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神经元和胶质细胞标记物

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通路描述:

中枢神经系统 (CNS) 和周围神经系统 (PNS) 细胞最初通过形态学检测,而现在则通过在正常或疾病状态下对各类型细胞都具有的特异性蛋白检测。表达的空间和时间变化使这些标记物描述更加复杂,而且这些变化还受遗传和表观遗传级联的调节。尽管十分错综复杂,但仍在胚胎形成、成体神经发生和神经退行性疾病的发病机理中发现了 CNS 和 PNS 细胞的许多生物标记物。

哺乳动物神经系统的所有神经元均起源于神经干细胞,神经干细胞有自我更新和多潜能性的特征。在神经发生前,这些干细胞形成单层组成神经板和神经管的神经上皮。神经上皮细胞主要由 Notch1 信号转导驱动,从而产生被称为放射状胶质细胞和雪旺细胞的相关细胞类型。放射状胶质细胞 (RGC) 保留了神经上皮特性,包括表达中间丝蛋白 Nestin 和 SRY 性别决定区 2 框 (Sox2)。它们还显示了多种星形胶质细胞特性,包括表达星形胶质细胞特异性谷氨酸转运蛋白 (GLAST)、Ca2+- 结合蛋白 S100β 和脑脂结合蛋白 (BLBP)。未成熟施万细胞位于 PNS 中,显示可上调神经细胞黏附分子 (NCAM) 和胶质纤维酸性蛋白 (GFAP)。进一步成熟后,施万细胞的髓鞘相关基因(例如髓鞘碱性蛋白 (MBP))表达升高,以支持它们作为 PNS 运动和感觉神经元的鞘产生胶质细胞的作用。

中间祖细胞来源于放射状胶质细胞,能产生 CNS 中的大多数成熟神经元。中间祖细胞的特点是表达配对框 6 (Pax6),这是一种调节 NSC 增殖和分化的多功能转录因子。在神经发生后期,这些细胞上调双肾上腺皮质激素 (DCX) 和神经源分化因子 1 (NeuroD1),后者可作为一种神经元命运决定子发挥作用。在成熟时,哺乳动物神经元细胞体通过神经元特异性烯醇化酶 (NSE)、微管结合蛋白 2 (MAP2) 和神经元特异性核蛋白 (NeuN) 的表达确定。应注意的是,某些神经元集群不表达 NeuN,包括高尔基细胞、浦肯野细胞、嗅球僧帽细胞、视网膜感光细胞、下橄榄和齿状核神经元以及交感神经节细胞。根据方向(传入神经元、传出神经元、中间神经元)、对其他神经元及靶标的作用(例如运动神经元)、放电模式和神经递质产生,可进一步对成熟神经元进行细分。中间神经元表达多种钙结合蛋白(calbindin 和 calretinin),而运动神经元则表达同源框基因 HB9。分泌神经递质的神经元可通过化学合成和分泌所需的以下酶/转运蛋白来区分:囊泡谷氨酸转运体 1/2 (VGLUT1/2)(谷氨酸能神经元)、谷氨酸脱羧酶 1/2 (GAD1/2)(γ-氨基丁酸能神经元)、醛脱氢酶 1 家族成员 A1 (ALDH1A1) 和酪氨酸羟化酶 (TH)(多巴胺能神经元)、色氨酸羟化酶(羟色胺能神经元)以及胆碱乙酰转移酶 (ChAT)(胆碱能神经元)。

除了神经元以外,成体 CNS 还包含其他在正常和疾病状态下促进脑正常发挥功能的细胞。这些细胞包括小胶质细胞、少突胶质细胞和星形胶质细胞。小胶质细胞来源于卵黄囊,是 CNS 的定居巨噬细胞。它们的中胚层起源与其他骨髓细胞类似,尤其是整合素 α M (ITGAM/CD11b) 和表面糖蛋白 F4/80 的表达。少突胶质细胞是一种特殊的胶质细胞类型,通常通过髓鞘蛋白确定,包括髓鞘少突胶质细胞糖蛋白 (MOG)、髓鞘相关糖蛋白 (MAG) 和 MBP。星形胶质细胞(一组非髓鞘形成神经胶质)的时间和空间模式与少突胶质细胞类似。成熟星形胶质细胞最具特异性的标记物是 GFAP 以及 S100β 表达。

特异性生物标记物还能用来提示神经退行性疾病,例如阿尔茨海默病 (AD)、帕金森病 (PD) 和肌萎缩性脊髓侧索硬化症 (ALS)。大量研究表明,淀粉样蛋白-β (Aβ) 斑块和过度磷酸化的 τ 富集缠结与 AD 的发病机理有关。路易氏小体是一种 PD 病理标记物,其特点是有 α-突触核蛋白内含物,可导致多巴胺能神经元缺失。PTEN 诱导假定激酶 1 (PINK1) 和亮氨酸富集重复序列激酶 2 (LRRK2) 是在家族性 PD 中可发生突变的激酶。影响上位和下位运动神经元的 ALS 与超氧化物歧化酶 1 (SOD1)、TAR DNA-结合蛋白-43 (TDP-43) 和 RNA-结合蛋白 FUS 的多种特异性基因突变有关。在病理条件下,小胶质细胞在被刺激后可显示出能确定不同小胶质细胞身份(最近被确定为疾病相关的小胶质细胞 (DAM))的分子标签。DAM 的成熟过程经历两个阶段。在第一阶段,自我平衡的小胶质细胞通过上调在骨髓细胞上表达的触发受体 2 (TREM2)、ApoE 和 Dap12 成长为阶段 1 DAM 小胶质细胞,并同时下调包括 P2ry12 和跨膜蛋白 119 (TMEM119) 在内的自我平衡标签。通过上调骨桥蛋白 (Spp1) 和胱抑素 7 (CST7),DAM 以一种 TREM2 依赖的方式成长为阶段 2 DAM。尽管 DAM 主要与 AD 有关,但目前 DAM 对其他神经退行性疾病的促进作用已经成为一个重点研究领域。

主要文献:

创建于 2018 年 9 月
  • 激酶激酶
  • 磷酸酶 磷酸酶
  • 转录因子转录因子
  • CaspaseCaspase
  • 受体受体
  • 酶
  • 促凋亡促凋亡
  • 促生存促生存
  • GAP/GEFGAP/GEF
  • GTP 酶GTP 酶
  • G 蛋白G 蛋白
  • 乙酰化酶乙酰化酶
  • 脱乙酰酶脱乙酰酶
  • 核糖体亚基核糖体亚基
  • 直接刺激修饰直接刺激修饰
  • 直接抑制修饰直接抑制修饰
  • 多级刺激修饰多级刺激修饰
  • 多级抑制修饰多级抑制修饰
  • 暂时性刺激修饰暂时性刺激修饰
  • 暂时性抑制修饰暂时性抑制修饰
  • 亚基或裂解活化产物的分离亚基或裂解活化产物的分离
  • 亚基结合亚基结合
  • 转位转位
  • 转录性刺激修饰转录性刺激修饰
  • 转录性抑制修饰转录性抑制修饰
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