Astrocytic regulation of glutamate homeostasis in epilepsy

doi:10.1002/glia.22341

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.2012年8月；60(8):1215-26.

doi:10.1002/glia.22341。 Epub 2012年5月16日。

癫痫患者谷氨酸稳态的星形胶质细胞调节

道格拉斯·A·库尔特¹, 开斋节

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PMID： 22592998
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癫痫患者谷氨酸稳态的星形胶质细胞调节

道格拉斯·A·库尔特等。格利亚. 2012年8月.

.2012年8月；60(8):1215-26.

doi:10.1002/glia.22341。 Epub 2012年5月16日。

作者

道格拉斯·A·库尔特¹, 开斋节

附属

¹宾夕法尼亚大学医学院儿科和美国宾夕法尼亚州费城儿童医院，19104-4318。coulterd@mail.med.upenn.edu

PMID： 22592998
预防性维修识别码： PMC3375386型
内政部： 10.1002/glia.22341

摘要

星形胶质细胞在中枢神经系统细胞外神经递质水平的调节中起着关键作用。这一功能对于兴奋性氨基酸谷氨酸尤其突出，估计大脑中80-90%的细胞外谷氨酸摄取是通过星形胶质细胞谷氨酸转运体实现的。这种摄取在调节细胞外谷氨酸的潜在毒性积累和神经递质对抑制性和兴奋性突触的正常再供应方面都具有重要意义。这种神经递质的再供应是通过星形胶质细胞摄取谷氨酸、星形细胞谷氨酰胺合成酶（GS）将谷氨酸转化为谷氨酰胺以及通过特殊的转运体将谷氨酰胺返回兴奋性和抑制性神经元来实现的。谷氨酰胺一旦进入神经元，就会通过酶作用转化回谷氨酸，谷氨酸可直接用于突触传递，也可在脱羧后转化为γ-氨基丁酸。许多神经和精神疾病，尤其是癫痫，都伴随着反应性胶质增生症的发展，这是一种以星形胶质细胞的解剖和生化可塑性为特征的病理学，伴随着这些细胞的增殖。在反应性星形胶质细胞明显的生化变化中，谷氨酸-谷氨酸循环的几个重要调节因子下调，包括GS，也可能包括谷氨酸转运体。这种下调可能对异常兴奋性和癫痫的神经病理学改变都有重要意义。在本综述中，我们综述了星形胶质细胞在调节细胞外谷氨酸稳态、神经递质供应和兴奋毒性方面的正常功能。我们进一步讨论了反应性胶质增生症在癫痫病理生理学中的潜在作用。

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图1
如本综述第一部分所述，该图描述了参与大脑谷氨酸正常稳态的一些主要代谢途径和组织腔室。虚线框表示癫痫患者受影响的区域（在后面的部分中讨论）。简而言之，来自血液的代谢燃料被认为主要进入星形胶质细胞室进行初始代谢，从而从α-酮戊二酸合成谷氨酸。然后，谷氨酸通过星形胶质细胞中的谷氨酰胺合成酶（GS）转化为谷氨酰胺。星形胶质细胞中的谷氨酰胺是神经元中谷氨酸和GABA的重要底物。神经元释放的GABA和谷氨酸可能被星形胶质细胞吸收，并以谷氨酰胺作为代谢产物之一纳入星形胶质细胞代谢。刚刚描述的谷氨酰胺-谷氨酸-GABA代谢途径有时被称为“谷氨酰胺-谷氨酸循环”（红色箭头）和“谷氨酰胺-谷氨酸-GABA循环”（紫色箭头）。缩写：ADP，二磷酸腺苷；丙氨酸氨基转移酶；天冬氨酸转氨酶；三磷酸腺苷；CS，柠檬酸合成酶；γ-氨基丁酸；辅酶A；GAT3、GABA转运体亚型1；GAD65/67，谷氨酸脱羧酶亚型65/67；谷氨酸脱氢酶；GLUTs，葡萄糖转运蛋白；己糖激酶；乳酸脱氢酶；MCT1/2，单羧酸转运蛋白亚型1/2；ME，苹果酸酶；磷酸活化谷氨酰胺酶；丙酮酸脱氢酶；SAT1/2，系统A转运体亚型1/2；SN1，系统N转运体亚型1；VGAT，囊泡GABA转运体；VGLUT，囊泡谷氨酸转运体。

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