综述:星形胶质细胞-神经元代谢协同在神经稳态与疾病中的作用

【字体: 时间:2025年09月10日 来源:Neurochemical Research 3.8

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  这篇综述系统阐述了星形胶质细胞(Astrocytes)与神经元(Neurons)通过代谢协同网络(如乳酸(Lactate)转运、谷氨酸(Glutamate)循环和脂质代谢)维持脑功能稳态的机制,并揭示了其在阿尔茨海默病(AD)、帕金森病(PD)和脑卒中等疾病中的失调机制。核心观点是通过修复关键协同通路(如乳酸穿梭障碍)可为神经疾病治疗提供新靶点。

  

代谢协同的生理基础

星形胶质细胞作为中枢神经系统的关键支持细胞,与神经元形成复杂的代谢耦合网络。其中,乳酸穿梭(Lactate Shuttle)是能量代谢协同的核心:星形胶质细胞通过糖酵解生成乳酸,经单羧酸转运蛋白(MCTs)供给神经元作为线粒体氧化底物。这一过程不仅支持突触活动的高能耗需求,还参与调节脑血流(CBF)的神经血管耦合。

谷氨酸-谷氨酰胺循环(Glutamate-Glutamine Cycle)则是神经递质代谢协同的典范。星形胶质细胞摄取突触释放的谷氨酸,转化为谷氨酰胺后回馈神经元,维持兴奋性神经传递的稳态。此外,星形胶质细胞分泌的载脂蛋白E(ApoE)调控神经元脂质代谢,影响突触可塑性与髓鞘形成。

疾病中的协同失调

在阿尔茨海默病(AD)中,Aβ斑块沉积导致星形胶质细胞MCT4表达下调,阻碍乳酸供给,加剧神经元能量危机。同时,谷氨酸转运体(GLT-1)功能受损引发兴奋毒性,加速神经退行性变。帕金森病(PD)的黑质区星形胶质细胞α-突触核蛋白(α-syn)异常聚集,干扰脂质代谢并诱发线粒体功能障碍。

脑卒中后,缺血核心区星形胶质细胞迅速转为糖酵解,但乳酸堆积引发酸中毒;而半暗带区因血管内皮生长因子(VEGF)分泌不足,导致神经血管单元(NVU)修复失败。

治疗策略展望

靶向代谢协同的干预手段包括:增强MCT2介导的神经元乳酸摄取、调控ApoEε4异构体的脂质代谢功能,或通过腺苷A2A受体激活星形胶质细胞糖原分解。基因编辑技术(如CRISPR-Cas9)修复GLT-1突变,以及纳米载体递送VEGF促进NVU重建,均显示出转化潜力。

(注:全文严格基于原文内容提炼,未扩展非原文结论)

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