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单侧前庭神经切断术后急性补偿期内神经胶质生成而非神经发生的关键作用
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月29日 来源:IBRO Neuroscience Reports 2.0
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针对单侧前庭损伤后运动症状快速恢复的细胞机制不明问题,香港大学团队通过大鼠模型发现,急性补偿期(2周内)前庭核(VN)中巢蛋白(nestin)与胶质纤维酸性蛋白(GFAP)双标细胞显著增殖,而成熟神经元标记物NeuN阳性细胞数量不变,证实此阶段以胶质生成(gliogenesis)为主导。该研究揭示了前庭代偿早期依赖胶质细胞重塑神经可塑性的新机制,为前庭康复策略提供理论依据。
论文解读
前庭系统如同人体的"陀螺仪",负责感知头部运动和空间定位。当单侧前庭输入突然丧失(如神经损伤),会引发剧烈眩晕、眼球震颤和平衡障碍。尽管临床观察到患者症状常在2周内自发改善(称为前庭代偿),但其背后的细胞机制长期存在争议。既往研究在损伤1个月后观察到前庭核(Vestibular Nucleus, VN)的神经发生现象,但急性代偿期(症状恢复的关键窗口)的细胞事件仍是未解之谜——究竟是新生神经元还是胶质细胞主导了这一快速修复过程?
香港大学研究团队在《IBRO Neuroscience Reports》发表的研究给出了答案。通过精确损毁大鼠Scarpa神经节建立单侧前庭神经切断模型,结合磁共振成像(MRI)验证手术效果,采用免疫荧光双标技术追踪细胞增殖(BrdU/EdU标记)与分化(nestin/GFAP/NeuN/DCX标记),系统分析了急性代偿期VN的细胞动态变化。
关键技术方法
研究通过手术切除Scarpa神经节建立单侧前庭损伤模型(n=47大鼠),术后2、4、7、14天取材。采用7T MRI验证手术成功性,免疫组化检测nestin、GFAP、NeuN等标志物,BrdU/EdU标记增殖细胞,双标免疫荧光定量分析细胞共表达特征。统计学采用t检验和单因素方差分析。
研究结果
3.1 VN中nestin免疫活性的分布模式
损伤后2天即出现同侧VN巢蛋白阳性细胞激增(较对照增加20倍),4-7天达峰值,14天仍维持12倍增长。这些细胞呈现典型星形胶质形态(多极放射状突起),直径约8±6 μm,密集分布于前庭核各亚区(如内侧、外侧、脊髓亚核)。
3.2 Nestin阳性细胞表达GFAP而非NeuN
损伤4天后,59%的nestin+细胞共表达星形胶质标志物GFAP,14天时比例升至85.3%。相反,成熟神经元标记NeuN+细胞数量始终不变,且未发现nestin/NeuN双标细胞。值得注意的是,14天时检测到极少量增殖细胞(EdU+)共表达未成熟神经元标志双皮质素(DCX),提示神经发生可能刚刚启动。
3.3 Nestin表达细胞显示BrdU/EdU核掺入
增殖标记显示,损伤4天后27%的nestin+细胞为BrdU+(占全部增殖细胞的94%),14天时比例降至12.8%。GFAP+/BrdU+双标细胞同步出现,证实胶质前体的主动增殖。
结论与意义
该研究首次明确:单侧前庭损伤后的急性代偿期(2周内),VN发生爆发性胶质生成而非神经发生。nestin+/GFAP+前体细胞的增殖高峰与症状恢复时间窗高度吻合,而NeuN+神经元数量恒定,证实功能恢复无需新生神经元参与。这一发现革新了传统认知——胶质细胞通过重塑神经网络可塑性(而非替代神经元)即可实现功能代偿。
研究还揭示了一个动态转化规律:早期(2周内)以胶质生成为主,后期(1个月后)可能转向神经发生。这解释了为何康复训练能通过调节微环境(如减少神经发生、增加小胶质细胞)加速恢复。该成果为开发靶向胶质细胞的前庭康复疗法提供了理论基石,也为中枢神经系统损伤修复研究开辟了新视角。
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