星形胶质细胞在癫痫性神经元亢进中起关键作用

　　

大约1%的人患有癫痫症，患者会突然发作。这些癫痫发作通常涉及重复和过度的神经元放电，其背后的触发因素尚不清楚。现在，日本东北大学的研究人员使用荧光钙传感器监测星形胶质细胞的活动，发现星形胶质细胞的活动在癫痫性神经元过度活跃发作前大约20秒开始。这表明星形胶质细胞在引发癫痫发作中起着重要作用，促进了神经回路的超驱动。研究结果详细发表在《Glia》杂志上。星形胶质细胞是一种非神经元胶质细胞，几乎占据了大脑的一半。它们已被证明可以控制大脑中的局部离子和代谢环境。然而，由于它们没有表现出易于监测的电活动，它们在大脑功能中的作用在很大程度上被忽视了。荧光传感蛋白正在改变这一点，揭示更多关于星形胶质细胞的迷人活动。

“星形胶质细胞似乎在生理和病理生理情况下控制神经元活动状态和突触可塑性方面起着决定性作用，”日本东北大学超级网络脑生理学实验室的Ko Matsui教授说，他领导了这项研究。“因此，星形胶质细胞可以被认为是癫痫治疗的新靶点。”

当脑组织与铜等金属接触时，已知会引起炎症，导致急性症状性癫痫发作，这种情况每天会在老鼠身上发生几次。Matsui和他的团队观察了这些事件，他们发现星形胶质细胞的活动可能是神经元过度活跃的触发因素。星形胶质细胞也可以被低振幅的直流电刺激激活。研究人员注意到，这样的刺激诱导星形胶质细胞钙的强劲增加，随后是癫痫性神经元多动发作。当应用氟柠檬酸阻断星形胶质细胞的代谢活性时，癫痫性神经元过度活动的程度显着降低。这些都表明星形胶质细胞具有控制神经元活动的潜力。该研究的首席研究员荒木顺强调，在适当的指导下，星形胶质细胞的功能可以用来解决一系列神经系统疾病。这不仅包括癫痫，还包括潜在地提高超出自然限制的认知能力。

Araki, S., et al. (2024). Astrocyte switch to the hyperactive mode. GLIA.