoylglycerol;AEA:叫花生四烯酸乙醇胺。彩色圆圈表示内源性大麻素可以从突触后树突(由伤害性初级传入神经元和脊髓初级感觉神经元组成)和由一级突触后神经元释放的内源性大麻素激活的星形胶质细胞(米色和灰色区域)扩散到的区域。

虽然星形胶质细胞表达CB1-Rs和二酰基甘油脂肪酶α (DGLα, 2-AG的合成酶)在星形胶质细胞中的空间共表达从未被研究过。此外,虽然活化的CB1星形胶质细胞上的-Rs导致Ca2+动员和Ca2+瞬态可能引起2-AG的产生,2-AG的释放由星形胶质细胞引起1-R活化从未被证实。鉴于内源性大麻素介导的神经元-星形细胞-神经元信号传导似乎在中枢神经系统的许多功能中至关重要,包括脊髓背角的疼痛处理,填补我们知识中的这些空白似乎尤为重要。因此,我们研究了脊髓星形胶质细胞是否可以释放2-AG以响应其CB的激活1rs。

首先在文献中,我们发现大鼠脊髓星形胶质细胞共表达CB1-Rs和DGLα相互靠近。我们也证明了CB的激活1-Rs引起细胞内钙的显著升高2+星形胶质细胞浓度。最后,我们揭示了Ca2+瞬态导致脊髓星形胶质细胞产生2-AG。该结果为大麻素在脊髓星形胶质细胞中诱导大麻素释放机制的存在提供了直接证据。这一新发现统一了先前分离且看似不相关的观点,并表明内源性大麻素在神经元-星形胶质细胞-神经元双向信号传导中起主要作用。

一般来说,星形胶质细胞2- ag介导的信号传导可能代表了星形胶质细胞与神经元通信的重要形式,因为,根据表达CB的兴奋性和抑制性突触的空间分布和实际激活模式1-Rs,星形胶质细胞释放的2-AG可以抑制或增强给定空间内局部神经回路的净活性。

特别是在脊髓浅层背角,内源性大麻素介导的神经元和星形胶质细胞之间的双向交流可能在脊柱疼痛加工中发挥独特的作用。在这里,内源性大麻素信号装置主要是由伤害性初级传入事件启动的,它激活脊髓神经元。当初级传入事件受到强烈刺激时,突触后神经元可释放2-AG,与突触前CB结合1-Rs导致突触活动的短暂抑制。然而,一小部分2-AG可以从释放部位扩散出来并激活CB1-Rs在邻近神经元和星形胶质细胞上。CB的活化1星形胶质细胞上的-Rs然后导致Ca2+在星形细胞过程中动员,激活的室室可能进一步释放2-AG。这可能局部起作用,但也可能扩散并作用于神经中枢1-Rs,从而影响远离最初激活的伤害性初级传入事件终止场的脊髓神经元的功能特性。因此,由于星形胶质细胞的参与,最初局限于相对较小区域的初级传入事件诱发的原始活动可能最终影响更广泛领域的兴奋性和抑制性突触的功能特性,从而可能在脊柱疼痛加工的调节中发挥重要作用。

Antal米
匈牙利德布勒森大学医学院解剖、组织学和胚胎学系

出版

CB1受体激活诱导鼠脊髓星形胶质细胞内Ca2+动员和2-花生四烯醇甘油释放。
zhegyi, Oláh T, Kőszeghy Á, Piscitelli F, Holló K, Pál B, Csernoch L, Di Marzo V, Antal M
2018年7月12日

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