少突胶质细胞的募集反应和成熟缺陷是MS病变中髓鞘再生能力缺陷的主要原因。本文将以多发性硬化( multiplesclerosis, MS ) 等疾病为例, 综述少突胶质系细胞在髓鞘的形成及再生方面的研究进展。
1 MS病理概述
脱髓鞘(Demyelination)是轴突周围的髓鞘病理性的丢失及轴突功能的丧失。多发性硬化的特征表现为脱髓鞘病变的空间多发性,因此导致了部分病患的残疾。脱髓鞘的病变经常得不到有效地修复,并且随着时间的延长和病变的慢性化而加剧。MS病理的两个原因导致了疾病发生:病变内轴突的损伤和髓鞘再生能力缺乏。髓鞘再生是指围绕轴突的新髓鞘的形成,还包括恢复轴突的营养支持并且阻止轴突的进一步损伤或消失。在动物模型中,髓鞘功能可以完全恢复,但是在MS病变中髓鞘再生是有限的。
2 少突胶质系细胞对髓鞘生成的影响
少突胶质细胞必须生存、增值并且移行到病变区域才能够形成髓鞘,一旦移行进入脱髓鞘病变处,少突胶质细胞前体细胞分化成为未成熟的少突胶质细胞,进而形成成熟的生成髓鞘的少突胶质细胞。在理论上,少突胶质细胞的生存、增值、成熟、生成髓鞘的任一阶段遇到障碍都会影响髓鞘再生。在多发性硬化的晚期阶段,髓鞘再生还局限于少突胶质细胞的密度。
在多发性硬化病变的早期阶段,可以观察到少量的成熟少突胶质细胞,大量的科学研究发现,MS病变区域内有大量的OPCs和形成髓鞘前的少突胶质细胞,其中少突胶质细胞祖细胞约占1/2。有趣的是,在MS的病损区,未成熟的少突胶质细胞的密度和巨噬细胞的密度呈显著的正相关,这一发现提示慢性炎症的存在在一定程度上促进了成熟少突胶质细胞的生成,或者反映出新病灶区有更多的少突胶质细胞,随着病变发展呈慢性炎症而少突胶质细胞的数量随之减少。因为在MS病变区只有少量的表达GalC的成熟少突胶质细胞,因此推测少突胶质系细胞分化的晚期存在障碍。同样,表达PLP的髓鞘生成前少突胶质细胞明显少于正常的白质区域。在约7%的MS病变区,髓鞘生成前少突胶质细胞的密度几乎等同于发育中的大脑。
在脱髓鞘区,分布的少突胶质细胞密度大概为0-50%的正常白质区;而髓鞘再生的区域,少突胶质细胞密度接近或超过正常白质,在MS的疾病进程中,这些细胞的密度也在不断变化。一些研究者发现,在病变区边缘分布有更多的少突胶质细胞,虽然还没有相关定量研究。在髓鞘生成和病灶的边缘区域,少突胶质细胞并不表现为增值的状态,因此,假如MS病变中心到边缘区,少突胶质细胞分布呈增多趋势,这暗示着少突胶质细胞的移行机制受到了损害,这尤其解释了MS晚期阶段髓鞘生成局限于病变周围。
除了少突胶质细胞的募集和成熟作用,髓鞘生成还需要轴突和少突胶质细胞的相互作用,以促进包绕轴突的多重髓鞘的形成。可以明确的是,MS病变部位的少突胶质细胞表达髓鞘蛋白PLP或MBP。因此,这些髓鞘生成前的少突胶质细胞与轴突相互作用并为形成髓鞘做准备,这提示了在这之后的细胞成熟过程遇到了阻碍,或者是少突胶质细胞成髓鞘能力下降,轴突的敏感性也可能收到了影响。
总之,关于髓鞘形成能力不足有一系列的看法,最显著的是少突胶质细胞成熟和成髓鞘过程遇到障碍。其他重要的因素包括少突胶质细胞移行过程受损或增值困难。几个实验室已经着手研究髓鞘形成局限性的分子病理机制,以期望改善MS患者的髓鞘形成状况。起始数据已经表明许多分子通路及信号传导通路参与了并影响了髓鞘形成,如Notch1,wnt/β-catenin, hyaluronan, LINGO1,RXR等信号通路。
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