Science：新研究揭示星形胶质细胞在高度警觉的状态下改变大脑的连接和功能机制

来源：100医药网 2025-05-21 11:13

研究发现，去甲肾上腺素还能引发周围星形胶质细胞的活动。一旦被去甲肾上腺素触发，星形胶质细胞就会产生第二种化学物质，并释放到突触上，从而抑制突触活动。

在一项新的研究中，来自华盛顿大学医学院的研究人员颠覆了几十年来关于在高度警觉（heightened vigilance）或注意力集中的状态下如何重新排列脑细胞之间连接的教条。他们发现，一种与警觉性、注意力和学习能力有关的大脑化学物不是直接作用于以快速传递信息而著称的神经元，而是通过星形胶质细胞的作用来改变了大脑的连接和功能，而星形胶质细胞是一种作用较慢的脑细胞类型，在神经科学领域经常被忽视。相关研究结果发表在Science杂志上。

这一发现从根本上改变了人们目前对大脑网络通信和活动决定因素的认识。它还呼吁人们更加关注星形胶质细胞，将其作为治疗注意力、记忆力和情绪障碍的治疗靶标。

论文通讯作者、华盛顿大学医学院神经科学助理教授Thomas Papouin博士说， 教科书告诉我们，去甲（norepinephrine）等神经调节剂会直接微调神经元，但事实上，很多大脑线路和活动可能是由星形胶质细胞以较慢的时间尺度协调的。这种发现深刻地重塑了我们对大脑工作原理的理解。

从大脑的壁花到舞台中心

为了让大脑专注于需要关注的任务，或者对火警等意外刺激做出反应，大脑需要通过改变脑细胞的交流方式来重新连接自身。这一过程是由大脑中称为神经调节剂的化学物（包括去甲肾上腺素）的释放所驱动的。人们对这些神经调节剂如何重新组织大脑中的交流还知之甚少。过去 80 年来，人们一直认为神经调节剂化学物作用于神经元。

与此同时，至少 30 年来，星形胶质细胞已被证明能与突触接触并相互作用，其中突触是神经元相互沟通的专门结构。长期以来，科学家们一直猜测星形胶质细胞有可能重新安排神经元之间的交流，从而改变大脑中的信息流动。

由于它们非常精细和伸展的形状，这些细胞被理想地定位为监测和检测神经调节剂，如去甲肾上腺素。Papouin说， 我们想测试这种想法，即去甲肾上腺素对突触的神经调节可能是星形胶质细胞的工作。

为此，Papouin和他的团队刺激小鼠脑细胞分泌去甲肾上腺素，或将小鼠大脑切片暴露在去甲肾上腺素中，结果发现去甲肾上腺素会削弱神经元之间的连接，这一点几十年来众所周知。不过，他们发现，去甲肾上腺素还能引发周围星形胶质细胞的活动。一旦被去甲肾上腺素触发，星形胶质细胞就会产生第二种化学物质，并释放到突触上，从而抑制突触活动。

即使去除神经元直接感知去甲肾上腺素的能力，去甲肾上腺素仍能重新排列神经元连接。另一方面，当星形胶质细胞感知去甲肾上腺素或对去甲肾上腺素做出反应的能力被切断时，去甲肾上腺素也无法重新排列神经元连接。他们的研究结果表明，去甲肾上腺素等神经调节剂是通过星形胶质细胞发出信号，而不是直接作用于神经元，从而重新排列大脑中的神经元连接。

这些研究结果还表明，靶向星形胶质细胞可能是重塑大脑活动的有效方法，从而有可能治疗大脑疾病。Papouin团队已经开始研究那些被认为作用于神经元的现有药物，看看它们是否需要星形胶质细胞才能发挥作用。如果需要，或许可以直接靶向星形胶质细胞进行治疗。

Papouin说， 有很多药物可以干扰大脑中的去甲肾上腺素信转导号，尤其是在治疗多动症或方面。我想知道其中有多少药物需要星形胶质细胞来改变大脑活动。 （ 100yiyao.com）

参考资料：

Katheryn B. Lefton et al, , Science (2025). DOI: 10.1126/science.adq5480.

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