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生物谷@NeurochemInt：研究揭示脑癌细胞如何将正常细胞变成它的帮凶！


2020年4月14日讯 /生物谷BIOON /——当大脑受伤时 ， 被称为星形胶质细胞的星形脑细胞就会来帮忙 。 就神经胶质瘤(最常见的原发性脑瘤)而言 ， 这种保护作用是有代价的 。
发表在Neurochemistry International杂志上的一项新研究表明 ， 神经胶质瘤会改变星形细胞的功能 ， 而星形细胞的功能通常是防止大脑充斥过多的兴奋性化学物质 。 这可能导致许多脑癌患者的癫痫发作 。
该研究共同通讯作者、弗吉尼亚理工学院（VTC）生物医学研究所副教授Stefanie Robel说道："癫痫是一种严重的、使人衰弱的并发症 ， 影响大多数原发性脑瘤患者 。 不幸的是 ， 癫痫极大地降低了生活质量 ， 而我们现有的抗癫痫药物并不是对所有患者都有效 。 "

生物谷@NeurochemInt：研究揭示脑癌细胞如何将正常细胞变成它的帮凶！
本文插图

图片来源：Virginia Tech
"我的实验室正在寻找导致神经胶质瘤癫痫发作的其他细胞和分子靶点 ， 到目前为止 ， 我们发现肿瘤周围形成疤痕的星形胶质细胞发挥了重要作用 。 "
胶质瘤是一种竞争性的、快速生长的肿瘤 ， 就像所有其他活细胞一样 ， 它需要能量来源才能存活 。 胶质瘤主要由神经胶质细胞组成 ， 它接管了大脑的微血管系统 ， 从其他健康细胞中吸取新鲜的营养物质 。 这些肿瘤还释放出有毒水平的谷氨酸 ， 这是一种兴奋性神经递质 ， 可以杀死大脑中密集分布的健康神经元 ， 为癌症的生长创造空间 。 大量的谷氨酸也会使更多的神经元活化 ， 从而导致癫痫 。
星形胶质细胞迅速在肿瘤上形成疤痕 ， 以保护大脑免受进一步损伤--但这是有代价的 。
"一般情况下 ， 你会认为星形胶质细胞会缓冲任何额外的谷氨酸 。 他们的部分工作是通过去除过量的谷氨酸和钾来保持神经元的平衡和平衡状态 ， " Robel说 ， 她同时也是VTC神经科学学院和VTC Carilion医学院的助理教授 。 "就像微型真空吸尘器一样 ， 它们可以清理漂浮在脑细胞中的神经递质和离子 。 "
但是包围胶质瘤的星形胶质细胞表现出不同的分子特征 ， 这是基于它们与癌症的接近程度 。 直接接触肿瘤的细胞被拉长和肿胀 ， 模仿了与癫痫相关的其他脑损伤的反应 ， 如中风或身体创伤 。
电生理学和染色实验表明 ， 拉伸的细胞也缺乏适当的蛋白质定位或功能 ， 而这些蛋白质是在星形细胞内运输钾和谷氨酸所必需的 。 这些细胞还失去了将谷氨酸转化为谷氨酰胺的重要的酶过程 ， 谷氨酰胺是神经元用来抑制活动的分子 。
在这种情况下 ， 大脑中兴奋和抑制的微妙平衡就会出现问题 。
肿瘤释放出的有毒的谷氨酸水平 ， 由于星形胶质细胞功能失调而加剧 ， 会破坏健康的神经元 。 之前由Sontheimer领导的研究表明 ， 悬浮在脑细胞之间的液体达到了有害的兴奋性水平--足以引发癫痫 。 在第一次癫痫发作后 ， 相关的神经回路会优先加强 ， 这使得未来更有可能发生癫痫发作 。
"肿瘤是一个动态的、活的组织 ， 它向周围的神经胶质细胞和神经元发送和接收化学信号 ， 影响它们的行为 ， "Robel说 。 "我们看到的是 ， 胶质细胞反应中星形细胞功能和形态的这些细微变化可能会对患者产生非常大的影响 。 "
随着更多关于星状细胞对损伤、疾病和癌症反应的研究发表 ， Robel希望更大的模式将出现 。
Robel说："如果我们能够了解星形胶质细胞在胶质瘤、脑创伤甚至自闭症中的作用 ， 也许这些包罗一切的生物学模式将有助于我们发现新的诊断方法、治疗方法和治疗方法 ， 以帮助那些患有各种疾病的患者 。 "（生物谷Bioon.com）
参考资料：
【1】Susan C. Campbell et al ，Potassium and glutamate transport is impaired in scar-forming tumor-associated astrocytes ，Neurochemistry International (2019). DOI： 10.1016/j.neuint.2019.104628


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