综述:少突胶质前体细胞(OPCs)在精神疾病中的经典与非经典作用

【字体: 时间:2025年05月16日 来源:npj Mental Health Research

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  该综述聚焦少突胶质前体细胞(OPCs)在精神疾病中的作用,探讨其在精神分裂症、双相情感障碍、创伤后应激障碍及抑郁症中的经典(髓鞘形成)与非经典(突触调节等)通路,分析潜在共同机制,为精神疾病研究和治疗提供新方向。

  

少突胶质前体细胞(OPCs)在精神疾病中的多维度作用


一、OPCs 的功能异质性与精神疾病关联


少突胶质前体细胞(OPCs),又称 NG2 胶质细胞,广泛分布于中枢神经系统(CNS),表达血小板衍生生长因子受体 α(PDGFRα)和 NG2 蛋白聚糖等特异性标记。传统认为,OPCs 作为前体细胞库,可分化为少突胶质细胞并维持髓鞘形成,这一经典作用对神经健康至关重要,包括为轴突提供代谢支持和确保跳跃式传导。近年来研究发现,OPCs 还具备多种非经典功能,如参与突触调节、损伤反应、免疫调节、血脑屏障完整性维持、细胞外 K+稳态及神经元可塑性等。

OPCs 对周围分子环境变化高度敏感,可通过增殖、迁移、分化和启动髓鞘形成响应刺激,包括神经元活动。此外,OPCs 可直接接收 GABA 能和谷氨酸能神经元的突触输入,近期证据表明其还能与 GABA 能神经元形成突触,直接调节后者功能。OPCs 及少突胶质细胞生成与运动、体感和认知任务的完成相关,凸显其在脑功能中的多样化作用。鉴于此,OPCs 在精神疾病中的潜在作用日益受到关注。

二、精神疾病中 OPCs 的研究现状与方法


通过对 Web of Science 和 PubMed 数据库的检索,结合手动筛选,共纳入 34 篇 2003-2024 年发表的英文研究文章,聚焦精神分裂症(SCZ,n=18)、重度抑郁症(MDD,n=14)、双相情感障碍(BD,n=5)和创伤后应激障碍(PTSD,n=1)。研究方法涵盖免疫组织化学、免疫印迹、mRNA 水平定量(qPCR、微阵列、批量 RNA 测序、单细胞核 RNA 测序和单细胞 RNA 测序)、蛋白质组学、诱导多能干细胞(iPSC)衍生细胞、单核苷酸多态性(SNP)基因分型及计算方法等。

多数研究聚焦皮质和皮质下区域及边缘区,这些区域与精神疾病患者常受损的认知和情感功能相关。值得注意的是,关于 OPCs 非经典通路的研究起步较晚,首篇相关论文于 2015 年发表,且多数发现来自同一研究团队或数据集,提示需更多独立研究验证。

三、不同精神疾病中的 OPCs 异常


(一)精神分裂症(SCZ)

SCZ 是一种严重的多基因精神疾病,全球终身患病率约 1%,男性发病率略高。其病因不明,症状多样,涉及成熟少突胶质细胞和髓鞘。OPCs 在 SCZ 中的作用主要体现在以下方面:

  • 遗传变异与 iPSC 研究:染色体 15q22-24 区域包含 CSPG4/NG2 基因,其罕见错义突变与 SCZ 相关。携带 CSPG4A131T突变的 iPSC 衍生 OPCs 显示细胞大小减小、NG2 蛋白翻译后加工异常及细胞定位改变,伴随少突胶质细胞生成和细胞活力降低。此外,SCZ 患者 iPSC 衍生的少突胶质细胞谱系细胞数量减少,且 OPCs 分化延迟与脑白质髓鞘含量缺陷相关。
  • 基因表达与蛋白质改变:SCZ 患者壳核中 CPSG4/NG2 转录本水平升高,而背外侧前额叶皮层中 OLIG1、OLIG2 和 SOX10 转录本减少。Ephrin B 信号通路相关蛋白(如 GNB4 和 VAV2)在胼胝体中的改变提示神经元 - OPC 通讯功能障碍。
  • 组织学改变:青少年起病 SCZ 患者顶叶皮层 OPCs 密度降低,成年起病者仅部分区域密度下降,且男性壳核 OPCs 密度降低。部分研究发现 SCZ 患者前额叶皮层 OPCs 形态复杂性增加,可能与 Disrupted in schizophrenia 1(DISC1)基因截断异构体表达增加有关。

(二)双相情感障碍(BD)

BD 是一种严重的慢性情绪障碍,全球终身患病率约 2.4%。OPCs 在 BD 中的研究有限,且多数发现与 SCZ 重叠:

  • 背外侧前额叶皮层中 OPC 富集的 DDR1 转录本异构体减少。
  • 壳核中 CPSG4/NG2 转录本水平升高,但仅男性患者 OPCs 密度降低,而前额叶皮层 OPCs 密度无显著变化。

(三)重度抑郁症(MDD)

MDD 是一种严重的情绪障碍,全球终身患病率 15-18%,女性发病率约为男性两倍。OPCs 在 MDD 中的作用涉及经典与非经典通路:

  • 基因表达:颞叶皮层中 SOX10 和 OLIG2 mRNA 及髓鞘相关转录本减少。单细胞核转录组学研究发现,MDD 患者前额叶皮层近 50% 的转录失调涉及深层兴奋性神经元和未成熟 OPCs,提示神经元 - OPC 通讯缺陷。
  • 组织学改变:男性 MDD 患者壳核 OPCs 密度降低,而前额叶白质 OPCs 密度增加。童年创伤相关 MDD(MDD-CA)患者脑区出现少突胶质细胞谱系成熟动力学改变,如前扣带回皮层髓鞘碱性蛋白(MBP)减少,且 OPC 与小白蛋白(PV)神经元的接近度及围神经元网(PNNs)相关转录本增加。

(四)其他精神疾病

PTSD 研究发现,OPCs 和兴奋性神经元中富集的 RAB27b、LMOD1 和 EXOC6 基因与创伤相关信号通路异常有关。涉及多种精神疾病的研究显示,OPC 和 GABA 能神经元相关遗传变异与脑结构改变相关,提示非经典 OPC 通路的潜在作用。

四、挑战与未来方向


当前研究显示,OPCs 在精神疾病中的作用存在显著异质性,可能与方法学差异、药物影响及疾病复杂性有关。尽管现有数据支持 OPCs 参与精神疾病,但具体病理机制尚不明确。未来研究需结合多组学技术、多模态磁共振成像和临床队列,进一步探索基因 - 环境相互作用对 OPCs 的影响,并采用跨诊断研究框架(如美国国家心理健康研究所的研究领域标准),以揭示 OPCs 在特定症状或病理亚型中的作用。

鉴于 OPCs 在脑回路成熟中的关键作用,早期干预可能成为预防和治疗精神疾病的新策略。深入理解 OPCs 的经典与非经典功能,有望为开发个性化治疗和神经保护措施提供理论依据。

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