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概述星形胶质细胞、少突胶质细胞和小胶质细胞在中枢神经系统中的作用和关系。
中枢神经系统(CNS)由大约10个神经网络组成12神经元,介导动作电位的传递。尽管神经元具有基本功能,但中枢神经系统中约90%的细胞是胶质细胞。胶质细胞最初被认为是被动细胞,仅在物理上支持神经元,因此名称为胶质,意为“胶水”。
然而,目前已知胶质细胞在许多中枢稳态过程中以及在发育过程中发挥积极作用。胶质细胞主要有四种类型,即星形胶质细胞、少突胶质细胞、室管膜细胞和小胶质细胞。
有关胶质细胞的更多信息可以在相关链接或查看所有神经科学与胶质细胞资源.
星形胶质细胞(图1)在脉管系统和神经元之间提供了联系,将葡萄糖和其他物质从血液中运输出去(Tsacopoulos和Magistretti,1996年;Magistreti和Pellerin,1999年)。葡萄糖被星形胶质细胞通过糖酵解作用产生乳酸,乳酸是神经元使用的主要能量底物。
星形胶质细胞也在神经递质的摄取中发挥作用,例如谷氨酸盐和γ-氨基丁酸(GABA)(Kimelberg和Katz 1985;Kimelbeg和Norenberg 1989;Schousboe等。,2004)和细胞外钾离子浓度的调节,这两者都是对动作电位的传播至关重要的功能(Ransom和Sontheimer 1992;Newman和Reichenbach 1996)。
“星形胶质细胞在脉管系统和神经元之间提供连接,将葡萄糖和其他物质从血液中运输出去”
此外,星形胶质细胞发挥免疫功能(Fontana等。, 1984; 康斯坦丁斯库等。,2005年;Alarcon公司等。, 2005; 船体等。,2006),合成并发布神经营养因子并参与损伤后神经瘢痕的形成(Fawcett和Asher,1999年;Silver和Miller,2004年)。
在发育过程中,当神经元迁移完成时,放射状胶质细胞分化为星形胶质细胞,为神经元迁移和突触发生(Ransom和Sontheimer,1992年;Chanas-Sacre等。, 2000; 莫里等。, 2005).
图1:神经细胞培养中GFAP阳性星形胶质细胞小脑颗粒神经元培养7天后用抗体识别进行染色胶质纤维酸性蛋白(GFAP)鉴定星形胶质细胞。使用与生物素结合的抗鼠IgG二级抗体检测抗-GFAP。随后通过在室温下用预先形成的亲和素-生物素-辣根过氧化物酶(HRP)复合物培养细胞1小时,然后用DAB处理,观察染色情况。用苏木精对细胞进行复染,以估计细胞总数,并根据形态学标准鉴定神经元。
少突胶质细胞由几个短突起组成,包裹在中枢神经系统的神经元周围。少突胶质细胞负责轴突的调节以及轴突周围髓鞘的生成和维持。髓磷脂的主要作用是介导Ranvier淋巴结之间动作电位的快速跳跃传播,从而促进神经传递(Ransom和Sontheimer,1992年;Edgar和Garbern,2004年)。
少突胶质细胞也分泌一些神经营养素,包括神经生长因子, 脑源性神经营养因子(BDNF)和神经营养素-3(戴等。,2003),为神经元提供局部营养支持。周围轴突由雪旺细胞髓鞘化,与少突胶质细胞相比,这些细胞在损伤后促进神经元再生(Torigoe等。, 1996).
脑室和脊髓中央管中排列着管膜细胞(Del Bigio 1995)。室管膜细胞的功能在很大程度上仍然是推测性的。然而,室管膜细胞具有微绒毛,以协调的方式搏动;因此,这些细胞被认为参与了脑脊液(CSF)的定向运动,脑脊液的紊乱会导致脑积水。
脑脊液的定向流动被认为有助于营养物质进入大脑并清除有毒代谢物。Ependymal细胞也被认为是早期发育过程中的轴突引导系统。
小胶质细胞是中枢神经系统的免疫效应细胞,在脑实质中大量存在。它们约占成人胶质细胞总数的10-20%(Vaughan和Peters,1974年;Banati,2003年)。这些细胞来源于血载巨噬细胞,在发育过程中迁移到中枢神经系统。
有关的更多详细信息 小胶质细胞亚型和标记物可以在我们的概述中找到.
小胶质细胞是由许多分枝过程组成的小圆形细胞,细胞质很少。传统上,小胶质细胞在生理条件下被认为是不活跃的,然而,现在已知小胶质细胞具有吞噬活性和局部运动性(Booth和Thomas 1991;Glenn等。,1991),尤其是其分支突起(尼默尔贾恩等。, 2005). 小胶质细胞突起直接接触神经元细胞体、星形胶质细胞和血管(Nimmerjahn等。, 2005).
“小胶质细胞约占成人胶质细胞总数的10-20%”
因此,小胶质细胞似乎有可能监测大脑的健康状况,并起到清洁细胞外液的作用,以维持中央内环境的稳定(Booth和Thomas 1991年;Thomas 1992年;Fetler和Amigorena 2005年)。此外神经递质受体小胶质细胞意味着这些细胞可以对释放的神经递质作出反应(Boucsein等2003; 灯光等。, 2006; 泰勒等。, 2003,2005).
为了应对损伤或病原体入侵,小胶质细胞转化为活性吞噬细胞巨噬细胞,以抗击疾病(Kreutzberg,1996年;Stence等2001). 损伤事件发生后,反应性小胶质细胞在损伤部位积聚(佐丹纳等。, 1994; 迪恩等。, 2001; 尤金宁等。在急性损伤中,小胶质细胞的激活峰值出现在损伤后2-3天,但如果病理刺激持续存在,小胶质的激活将继续(Banati 2003)。
除了在成人中发挥作用外,小胶质细胞在发育过程中还通过去除不适当的轴突发挥关键作用(英诺琴蒂等。, 1983; 马林·特瓦等2004年),并通过促进轴突迁移和生长(Polazzi和Contestabile,2002年)。
有关小胶质细胞的更多详细信息,请阅读我们的小胶质细胞亚型和标记物综述.
作者:C.Hooper和J.M.Pocock。
J.M.Pocock-伦敦大学学院神经病学研究所神经炎系细胞信号实验室,地址:1 Wakefield Street,London,WC1N 1PJ。