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.2008年12月11日；456(7223):745-9.
doi:10.1038/nature07525。 Epub 2008年10月29日。

脑代谢决定了星形胶质细胞控制小动脉的极性

格兰特·R·J·戈登 1, Hyun B Choi先生, 拉维·L·朗塔, 格雷厄姆·C·R·埃利斯-戴维斯, 布莱恩·麦克维察
附属机构

脑代谢决定了星形胶质细胞控制小动脉的极性

格兰特·R·J·戈登等。 自然. .

摘要

星形胶质细胞中的钙信号通过引起小动脉的血管收缩或血管扩张，将神经活动的变化与脑血流量的变化结合起来。然而，这些相反的星形胶质细胞影响如何在具有动态代谢需求的环境中提供适当的血管张力变化的机制尚不清楚。在这里，我们表明星形胶质细胞诱导血管舒张而不是血管收缩的能力依赖于大鼠脑组织的代谢状态。当氧利用率降低，星形胶质细胞钙浓度升高时，星形胶质胶质细胞糖酵解和乳酸释放最大。外部乳酸可减弱转运蛋白介导的前列腺素E（2）细胞外间隙的摄取，导致积聚和随后的血管舒张。在低氧浓度条件下，细胞外腺苷也会增加，从而阻止星形胶质细胞介导的收缩，促进扩张。这些数据揭示了代谢底物在调节脑血流量中的作用，并为星形胶质细胞在不同的脑激活状态下控制脑血管直径提供了一种机制。

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数字

图1
图1
降低O2将星形胶质细胞介导的血管收缩转化为血管舒张。（a） 顶部：负载Ca的星形胶质细胞（红色）2+指示器边框小动脉。底部：星形胶质细胞Ca2+信号发生时与低氧条件下mGluR激动剂t-ACPD引起的舒张2（b）顶部：开盖星形胶质细胞钙2+（箭头所示）导致血管舒张O（运行）2并且是可重复的。底部：扩展的时间刻度显示钙2+端脚1中的信号（如所示c我)在之前管腔直径增加。（c） 容器和伪彩色端脚的叠加钙2+变化。图像I-V型对应于中的时间b条.我：控件状态和关注区域：端点1-3所示。图像二：endfoot 1显示第一个Ca2+上升（星）在管腔直径开始增加之前。垂直虚线(III-V类)表示容器壁的先前位置。（d） 摘要数据。
图2
图2
低O2促进乳酸和PGE2释放并增强星形胶质细胞糖酵解。（a和b）免疫组织化学显示星形胶质细胞标志物GFAP和神经元标记物MAP2与PGT标记共定位。（c） 乳酸释放在低浓度下升高O（运行）2（d）t-APCD增加PGE2低O时释放最多2.（e和f）乳酸扩张小动脉。图像一至三与时间相对应中的点（f），表明管腔直径增加。（g） 摘要显示乳酸的扩张百分比和消炎痛的阻滞百分比。（h） 星形胶质细胞的克隆化标记子SR-101（左堆栈）和血管周围胶质细胞体的NADH信号（中堆栈）和端脚。（i） 上图：来自单个图像平面的小动脉NADH荧光显示星形胶质细胞室、SMCs/内皮细胞和血管空腔。中部和下部：高O和低O下NADH荧光的伪彩色图像2.（j）低O引起星形胶质细胞亚群NADH变化综述2（k和l）星形胶质细胞NADH对碘乙酸盐（IA）（k）和LDH抑制糖酵解的反应草酸盐抑制（l）。左：单个实验；右图：总结。
图3
图3
糖酵解和乳酸释放对于星形胶质细胞介导的扩张至关重要。（a）低氧时的小动脉和星形胶质细胞NADH图像2; 底部显示星形胶质细胞的ROI隔间（1和2）和容器（箱）。（b） 假彩色NADH（顶部）和直径（底部）t-ACPD在时间点引起的变化一至三在里面c（c）.垂直虚线(二和三)指示上一个容器壁的位置。（c） 星形胶质细胞NADH（顶部）和管腔直径（底部）响应至t-ACPD；与相同的实验一和b条（d）总结低氧条件下mGluR激活导致NADH增加2.（e）顶部：小动脉和星形胶质细胞。下部：躯体特写显示t-ACPD导致NADH公司。（f） t-ACPD在低O时增加细胞外乳酸最多2.（g）t-ACPD糖酵解抑制期间降低星形胶质细胞NADH；顶部：单个实验；底部：总结。（h） mGluR激活在LDH抑制期间增加星形胶质细胞NADH；顶部：单个实验；底部：摘要。（i） 总结显示t-ACPD不能扩张氧肟酸盐的血管或IA和PGE2拯救这些化合物中的血管扩张。（j和k）增加乳酸（j）和前列腺素E2（k） 由t-ACPD引起的恶唑盐明显较少和IA。
图4
图4
提高PGE2通过抑制PGT改变星形胶质细胞介导血管舒缩。（a） 前列腺素E2mGluR使水平进一步升高低O时激活2当PGT被U46619或T34抑制时。（b） 摘要数据PGT操作期间的血管运动。（c） 未老化Ca2+内角高球O（运行）2导致外源性乳酸的血管舒张。顶部面板显示星形胶质细胞钙2+信号变化（伪彩色）。下部面板显示血管腔闭合。（d） 高O时2、星形胶质细胞介导的血管收缩在PGT阻断期间转化为血管舒张。左：星形胶质细胞和末端足限制小动脉的。钙2+分离出3个星形胶质细胞及时；方框表示右侧检查的血管区域。右：血管运动对应于单独的未缓存事件。小的伪彩色图像显示钙2+每一个星形胶质细胞中的信号都会发生变化。以下图像血管和末梢（红色）表明，当PGT处于被阻止。（e） 支持模型的图表。
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中的注释

  • 神经科学：脑力。
    Hall CN，Attwell D。 Hall CN等人。 自然。2008年12月11日；456(7223):715-6. doi:10.1038/456715a。 自然。2008 PMID：19079043 没有可用的摘要。

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