模拟微重力条件下海马细胞外间隙的早期变化

大脑细胞外间隙(ECS)物质的顺利运输对维持大脑功能至关重要;然而，这在模拟微重力下发生的方式仍不清楚。本研究表明，基于示踪剂的MRI是一种新颖、灵敏的检测微重力下早期脑ECS变化的方法。微重力第3天，由于ECS和神经细胞的形态学改变，大脑ECS中物质转运量可逆增加，随后在第7天不可逆减少。在模拟微重力条件下，早期在ECS中调控物质运输可能是一种很有前景的逆转脑损伤的策略。

　　

   

   

在模拟微重力的短时间内改变细胞外空间结构和间质液体引流(https://doi.org/10.1007/s11427-021-1932-3)。

尽管在过去的十年中已经对其进行了研究，但微重力诱导的神经系统变化的机制尚未完全阐明。暴露于微重力后向上的液体转移导致脑实质、脑脊液(CSF)和血管的某些适应性变化。脑细胞外间隙(ECS)包含脑间质液(ISF)，按体积占活脑的15%-20%。由于脑ECS是毛细血管、神经细胞和脑脊液之间物质转移的重要中间站，因此在微重力环境下该空间发生的变化尚不清楚。

本研究利用自行研制的Decs-mapping技术测量仪器，对模拟微重力条件下ISF的脑ECS和引流进行了研究。ECS和内部物质运输的变化在非常早期就已经表现出来(图1)。ISF的排泄在第3天加速，第7天减慢。HE染色及TUNEL未见HU-3组神经元形态异常;核深染和凋亡神经元百分率与CON-3组无明显差异。然而，在HU-7组中，海马CA1区与细胞凋亡增加相关的异常细胞结构并没有恢复。重新加载后，第3天快速引流恢复正常，第7天缓慢引流不可逆。脑ISF在ECS中流动及其引流对维持神经元活动的局部稳态起着重要作用。事实上，ISF的引流受到脑ECS的局部特性和引流通路的双重影响。这一发现为理解微重力下潜在的大脑损伤机制提供了一种新方法，也为我们提供了一个可能保护宇航员的视角。ISF的引流和ECS的扩散均受神经元活动后释放的神经递质的调节。同时，探索神经网络、脑ECS和血管系统之间的相互作用值得进一步研究。阐明ECS和ISF在更长的模拟微重力持续时间内的变化将有助于在即将到来的长期载人航天飞行或月球着陆任务中保护宇航员。

DOI

10.1007 / s11427 - 021 - 1932 - 3