星形胶质细胞在遗传性痉挛性截瘫皮质投射神经元轴索变性中的非细胞自主作用

doi:10.4103/1673-5374.327342

摘要/Abstract

摘要： Neural Regen Res：星形胶质细胞在遗传性痉挛性截瘫发病机制中的作用
遗传性痉挛性截瘫患者中皮质投射神经元的轴突变性破坏了从大脑到脊髓运动神经元的信号，导致肌肉无力和痉挛。遗传性痉挛性截瘫的最早发病形式是由编码 atlastin-1 的 ATL1 基因突变引起的，atlastin-1 是一种对小管内质网连接形成至关重要的蛋白质。在 SPG3A 以及其他形式的遗传性痉挛性截瘫中观察到内质网形态发生受损，表明遗传性痉挛性截瘫中存在常见的病理过程。最近有研究表明 atlastin-1 和其他几种常见的遗传性痉挛性截瘫蛋白可以调节体外培养细胞（如 HEK293、COS7）和体内脂肪体（如肠细胞）中脂滴的大小。最近研究使用 SPG3A 的人类多能干细胞模型发现，脂滴富含胶质细胞，而它们的大小在 SPG3A 星形胶质细胞中显着减小。ATL1 突变导致人 SPG3A 星形胶质细胞中脂质代谢和胆固醇转移受损，导致 SPG3A 皮质投射神经元退化。这些数据表明星形胶质细胞在遗传性痉挛性截瘫中皮质投射神经元的退化中发挥非细胞自主作用。
来自美国伊利诺伊大学的Xue-Jun Li认为少突胶质细胞和小胶质细胞是中枢神经系统中与星形胶质细胞一样的另外两种关键胶质细胞类型。源自人类多能干细胞的神经培养物由多种类型的细胞组成，富集或纯化不同类型的神经元和神经胶质细胞，共培养这些细胞以剖析它们在遗传性痉挛性截瘫发病机制中的作用和相互作用至关重要。难以使用人类疾病干细胞模型模拟体内电路，解决这个问题的解决方案包括建立三维模型或将细胞移植到动物模型中，然后在体内环境中检查它们的成熟和退化。除了疾病建模，药物筛选是干细胞衍生神经细胞未来的另一个重要应用。与其他物种相比，人类细胞对药物的反应可能非常不同，并且只有不到 10% 的候选药物在临床试验中显示出临床有效。人类干细胞衍生的神经元已被用于测试药物，从而鉴定出更有效的化合物。因此，建立使用人类多能干细胞衍生神经元分析轴突缺陷的系统将为筛选遗传性痉挛性截瘫治疗药物提供一个有价值的平台。在基于人类多能干细胞的遗传性痉挛性截瘫模型中，展示了 NR1H2 激动剂和微管靶向药物对轴突缺陷的保护作用。通过结合干细胞技术和基因编辑技术，遗传性痉挛性截瘫干细胞疾病模型将有助于更深入地了解致病机制和高通量筛选治疗这些衰弱疾病中轴索变性的治疗药物。
文章在《中国神经再生研究（英文版）》杂志2022年 6 月 6 期发表。
https://orcid.org/0000-0003-1899-9134 (Xue-Jun Li)

Abstract: Impaired axonal development and degeneration underlie many debilitating diseases, including hereditary spastic paraplegia (HSP). HSPs are a heterogeneous group of neurogenetic disorders characterized by axonopathy of cortical motor neurons (Fink, 2006; Blackstone et al., 2010). The axonal degeneration of these cortical projection neurons (PNs) in HSP patients disrupts the signals from brain to spinal motor neurons, leading to muscle weakness and spasticity. Since the discovery of the first HSP gene (SPAST) in 1999, over 80 distinct genetic loci associated with HSP have been identified. How the mutations of these divergent genes specifically result in axonal degeneration of cortical PNs remains largely unclear, which contributes to the lack of effective treatment to ameliorate, stop, or reverse axonal defects in HSPs.

. 星形胶质细胞在遗传性痉挛性截瘫皮质投射神经元轴索变性中的非细胞自主作用[J]. 中国神经再生研究(英文版), 2022, 17(6): 1265-1266.

Xue-Jun Li. Non-cell autonomous role of astrocytes in axonal degeneration of cortical projection neurons in hereditary spastic paraplegias[J]. Neural Regeneration Research, 2022, 17(6): 1265-1266.

参考文献

引言

出版重点

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期刊出版来自于脑损伤与神经再生、脊髓损伤与神经再生、周围神经损伤与神经再生和神经退行性病与神经再生、神经影像与神经再生的相关研究。期刊关注神经损伤与再生过程中的轴突再生、突触生长、神经可塑性、神经修复和替代、神经移植等最新研究成果。尤其关注应用细胞治疗、基因治疗、生物因子治疗、药物治疗、手术治疗、康复治疗、物理疗法、组织工程、生物工程、生物材料、神经假体等干预性方法产生神经再生效果的相关研究。文章应清晰描述抑制神经元损伤、减轻神经元损伤的一系列变化，保护损伤神经元的过程、方法、程度与评价，突出从细胞分子水平以及分子生物学水平解释神经元损伤后以及预后再生的机制。

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