【原】Nature子刊综述：少突胶质细胞EVs对轴突支持的机制|每日速讯

来源：个人图书馆-hzangs 2023-06-02 18:43:56

最近的研究发现，细胞外囊泡（EVs）已经成为神经系统中细胞通讯的多功能元素，介导组织稳态。EVs通过细胞之间的分子载体水平转移和触发信号通路来影响其靶细胞的生理学。近日，Nature Reviews Neuroscience杂志上发表一篇综述，讨论了最近的少突胶质细胞来源的细胞外囊泡对轴突支持的机制的研究工作，揭示了EVs介导少突胶质细胞和神经元之间的相互作用，这对于维持轴突的结构完整性是相关的。在神经元活动的刺激下，髓鞘少突胶质细胞释放EVs，这些EVs被神经元内吞并提供给轴突关键因子，从而改善轴突运输、应激抵抗和能量稳态。因此，胶质细胞到神经元的EVs转移是轴突保护的重要方面。当胶质支持受损时，轴突完整性会逐渐丧失，如在髓鞘相关疾病、其他神经退行性疾病和正常衰老中观察到。综述重点介绍了髓鞘少突胶质细胞使用的机制来维持轴突完整性和功能。

(资料图片仅供参考)

在所有的双侧对称动物中，神经元及其轴突与胶质细胞相关联。事实上，神经元网络需要胶质指导和支持才能形成和维持。特别是，在大型动物中，远离细胞体的长投射轴突可能会延伸很远，这会产生代谢和分子需求，如果不通过轴突-胶质合作来满足这些需求，则可能导致神经退行性疾病。在包括人类在内的有颌脊椎动物中，微胶质细胞、星形胶质细胞和形成髓鞘的胶质细胞提供多种支持功能，这些功能对于高效和健康的神经系统至关重要。例如，长投射的脊椎动物轴突通常被多层压缩的胶质膜包裹，称为髓鞘。由中枢神经系统中的少突胶质细胞和周围神经系统中的施万细胞提供，髓鞘限制动作电位到未髓鞘化的兰维尔结点，在该结点上电压门控钠通道高度集中。因此，髓鞘有助于跳跃式、快速的神经传导。由此产生的快速运动和感觉反应提供了明显的好处，被认为是有颌脊椎动物捕食性生活方式或快速逃避反应所需的。

图1、轴突-胶质细胞相互作用和髓鞘维持轴突的功能。除了为跳跃式神经传导提供髓鞘外，少突胶质细胞通过外泌体转移支持轴突维护和能量稳态，通过提供能量底物促进轴突线粒体的ATP产生，水解神经元衍生的代谢物N-乙酰天冬氨酸（NAA），具有抗氧化功能，对抗反应性氧化物种（ROS），在轴突活动时维持离子平衡，并通过表达将谷氨酸转化为谷氨酰胺的酶（GLUL）来促进谷氨酸的循环利用。营养分子在寡突胶质细胞和轴突之间双向信号传递。

作为一种导电加速功能的副作用，髓鞘可以保护它们髓鞘化的轴突免受相邻的实质组织的影响。事实上，沿着大部分长度被髓鞘包裹的轴突的微环境是由相邻的最内层髓鞘层构成的，也称为内舌或内侧髓鞘。正如该综述中所讨论的那样，这个非紧密细胞质性的髓鞘亚区域特别专门于促进轴突-胶质细胞相互作用，并支持髓鞘化轴突的代谢和稳态。在非髓鞘化轴突或Ranvier结点处或突触处，类似的功能可能由星形胶质细胞或非髓鞘化施万细胞提供；在非髓鞘化物种中，它们可能由包覆胶质细胞提供。

细胞外囊泡的分类

最近的研究目标是阐明轴突如何局部更新和替换其结构组分和代谢所需的酶。这篇综述重点介绍了近期在理解寡突胶质细胞来源的细胞外囊泡（EVs）在维持轴突完整性方面的功能相关性和机制。这些EVs可以从最内层髓鞘中释放出来，作为寡突胶质细胞对轴突的支持机制，从而实现复杂生物分子的传递。

少突胶质细胞-轴突通讯中的外泌体

总之，从生物合成和释放到摄取和货物功能的整个髓鞘-轴突外泌体转移途径已经阐明。这提供了对EV信号传导机制的深入了解，并改善了我们对维持轴突-髓鞘单元的途径的理解。少突胶质细胞外泌体依赖性支持轴突和小代谢物的交换对于保持轴突完整性至关重要。少突胶质细胞外泌体通过输送复杂的大分子和单羧酸转运蛋白的能量代谢物相互协作，提供必要的胶质支持，因此在轴突维护中具有互补功能。

外泌体在轴突维持和完整性中的功能

代谢支持和外泌体转移都是响应于轴-髓传递的。虽然代谢支持提供能量底物以燃料轴突线粒体，但外泌体的转移是最佳线粒体能量产生和长期维持稳态所必需的。当我们旨在通过治疗获益于神经退行性疾病时，提高我们对少突胶质细胞和神经元之间分子和细胞相互作用的理解非常重要。考虑到轴-髓单元的完整性也受到正常衰老的影响，维持轴突稳态的治疗方法对于抵消衰老对我们神经系统以及我们运动、感觉和认知能力的年龄相关下降产生负面影响具有巨大的潜力。

胶质细胞支持的机制——外泌体依赖和代谢支持之间的合作

参考文献：

Krämer-AlbersEM, Werner HB. Mechanisms of axonal support by oligodendrocyte-derivedextracellular vesicles. Nat Rev Neurosci2023 May 31. doi:10.1038/s41583-023-00711-y. PMID: 37258632.

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