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在神经科学领域，为探究雌激素（E2）对星形胶质细胞功能及细胞间通讯的影响，研究人员以小鼠海马区为研究对象。结果发现，E2 通过激活雌激素受体（ER）调节星形胶质细胞钙信号，刺激谷氨酸释放，且在雌性小鼠中调控兴奋性突触传递。该研究为理解大脑生理和病理机制提供新视角。
在大脑的 “小宇宙” 里，神经细胞之间的交流时刻都在发生，这对大脑正常运作至关重要。其中，星形胶质细胞和神经元的通讯一直是科研人员关注的焦点。以往研究表明，星形胶质细胞能对神经递质做出反应并释放神经胶质递质，在神经元通讯中扮演重要角色。然而，像激素这样的其他信号分子对星形胶质细胞功能有何影响，却知之甚少。雌激素（Estradiol，E2）作为一种重要激素，在调节神经元活动、突触传递、可塑性以及动物行为等方面作用显著，但 E2 是否能在体内与星形胶质细胞特异性信号传导，以及对星形胶质细胞 - 神经元通讯有何功能性影响，仍是未解之谜。
为了揭开这些谜团，美国明尼苏达大学（University of Minnesota）的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Molecular Neurobiology》上，为我们理解大脑的奥秘提供了新的线索。
研究人员运用了多种技术方法来开展研究。在检测雌激素受体（Estrogen Receptors，ER）表达方面，采用 RNAscope 技术结合免疫荧光染色，精确观察到 ERα 和 ERβ 在小鼠海马区星形胶质细胞中的表达情况；利用立体定位注射技术，将携带钙指示剂 GCaMP6f 的病毒导入小鼠大脑，结合钙成像技术，记录星形胶质细胞在 E2 刺激下的钙信号变化；通过全细胞膜片钳技术，记录神经元的慢内向电流（Slow Inward Currents，SICs）和兴奋性突触后电流（Excitatory Postsynaptic Currents，EPSCs），以此探究 E2 对神经元活动和突触传递的影响。
研究结果如下：
- 海马区星形胶质细胞表达雌激素受体：通过 RNAscope 和免疫组化实验，研究人员发现 ERα 和 ERβ 在雄性和雌性小鼠海马区星形胶质细胞中均有表达，且 ERβ 表达更为普遍。此外，雌性小鼠星形胶质细胞体的 ER 整体表达量高于雄性，但考虑细胞体和突起时，这种性别差异并不明显。
- E2 使星形胶质细胞内钙升高：实验表明，局部应用 E2 可增加雄性和雌性小鼠星形胶质细胞内 Ca2+事件频率，且该效应不依赖于雌性小鼠的发情周期。进一步研究发现，E2 诱导的钙信号增加是由雌激素受体激活和 IP3 受体介导的信号通路所介导，因为雌激素受体拮抗剂 ICI 182,780 和 IP3R2-/-小鼠可阻断这一效应。
- E2 刺激星形胶质细胞释放神经胶质递质谷氨酸：在神经元中，E2 增加了由星形胶质细胞释放的谷氨酸激活的 SICs 频率，而 SICs 频率的增加可通过激活雌激素受体实现，在雌激素受体拮抗剂 ICI 存在的情况下，E2 不再诱导 SICs 频率增加，这表明 E2 刺激星形胶质细胞释放谷氨酸。
- E2 调节雌性小鼠兴奋性突触传递：研究人员发现，E2 可短暂抑制雌性小鼠海马区 CA1 锥体神经元的 EPSC 幅度，而在雄性小鼠中未观察到该现象。这种突触调节作用依赖于星形胶质细胞的激活，在条件性 IP3R2-/-小鼠中，E2 对突触传递无影响，同时，E2 诱导的突触传递调节需要 A1 受体激活。
研究结论和讨论部分指出，该研究首次证实了 E2 在体内可与星形胶质细胞进行信号传导，通过调节细胞内钙动态，刺激谷氨酸释放，进而影响神经元兴奋性和突触传递。这表明存在一种由 E2 触发的双向通讯系统，对大脑生理学和病理生理学具有重要意义。然而，研究也存在一些局限性，例如 E2 的潜在生理来源尚未明确，且目前仅在体外实验中观察到相关现象，未来需要在体内进一步研究 E2 信号在星形胶质细胞中的作用，尤其是在卵巢切除的雌性小鼠中的研究，这将有助于更深入地理解 E2 在大脑中的功能，为相关神经系统疾病的治疗和干预提供新的理论依据。
