神经细胞和小胶质细胞的相互作用与神经变性性疾病的关系

神经细胞和小胶质细胞的相互作用与神经变性

性疾病的关系

仁富亮1 宋少伟1 李恩东2

1.中国医科大学附属第一医院普通外科，辽宁沈阳 110001；2.日本名古屋大学大学院神经免疫科

[摘要] 小胶质细胞是中枢神经系统的构成细胞之一，在很久以前它的存在就已经得到确认。从细胞起源的角度来说，它的机能还尚不清楚。近年来，随着细胞培养和细胞分离技术的不断提高，它的作用也渐渐地被发现和解明。不仅在炎症性神经疾病方面，在缺血性疾病和变性疾病发生时，在变性的神经细胞周围也发现有活化的小胶质细胞。这些来自变性神经细胞且通过特定通路被活化的小胶质细胞，可能对神经有保护作用。不过，近年来也有研究显示，变性神经细胞还有贪食、处理的作用，它可以直接作为效应器来伤害神经细胞。本文讨论小胶质细胞和神经细胞相互之间的作用，以及这些作用对神经变性性疾病的影响。

[关键词] 小胶质细胞；神经细胞；神经变性性疾病；细胞因子；谷氨酸；肿瘤坏死因子α；干扰素β；多发性硬化（MS）；阿尔茨海默氏病（AD）

[中图分类号] R749.1 [文献标识码] A [文章编号] 1672-5654（2013）09（a）-0156-03

Nerve cells and microglia interaction relations with neurodegenerative disease

1

REN Fuliang 1 SONG Shaowei LI Endong 2

and in a long time ago，it has to [Abstract] Microglia is one of the composition of the central nervous system cells，

be confirmed. From the point of view of the origin of cells，its function also is not clear. In recent years，with the improvement of cell culture and cell separation technology，its work is slowly found and unriddled. Not only in terms of inflammatory neurological diseases，when ischemic diseases and degenerative diseases occur, around the degeneration of nerve cells are also found to have activated microglia. These activated microglias may have protective effect on the nervous. In recent years，however，some study shows，the degeneration of nerve cells has the effect of gluttony and treatment，it can directly be as an effector to hurt nerve cell. In this paper we discuss the interaction between microglias and nerve cells，and these effects to the influence of neurodegenerative diseases.

Neurons；Neural degeneration disease；Cytokines；Glutamic acid；Tumor necrosis factor alpha；[Key words] Microglial cells；

Interferon beta；Multiple sclerosis；Alzheimer's disease

近年来，随着细胞培养和细胞分离技术的不断提高，小胶质细胞的作用也渐渐地被发现和解明。不仅在炎症性神经疾病方面，在缺血性疾病和变性疾病发生时，在变性的神经细胞周围也发现有活化的小胶质细胞。这些来自变性神经细胞且通过特定通路被活化的小胶质细胞，可能对神经有保护作用。近几年的研究表明，成年哺乳动物海马等部位的神经发生与CD4+T细胞关系密切，Wolf等发现完全清除CD4+T淋巴细胞可以使海马齿状回神经发生显著减少，脑源性神经生长因子含量明显降低，动物的学习记忆能力明显下降，补充CD4+T细胞以后神经发生现象明显提高。

进一步研究发现，T细胞对神经发生的促进作用是通过小胶活化的小胶质细胞促进新生神经元的存活。质细胞来实现的。

Kim，Bernardino等人在研究中发现用IFN-γ激活的小胶质细胞可以表达一种免疫分子OX40，如果使用OX40的抗体，可以显著抑制激活的CD4+T细胞与IFN-γ激活的共培养引起的T细胞的增殖，提示小胶质细胞可能通过OX40分子，促进损伤部位T细胞的TNF-α存活，从而通过T细胞依赖的免疫反应促进神经发生[2-3]；不过，近年来也有研究显示，在体外具有促进神经发生的作用；

变性神经细胞还有贪食、处理的作用，它可以直接作为效应器来伤害神经细胞。比如在帕金森氏病和阿尔茨海默病（AD）等神经变性疾病的病例讨论中，变性神经细胞的周围发现了有肿瘤坏死因子（TNF-α），白细胞介素（IL-1β）和干扰素（IFN-γ）阳性的小

[课题编号] 沈阳市科技计划项目F11-264-1-09。

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胶质细胞存在，它释放的炎症性细胞因子是导致神经变性的原因。这些神经胶质细胞不仅以瘢痕的形式表现为神经胶质过多症，同时也表现为活跃的慢性炎症。

近年来，神经炎症的说法，普遍为大家所接收。多发性硬化症（MS）的慢性期，在没有细胞浸润的部位，发现有神经轴突变性的表达，这些反应性神经胶质细胞与神经变性之间的关系，将来可能对多发性硬化症（MS）的预后有着不良影响，这种观点最近一直被关注。有人用LPS刺激小胶质细胞得到的条件培养基处理大鼠神经干细胞或祖细胞（NSPCs），结果显示，这种条件培养基可使βIII-tubulin阳性细胞的数量明显减少，同时轴突的分支生长被抑制，提示这种条件培养基能明显抑制NSPCs向神经元分化。另有人发现，将NSPCs暴露于来自激活小胶质细胞的条件培养基时，可使表达DCX（doublecortin）的神经元比例比对照组减少一半，表明神经细胞的迁移被抑制，推测小胶质细胞主要是通过释放炎症调节因子实现这些抑制作用的[5]。

体外实验进一步证实，小胶质细胞可通过释放细胞因子实现其抑制神经发生的作用。小胶质细胞的功能具有环境依赖性，它能够对复杂的环境变化作出相应的调整以应对周围生存环境稳态的改变。虽然用LPS等刺激去激活小胶质细胞并不能反映身体内活化小胶质细胞的全部功能，但这些特定的单一性刺激为进一步揭示小胶质细胞在神经退行性病变过程中对神经发生的调节作用提供了重要线索。

各种神经变性疾病都有着不同的发病机理，不过，我们发现

它们也存在着共同点，那就是在病变部位的变性神经细胞周围，存在有被活化的小胶质细胞和星形细胞[6]

。并且，从肌萎缩性侧索硬化症（ALS）的动物模型的分析来看，与神经细胞自身的异常相比，神经胶质细胞的异常会导致神经细胞的死亡，这一机理也逐渐被解明。另外，从这个被称作”非细胞自发性细胞死亡”观点来看，对于神经变性来说，反应性神经胶质细胞起到非常重要的作用。活化的小胶质细胞抑制神经发生病毒和细菌是脑部感染的两大主要因素。Ekdahl等观察了急性损伤的给予细菌内毒素脂多糖（LPS）后小胶质细胞的反应，他们使用LPS模拟革兰氏阴性细菌感染，观察到急性小胶质细胞激活，新生的神经元死亡，在给予抗菌药物米诺环素后，小胶质细胞的激活被抑制，同时海马神经发生得到保护，并且激活的小胶质细胞数量与海马新生神经元的数量呈负相关，表明激活的小胶质细胞对海马新生神经元有毒害作用[7]

。

在体外实验中，活化的小胶质细胞对神经干细胞的增殖和成熟也表现出抑制作用。Strassburger等采用体外培养的海马脑片研究发现，p38丝裂原激活的蛋白激酶抑制剂SB239063能显著抑制缺塘缺氧引起的炎症反应和小胶质细胞激活，同时促进神经发生[8]

。

小胶质细胞对神经细胞的损伤。从免疫学角度分析，作为先天性免疫细胞的代表—神经小胶质细胞，同时具有伤害性和保护性的作用，被比喻为双刃剑。事实上，活性化小胶质细胞是否对神经有伤害作用，要通过神经细胞和小胶质细胞共培养的体外实验来解释。如果增加小胶质细胞刺激因子，发现它周围的死亡神经细胞数目上升[9]

。

小胶质细胞和神经细胞用微孔膜分开分离培养，在没有直接接触的情况下，活性化的小胶质细胞也能诱导神经细胞死亡。从以上的实验结果来看，考虑是从活性化的小胶质细胞分泌来的液性因子对神经细胞造成的伤害。作为这些液性因子，除了上述提到的炎症性细胞因子以外，还有一氧化氮（NO）和兴奋性氨基酸等。以及在脂多糖（LPS）与干扰素（IFN-γ）共同刺激下培养的海马，使海马的长期增强（LTP）被抑制，等等。由此可见，我们考虑从培养的神经胶质细胞中释放被活化的细胞因子，这些被活化的细胞因子又产生液性因子，从而对神经细胞的功能起到阻碍作用，特别是对神经突触的可塑性阻碍。在这个实验中如果添加炎症性细胞因子和一氧化氮（NO）阻滞剂的话，那么对海马的长期增强（LTP）的抑制也被解除[9]

。

这些结果提示我们，神经胶质细胞由来的细胞因子和其他的液性因子是引起阿尔茨海默病（AD）等认知空间功能障碍的原因。

谷氨酸对神经的伤害。我们在讨论小胶质细胞由来的神经伤害因子作用的同时，也探讨了谷氨酸是如何对神经细胞造成伤害的，这是一个非常重要的问题。TNF-α不能单独诱导神经细胞死亡，可是，它可以对神经小胶质细胞起作用并使它产生谷氨酸，间接地引起非常强的神经细胞伤害。并且，我们也发现，由活性化小胶质细胞产生的谷氨酸，它的释放机理和生理性释放是不一样的。即生理性的谷氨酸通过氨基转移酶的作用而产生的，再通过谷氨酸传送装置介导释放出来，而活性化小胶质细胞会把细胞外的谷酰胺作为基质产生谷氨酰胺酶，再与间隙结合被释放出来。实际上活性化小胶质细胞也会增加谷氨酰胺酶与间隙的结合。因此，可以考虑通过阻碍谷氨酰胺酶合成，或者阻碍它与间隙结合，从而影响生理性的谷氨酸的产生（不诱导副作用）以及它对病态的活性化小胶质细胞由来的谷氨酸的产生，也有可能是仅仅阻碍谷氨酸的释放。我们知道，谷氨酰胺酶阻滞剂和间隙结合阻滞剂是一种低分子量化合物。这两种阻滞剂，在鼠的脑缺血模型实验中，可以用量依赖性的抑制海马部位的神经细胞，从而使神经细胞的死亡时间延迟。这些阻滞剂，以及我们合成的模拟化合物等，将来也许可能成为非常有效的治疗药，为脑缺血后的神经变性或者神经变性疾病患者带来福音，以减少他们的门诊次数以及在门诊的等待时间。

细胞因子对神经伤害。细胞因子是固有免疫反应和适应性免

疫反应的关键调节剂。在CNS感染性疾病和自身免疫性疾病中，组织浸润性免疫细胞、CNS相关的巨噬细胞、小胶质细胞和星形胶质细胞已被确定为CNS特异性炎症中细胞因子的来源，然而，无论是在疾病条件下还是在培养体系中，是小胶质细胞而不是星形胶质细胞作为关键的前炎症细胞因子（IL-1、TNF-α）和免疫调节性细胞因子（IL-12、IL-18）的主要来源[14]。

许多报道表明小胶质细胞通过分泌包括TNF-α、IL-1β和氮氧化物在内的一系列炎性细胞因子和细胞毒性物质而加剧阿尔海默氏病（AD）和多发性硬化（MS）的恶化[15]。在小胶质细胞由来的细胞因子中，TNF-α引起的神经细胞伤害和髓鞘障碍曾被报道过，但是，TNF-α的直接作用并不是那么明显。然而，TNF-α能强有力地诱导小胶质细胞自身产生谷氨酸，进而间接性地引起严重的神经细胞伤害。TNF-α进一步与自己的TNF 感受器结合，用TNF-α产生来诱导自分泌环形成[16]，

并且被慢性的活化，长期持续性地释放谷氨酸。这些被认为是慢性神经伤害的机理。

除此以外，小胶质细胞由来的细胞因子IFN-γ也有神经伤害作用。IFN-γ被认为是以Ｔ细胞为首的免疫细胞产生的特异性的细胞因子，迄今为止我们很清楚的知道巨噬细胞和小胶质细胞会产生IFN-γ[18]。

有证据表明，在中枢神经系统发生炎症时小胶质细胞和巨噬细胞是脑内源性的IFN-γ生产者，反过来，IFN-γ也是小胶质细胞强大的激动剂，使其产生各种细胞因子，如在阿尔茨海默氏症中，IFN-γ与Aβ发挥协同作用，共同刺激小胶质细胞产生

一氧化氮（NO）

[19]

，IFN-γ还可以上调小胶质细胞MHC及CD40的基因表达，从而构成正反馈，在疾病持续、进展中发挥作用。另外，IFN-γ还可以通过使组织中TNF-α受体-1表达增加而促进TNF-α作用[20]。

IFN-γ信号,协同TNF-α的作用，在帕金森症促进和维持神经胶质细胞的激活中有关键作用[21]。

IFN-γ单独诱导也会引起神经轴索串珠样变性，从而导致轴索运输的障碍，但不会诱导神经细胞死亡。不过它可以与谷氨酸受体AMPA协调作用来诱导神经细胞死亡。我们调查了这个机理，IFN-γ受体和AMPA 受体GluR1形成复合体的情形[22]。

IFN-γ如果与神经细胞的IFN-γ受体结合，形成复合体的GluR1会引起Ca的流入，与谷氨酸-NMDA受体的刺激一样，同样会引起神经细胞的伤害。神经细胞在受伤害的时候会释放出各种各样的液性因子，我们也清楚地知道小胶质细胞有增强神经保护的作用[23]。

另一方面，神经细胞也不甘心忍受伤害刺激，同时也会积极地释放”帮助我的信号”来保护自己[24]。结语

从以上的结果分析来看，小胶质细胞和神经细胞的相互作用，可以对神经变性疾病起到起很重要的作用，同时，这也能帮助我们更好的理解神经疑难病症。我们探讨了小胶质细胞由来的神经伤害因子，以及神经毒素性最强的因子--谷氨酸和小胶质细胞，同时，也对谷氨酰胺酶产生的谷氨酸与间隙结合释放进行了研究。在肌萎缩性侧索硬化症（ALS）和阿尔茨海默病（AD）的动物模型实验中，明确了间隙结合阻滞剂对其临床症状有明显的改善作用期待它早日成为有前途的治疗药物。

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（下转第159页）

疗后：传统的护理模式一般是由医生告诉患者在治疗时需要注意的问题以及复诊的时间，但是四手操作模式则是在医生书写病历期间由护士负责治疗之后的其他工作。

3.2 四手操作技术的培训要定期开展，将应用的效率提高

四手操作技术的培训定期进行，使医务人员掌握好四手操作的要求，具体如下：①医护人员在治疗时姿势必须正确。②在操作时，治疗器械的类型、部位、传递时间必须正确。一般情况下，医生都坐在患者头部右后方，即相当于11点左右的工作位，操作的高度则在胸骨中部。护士则坐于3点左右的工作位，且护士所坐的位置一般都比医生高出12~15 cm左右，这样护士视物的平面就会比医生高出大于4 cm，护士的视野就可以更加清晰，不容易产生疲劳。在操作的过程中，护士一般在4~6点左右的位置进行材料和器械的传递。患者取仰卧位或者接近于仰卧位，并在治疗椅的12~2点左右的位置留出一定的空间，用来放置治疗车。3.3 口腔护理人员配备的力度要加大

在配备口腔护理人员时，管理者关键是要处理好四手操作法一对一的人力和减员增效之间的效应关系，然后组成医疗小组，保证四手操作技术开展的有效性，而且可以使医生和护士都处在一种和谐、轻松的工作状态，降低医护人员的疲劳度，提高治疗的效率，保证治疗的质量。

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（收稿日期：2013-06-13）

（上接第157页）

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（收稿日期：2013-06-13）