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Neuron:北京大学井淼等发现,相互作用的神经胶质回路校准损伤信息并控制组织反应平衡

来源:iNature 2026-04-19 09:41

该研究表明,星形胶质细胞和小胶质细胞形成一个相互作用的信号回路,并通过小胶质细胞IL-1β介导的负反馈实现平衡的ATP释放,使大脑校准损伤反应,启动平衡的组织反应。

脑损伤引起复杂的组织反应,这些反应在激活和消除之间动态调节,然而控制这种平衡的机制仍然难以捉摸。

2026年4月15日,北京大学井淼、匈牙利科学院实验医学研究所A´ da´ m De´ nes共同通讯在Neuron在线发表题为“A reciprocal glial circuit calibrates injury information and governs the tissue response balance”的研究论文。该研究表明,星形胶质细胞和小胶质细胞形成一个相互作用的信号回路,并通过小胶质细胞IL-1β介导的负反馈实现平衡的ATP释放,使大脑校准损伤反应,启动平衡的组织反应。

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中枢神经系统(CNS)损伤是全球慢性残疾和死亡的主要原因。急性损伤时,大脑启动复杂的病理级联反应,包括细胞激活、炎症信号和组织重塑,但其不受控制的放大或持续可能破坏组织完整性,导致二次损伤和长期功能障碍。这些观察提出了一个基本问题,即如何调整损伤反应,包括其程度、时间和空间分布,以匹配损伤程度并确保适当的反应。

星形胶质细胞和小胶质细胞具有独特的位置来感知和整合损伤信号并形成下游反应。星形胶质细胞对各种刺激做出反应,并释放信使来调节局部免疫环境或形成防止损伤扩散的胶质瘢痕。小胶质细胞作为常驻的大脑免疫细胞,可快速感知损伤诱导的变化,并通过细胞因子的产生和吞噬作用清除细胞碎片来协调炎症。新出现的证据表明,胶质细胞通过化学信号进行双向交流,以形成调节网络;然而,其机制及其对损伤反应的贡献仍不清楚。

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机理模式图(图源自Neuron

该研究发现,急性损伤诱发局灶性细胞外ATP事件(Inflares),其特征性时空信号与损伤严重程度成定量比例,提示损伤校准的神经胶质机制。进一步揭示,小胶质细胞通过基于细胞外ATP水平和细胞状态调节白细胞介素(IL)-1β的输出,对炎症产生负反馈。IL-1β信号通过IL-1R1和细胞内Ca2+-钙调神经磷酸酶信号直接被星形胶质细胞接收,在细胞内与损伤输入汇合,形成Panx1依赖的ATP释放。这些双向相互作用形成了一个相互的神经胶质回路,加强了平衡的损伤反应,而破坏该回路会破坏动态控制,削弱细胞反应性并恶化早期损伤结果。该发现揭示了动态调节组织损伤反应的神经胶质回路和分子参与者。

参考消息:https://www.cell.com/neuron/fulltext/S0896-6273(26)00222-9

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