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在中枢神经系统(CNS)疾病研究中,为探究神经胶质细胞和髓鞘在年龄与性别方面的差异,研究人员对非人灵长类(NHP)和人类的脊髓样本展开研究。结果发现,灵长类脊髓的神经胶质标记物和髓鞘特征存在性别与年龄差异。这对理解脊髓疾病的发病机制意义重大。
在人体这个复杂的 “小宇宙” 中,中枢神经系统(CNS)无疑占据着至关重要的地位,其中神经胶质细胞和髓鞘更是发挥着关键作用。在健康的中枢神经系统里,神经胶质细胞受到遗传、表观遗传、年龄和性别的影响。随着年龄增长,星形胶质细胞和小胶质细胞会发生变化,神经保护功能降低,有害活动增加。同时,神经胶质和髓鞘功能的性别差异也可能影响神经系统疾病。然而,目前针对灵长类动物神经胶质细胞的研究较少,且大多集中在大脑,对脊髓的研究极为匮乏。为了填补这一空白,深入了解神经胶质细胞和髓鞘的奥秘,来自法国蒙彼利埃大学(Univ. Montpellier)等机构的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们的研究成果发表在《Cell Death Discovery》上,为相关领域的发展带来了新的曙光。
研究人员采用了免疫组化(immunohistochemistry)和髓鞘染色(myelin staining)等关键技术方法。在样本选取上,使用了来自中年和老年的非人灵长类(Microcebus murinus)以及人类的健康脊髓样本。免疫组化技术能够精准识别和定位不同细胞类型中的特定蛋白质,髓鞘染色则有助于观察髓鞘的形态和结构特征,二者相辅相成,为研究提供了有力支撑。
研究结果具体如下:
- 非人灵长类脊髓神经胶质标记物的性别和年龄差异:研究人员通过对 Microcebus murinus 的研究发现,其脊髓中的小胶质细胞标记物 IBA-1 和 BRCA1、星形胶质细胞标记物 GFAP 和 S100β、少突胶质细胞标记物 CNPase 的表达存在性别和年龄差异。例如,IBA-1 和 BRCA1 的表达随年龄增加而上调,GFAP 的表达具有性别依赖性,雄性低于雌性,CNPase 的表达在雌性中随年龄增加而增加,且中年雄性的表达高于中年雌性。这表明非人灵长类脊髓神经胶质标记物的表达受到性别和年龄的显著影响。
- 非人灵长类脊髓髓鞘的性别和年龄差异:对 Microcebus murinus 脊髓髓鞘的研究显示,髓鞘厚度和 g-ratio 存在性别和年龄差异。雌性的髓鞘厚度大于雄性,老年个体中雌性的 g-ratio 低于雄性,且样本分布也呈现出年龄和性别依赖性。这说明髓鞘的微观结构在性别和年龄方面存在明显差异,这些差异可能与神经元传导速度等功能密切相关。
- 人类脊髓神经胶质标记物的性别和年龄差异:在对人类脊髓的研究中,研究人员发现 IBA-1、GFAP、S100β 和 CNPase 的表达同样存在性别和年龄差异。如 IBA-1 在女性中的表达随年龄增加而降低,在中年个体中男性低于女性;GFAP 在男性中随年龄增加而增加,中年男性低于中年女性;CNPase 在女性中随年龄增加而降低,中年男性低于中年女性。这进一步证实了人类脊髓神经胶质标记物的表达受性别和年龄的调控。
- 人类脊髓髓鞘的性别和年龄差异:利用体内扩散加权磁共振成像(DW-MRI)和髓鞘染色技术对人类脊髓髓鞘进行研究,结果表明,纵向表观扩散系数(LADC)、髓鞘厚度和 g-ratio 存在性别和年龄差异。中年个体的 LADC 低于老年个体,男性低于女性;女性的髓鞘厚度在中年时大于老年,老年个体中男性大于女性;g-ratio 在老年个体中低于中年个体,女性大于男性。这些结果揭示了人类脊髓髓鞘微观结构在性别和年龄方面的独特变化规律。
- 两种物种神经胶质和髓鞘特征的比较:综合比较非人灵长类和人类的研究结果发现,虽然一些星形胶质细胞标记物在性别和年龄方面存在相似模式,但其他神经胶质标记物和髓鞘特征的变化并不一致。例如,在 g-ratio 方面,非人灵长类比人类更高,且与物种进化呈负相关。这表明不同物种在神经胶质和髓鞘特征上既有共性,又有差异,这些差异反映了物种间的独特性。
研究结论和讨论部分指出,非人灵长类和人类脊髓在神经胶质标记物表达和髓鞘特征方面存在显著的性别和年龄差异,且这些差异在不同物种间有所不同。在星形胶质细胞方面,Microcebus murinus 中雄性的 GFAP 表达低于雌性,而人类中男性的 GFAP 和 S100β 表达随年龄增加而增加;小胶质细胞方面,两种物种的 IBA-1 表达在性别和年龄上的变化不一致;少突胶质细胞和髓鞘方面,CNPase 表达和髓鞘特征在两种物种间也呈现出不同的变化模式。这些差异对理解脊髓疾病的病理机制具有重要意义,因为年龄和性别显著影响中枢神经系统疾病的患病率和潜在机制,而神经胶质细胞在这些过程中起着关键作用。该研究为进一步探索脊髓疾病的发病机制、治疗策略以及理解神经胶质细胞在健康和疾病状态下的功能提供了重要依据,为相关领域的研究开辟了新的方向。