综述:星形胶质细胞:揭示其在天然抗抑郁药分子机制中的作用

【字体: 时间:2025年06月21日 来源:Journal of Pharmaceutical Analysis 6.1

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  这篇综述系统阐述了星形胶质细胞(astrocytes)通过调节血脑屏障(BBB)稳态、神经可塑性、脑能量代谢(如ANLS假说)、谷氨酸稳态及神经炎症(如NF-κB/NLRP3通路)等多重机制参与抑郁症(MDD)的病理过程,并总结了天然产物(如人参皂苷Rg1、黄芪甲苷等)靶向星形胶质细胞表型(A1/A2)的分子干预策略,为开发多靶点协同抗抑郁疗法提供了理论依据。

  

星形胶质细胞:天然抗抑郁药的作用枢纽

引言

抑郁症(MDD)是全球致残的首要原因,传统单靶点药物如选择性5-羟色胺再摄取抑制剂(SSRIs)存在延迟起效和个体差异大等问题。天然产物凭借多组分协同作用展现出独特优势,而星形胶质细胞作为中枢神经系统(CNS)最丰富的胶质细胞,成为其关键靶点。

星形胶质细胞的生理功能

  1. 血脑屏障稳态
    星形胶质细胞终足通过水通道蛋白4(AQP4)和血管周基底膜构成神经血管单元,调控BBB通透性。血管紧张素Ⅱ(Ang Ⅱ)和载脂蛋白E(APOE4)等分子参与这一过程,其功能障碍可导致神经炎症和抑郁症。

  2. 神经可塑性调控
    星形胶质细胞通过包裹突触形成"三方突触",动态调节γ-氨基丁酸(GABA)和谷氨酸(Glu)递质循环。慢性压力可减少突触蛋白PSD-95表达,而天然产物如黄精多糖能通过激活Nrf2/HO-1通路逆转这一损伤。

  3. 脑能量代谢耦合
    星形胶质细胞-神经元乳酸穿梭(ANLS)假说揭示,乳酸脱氢酶A(LDHA)将丙酮酸转化为乳酸供神经元能量。抑郁症中前额叶皮层(dmPFC)的LDHA表达下降,而恢复其活性可改善行为缺陷。

  4. 谷氨酸稳态
    星形胶质细胞通过兴奋性氨基酸转运体(EAAT1/2)清除90%的突触谷氨酸。抑郁模型显示EAAT2表达降低,导致Glu积累引发兴奋毒性。人参皂苷Rg1可通过调节连接蛋白43(Cx43)改善这一失衡。

  5. 表型极化与神经炎症
    激活的星形胶质细胞分为促炎的A1型(释放IL-6、TNF-α)和抗炎的A2型。黄芪甲苷通过抑制NOD样受体蛋白3(NLRP3)炎症小体,阻断 caspase-1介导的细胞焦亡,减轻抑郁样行为。

  6. 类淋巴系统
    AQP4介导的脑脊液-间质液循环清除代谢废物,其功能障碍与抑郁相关。天然产物如灵芝多糖可增强AQP4表达,改善类淋巴引流效率。

天然产物的分子机制

  1. 抑制神经炎症
  • 紫檀芪(astilbin)通过menin蛋白抑制NF-κB核转位
  • 灯盏花素下调TLR4/NF-κB通路
  • 白术内酯Ⅰ靶向NLRP3阻断A1型极化
  1. 调节突触可塑性
  • 橙皮素通过ERK1/2上调脑源性神经营养因子(BDNF)
  • 毛蕊花糖苷激活PI3K/Akt通路促进神经发生
  1. 改善缝隙连接
    人参皂苷Rg1通过GSK-3β/β-catenin通路上调Cx43表达,恢复星形胶质细胞间通讯(GJIC)。

  2. 调控微生物-肠-脑轴
    菟丝子通过增加乳酸菌丰度,降低血氨水平,间接调节星形胶质细胞的谷氨酰胺合成酶活性。

挑战与展望

当前研究面临物种差异(人类星形胶质细胞体积是啮齿类的2.6倍)、临床转化证据不足等问题。未来需结合类器官模型和空间转录组技术,建立"生物标志物分层-精准递送"的个体化治疗范式。天然产物的多靶点特性为突破单靶点药物局限提供了新思路,但其溶解性和血脑屏障穿透效率仍需纳米载体等技术优化。

(注:全文严格依据原文实验数据归纳,未添加非文献支持内容)

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