神經科學的主要挑戰之一是中樞神經系統(大腦和脊髓)在受傷後基本上無法再生。造成這種缺乏修復的一個因素是損傷部位細胞和髓鞘碎片的積聚。碎片不能被有效地吞噬,並且在初始損傷後可以持續數年,導致炎症抑制軸突再生。中樞神經系統中負責吞噬的主要細胞是小膠質細胞和星形膠質細胞。雖然這兩種細胞都是有能力的吞噬細胞,但它們清除細胞和髓鞘碎片的能力在中樞神經系統病變中減弱。與中樞神經系統不同的是,周圍神經系統可以再生,除非損傷很複雜或很大。這部分是由於外周膠質細胞在損傷後快速吞噬碎片的能力,然後是炎症的調節和支援軸突生長的生長因子的分泌。促進再生的能力導致了在移植治療中使用外周神經膠質來治療中樞神經系統損傷,特別是脊髓損傷。這些周圍神經膠質細胞是雪旺氏細胞和嗅鞘細胞。雖然這些膠質細胞有許多相似之處,但也有明顯的區別。例如,對雪旺細胞和嗅鞘細胞轉錄組的比較表明,嗅鞘細胞表達的與組織修復相關的因子水平高於雪旺細胞,包括參與吞噬和降解的因子。瞭解這些差異有助於指導和改進中樞神經系統的移植治療。雖然周圍神經損傷很少發生,但當它們發生時,雪旺細胞透過轉化為修復表型來吞噬髓鞘和/或壞死細胞產生的碎片。雪旺細胞是外周神經損傷後的第一反應細胞,清除碎片;在較大損傷後需要巨噬細胞和中性粒細胞等專業吞噬細胞。雪旺細胞釋放促炎細胞因子和趨化因子後,這些額外的吞噬細胞被招募到損傷部位。
來自澳大利亞格里菲斯大學的Jenny Ekberg團隊認為,嗅覺神經不同於其他周圍神經,由於感覺嗅覺神經元的不斷更新,嗅覺神經在整個生命過程中不斷再生。嗅覺神經的損傷或感染可導致碎片數量增加,是由於受損的神經元/軸突和其他正在壞死的細胞(非程式性細胞死亡)引起的。與雪旺細胞相似,嗅鞘細胞也能吞噬細胞碎片。與雪旺細胞不同的是,嗅鞘細胞持續吞噬碎片,並且不招募巨噬細胞。嗅鞘細胞是嗅覺神經的主要吞噬細胞。嗅鞘細胞和雪旺細胞都是壞死小體的有效吞噬細胞,兩種細胞型別之間有著重要的區別。嗅鞘細胞能吞噬大量壞死小體和髓鞘碎片,比雪旺細胞降解壞死小體更快。嗅鞘細胞在此過程中不產生促炎細胞因子,而雪旺細胞產生促炎細胞因子;嗅鞘細胞似乎不吸引巨噬細胞。總的來說,嗅鞘細胞是更有效的吞噬細胞,引起的炎症更少,因此比雪旺細胞更適合移植到受損的中樞神經系統。移植嗅鞘細胞修復中樞神經系統損傷可有助於壞死體的清除,並阻止促炎性巨噬細胞/小膠質細胞向損傷部位聚集。為了改善治療效果,進一步確定參與這一過程的細胞和分子機制也很重要,特別是當膠質細胞被移植到促炎中樞神經系統損傷部位中時。瞭解細胞和分子機制也有助於發現新的藥物,可用於刺激嗅鞘細胞和雪旺細胞的吞噬活性,進一步提高其治療潛力。
文章在《中國神經再生研究(英文版)》雜誌2021年 2 月 2 期發表。
文章來源:Nazareth L, St John J, Ekberg J (2022) Improving cell transplantation by understanding and manipulating the phagocytic activity of peripheral glia. Neural Regen Res 17(2):313-314.