Nat Commun：科学家识别出与机体大脑炎症相关的钙离子通道

来源：100医药网原创 2023-09-23 11:01

来自美国西北大学医学院等机构的科学家们通过研究揭示了神经系统中的钙通道是如何促进大脑炎症发生的。

在机体神经系统障碍中，星形胶质细胞往往会促进大脑炎症的发生，但控制星星胶质细胞反应性的分子机制及其与神经炎性终点的关系却是非常复杂且知之甚少的。近日，一篇发表在国际杂志Nature Communications上题为 Astrocyte reactivity and inflammation-induced depression-like behaviors are regulated by Orai1 calcium channels 的研究报告中，来自美国西北大学医学院等机构的科学家们通过研究揭示了神经系统中的钙通道是如何促进大脑炎症发生的。

星形胶质细胞是机体神经系统中的主要胶质细胞亚型，其在大脑中介导着多项重要任务，包括清理突触中过量的神经递质、为神经元提供代谢营养物质以及控制机体的血脑屏障等。除了这些已知的功能外，最近研究人员还发现，星形胶质细胞会引起神经性炎症，进而导致严重的组织损伤并导致动物行为发生改变；尽管星形胶质稀薄啊非常丰富且神经炎性性质广泛，但研究人员对控制星形胶质细胞所介导的大脑炎症背后的分子检查点却知之甚少。

这项研究中，研究者Prakriya的实验室发现，钙通道ORAI1在控制星形胶质细胞反应性以及其产生并释放炎性介导子的能力上扮演着关键角色，因为星形胶质细胞的活性会被细胞内的钙质所调节，因此研究人员首先培育出了不携带ORAI1基因的小鼠，该基因已经被证明能控制包括细胞和小胶质细胞在内的很多哺乳动物细胞中的钙信号。星形胶质细胞中不携带ORAI1基因的小鼠无法有效产生并释放炎性细胞因子，研究者还发现，当不存在ORAI1信号时，与糖酵解和线粒体通路相关的细胞代谢能力就会降低。

科学家识别出与机体大脑炎症相关的钙离子通道。

图片来源：Nature Communications (2023). DOI:10.1038/s41467-023-40968-6

研究人员还观察到，星形胶质细胞中缺失ORAI1的小鼠对注射的促炎性细菌并不会表现出大脑炎症水平的上升；通过这种方式，ORAI1就能调节驱动大脑炎症的多种相互关联的细胞过程。重要的是，ORAI1星形胶质细胞敲除的小鼠还能被保护抵御机体炎性相关的行为抑郁的影响。众所周知，因干扰或大型手术而引起强烈外周炎性的个体随后会表现出抑郁症样的疾病症状，因此研究人员就提出疑问，即星形胶质细胞的激活和星形胶质细胞中的钙信号对这种行为抑郁症的贡献到底是什么？这在这项研究领域中是非常新颖的，因为星形胶质细胞钙信号在控制大脑炎症上的作用目前尚未被研究人员阐明。

研究者Prakriya补充道，这些研究发现证实了ORAI1在调节大脑炎症方面扮演着重要角色，因为神经炎症是机体许多神经系统疾病的共同特征，因此这一研究结果或能帮助科学家们开发有望减缓机体神经炎症的新型疗法。研究者Michaela Novakovic表示，当我们观察炎性挑战后表现出抑郁症样症状的行为时，我们发现，野生型小鼠会表现出良好的抑郁症样行为，即缺乏快乐和无助行为。但当观察星形胶质细胞特异性ORAI1敲除的小鼠时，我们则发现其受到了一定的保护；这种星形胶质细胞ORAI1对小鼠在炎性刺激后机体的动机行为反应的影响或许是特异的，星形胶质细胞敲除的小鼠的其它认知功能也并未受到影响。

综上，本文研究结果表明，研究人员识别出了ORAI1或许能作为控制机体星形胶质细胞反应性和星形胶质细胞介导的大脑炎症的重要信号中枢，这些表现在很多神经系统疾病中非常常见。（100yiyao.com）

原始出处：

Novakovic, M.M., Korshunov, K.S., Grant, R.A.et al..Nat Commun14, 5500 (2023). doi：10.1038/s41467-023-40968-6

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