神經細胞與外泌體研究進展

　　膠質細胞與外泌體

　　膠質細胞占CNS細胞的90%，主要包括小膠質細胞、星形膠質細胞以及少突膠質細胞。小膠質細胞是存在于CNS的巨噬細胞，占CNS細胞總數的10%。在生理狀態下，小膠質細胞主要起到免疫監視作用。腦缺血后，小膠質細胞分泌腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)、IL-1、IL-6等促炎性細胞因子，進而促進神經元死亡并調控小膠質細胞的吞噬功能。星形膠質細胞是CNS中數量最多的細胞，在腦缺血后同樣可通過釋放促炎性細胞因子損傷神經元。少突膠質細胞是CNS中產生髓鞘的細胞，對于維持軸突完整性至關重要。

　　研究表明，小膠質細胞可分泌含有氨肽酶和乳糖轉運體單羧酸轉運體的外泌體，這些會造成神經肽的降解。經ATP刺激后，小膠質細胞分泌的外泌體還能通過影響神經鞘脂代謝而增加突觸前神經遞質的釋放，從而增加興奮性神經傳遞。Gabrielli等的研究顯示，小膠質細胞外泌體表面攜帶有內源性大麻素N-花生四烯乙醇胺，可以與突觸前1型大麻素受體結合，從而減少抑制性神經遞質γ-氨基丁酸的釋放。此外，小膠質細胞外泌體中還含有IL-1β，后者可參與炎癥反應。目前關于小膠質細胞外泌體參與缺血性卒中病理生理學改變的研究較少，還有待進一步研究。

　　星形膠質細胞外泌體中含有突觸蛋白1，這是一種神經細胞黏附分子結合伴侶。OGD時，外泌體中的突觸蛋白1能促進神經突起生長和神經元存活。與此同時，神經元外泌體內含有的miR-124a能被星形膠質細胞攝取，繼而上調興奮性氨基酸轉運體2/谷氨酸鹽轉運體1表達，導致星形膠質細胞攝取谷氨酸鹽的能力提高，從而影響突觸活動。

　　少突膠質細胞分泌的外泌體能進入神經元并提升其活性。使用少突膠質細胞的外泌體進行處理后，OGD神經元死亡率顯著降低。研究表明，少突膠質細胞外泌體能激活包括蛋白激酶B和細胞外信號調節蛋白激酶1/2在內的促存活因子，而且還能向神經元傳遞超氧化物歧化酶和過氧化氫酶等抗氧化物酶，從而對神經元起到保護作用。

　　外泌體與缺血性卒中的治療

　　大量研究證實，間充質干細胞(mesenchymal stem cell， MSC)可通過促進腦損傷后的血管新生、神經再生以及腦白質重塑改善缺血性卒中。利用MSC的條件培養液處理OGD神經元顯示，PI3K/Akt通路被激活，進而促進神經元存活。進一步將MSC條件培養液中的外泌體提取出來，通過靜脈注入腦缺血模型小鼠體內，發現其可顯著改善運動功能和促進神經血管再生。通過比較發現，MSC外泌體的療效與單純利用MSC的療效相當，提示MSC來源的外泌體在MSC移植療法中發揮著主要作用。

　　MSC外泌體中含有超過700種微RNA。將缺血腦組織提取物和MSC共培養后發現，MSC能分泌含有大量miR-133b的外泌體。與miR-133b低表達的MSC外泌體相比，miR-133b高表達的MSC外泌體能促進腦缺血模型大鼠的軸突再生和神經功能恢復。小G蛋白超家族成員RhoA是miR-133b的靶點，可抑制神經突起生長。將神經元與含有大量miR-133b的外泌體共培養后發現，RhoA表達下調，進而引起神經突起生長增多。

　　經過工程改造的造血干細胞分泌的外泌體能傳遞Sonic Hedgehog(Shh)信號蛋白，激活受體細胞Shh信號通路，從而促進梗死區周圍的血管新生和神經功能恢復。而Shh對生理及病理狀態下的神經再生至關重要，提示含有Shh的外泌體可能具有促進缺血性卒中后腦組織修復的作用。