
星形胶质细胞失去邻居后,细胞核步入空缺地带
长期以来,人们认为成年大脑对损伤的回应是形成瘢痕:反应性细胞堆积在受损组织边缘,将其围堵起来,而失去的区域永远不会被重新占据。如今,苏黎世大学的一个团队在活体小鼠身上观察到了不同的结果。当大脑皮层的一小片区域失去其支持细胞时,幸存的邻居细胞会分裂,并沿着细长的细胞突起将子细胞核推入细胞耗竭的区域,在数周内将其重新填满,且不形成任何瘢痕。这项7月23日发表于《自然·神经科学》(Nature Neuroscience)的研究,描述了一种此前从未在成年大脑中见过的修复机制。 承担修复工作的细胞是星形胶质细胞,这种星形支持细胞构成了大脑的胶质网络,负责调控血流、清除废物并照料神经元周围的环境。为了观察它们对损伤的反应,研究人员使用了一种人类自身免疫性疾病的模型。他们将引发视神经脊髓炎谱系疾病的那类抗体(这类抗体会攻击星形胶质细胞上名为AQP4的水通道蛋白)与人类补体一起注入成年小鼠的体感皮层。这一处理选择性地摧毁了一小簇星形胶质细胞。随后,他们通过颅骨上的慢性窗口,用双光子显微镜对随后数周的情况进行了拍摄记录。 他们看到的结果一下子推翻了几项假设。病灶附近的星形胶质细胞并非只是肿胀并形成边界。其中约60%在60天内发生了分裂,而对照区域的比例约为1%;单个星形胶质细胞最多能产生4个子细胞。分裂并不局限于血管旁的狭窄地带,而此前人们认为分裂中的胶质细胞就生活在那里。而关键在于,子细胞并没有留在原地。在作者所称的核迁移(nucleokinesis)状态下,子细胞核被挤过母细胞突起内共享的细胞质,以跳跃式、走走停停的方式移动,峰值速度达每小时5.6 μm,有时会暂停长达9小时,移动距离为距母细胞10.5至113.5 μm。超过60%的子细胞核移动了30 μm以上。移动过程中,细胞核被拉长成椭球体,停止移动时又恢复圆形。 细胞确实共享细胞质的证据来自相关光镜与电镜观察:母细胞核与子细胞核位于共同的细胞质中,从而排除了子细胞整体迁移的可能性。从功能意义上说,子细胞也是独立的:当研究人员用激光消融母细胞后,7个子细胞中有6个(85.7%)能够独自存活。大约两周内,病灶被以正常密度的星形胶质细胞完全重新填充,缝隙连接网络也得以重建。作者将这一结果描述为星形胶质细胞铺砌(tiling)的恢复,即每个星形胶质细胞各占其领地、无缝拼接的镶嵌结构。论文中关于人体组织的数据来自7名AQP4抗体阳性疾病患者,在病灶附近发现了类似的多核、拉长、处于分裂状态的星形胶质细胞,不过核转位本身尚未在人类身上被直接观察到。 这一发现的适用范围比“大脑自我修复”这一说法所暗示的要窄,作者对此也直言不讳。再生的只是星形胶质细胞网络,而非神经元;该研究没有在任何地方报告新神经元。这种机制也并非对每种损伤都有效。当研究团队测试一种会产生典型胶质瘢痕的卒中样损伤时,重新填充失败了:增殖中的边界星形胶质细胞中只有17.6%发生了核迁移,且全部为短距离移动,病灶核心并未被重新填满。这条修复通路似乎要求病灶边界清晰、且没有瘢痕边界,这正是早期自身免疫性星形胶质细胞病的状况,卒中则不具备。该研究也不包含行为学或电生理学测量,因此被重新填满的网络能否恢复功能仍未得到验证;作者表示,这些核移动的功能意义尚待确定。 这项观察之所以重要,是因为它改写了成熟胶质细胞能力所及的规则。核迁移,即细胞核穿过细胞自身细胞质的移动,此前仅在发育情境中为人所知,那时年轻的神经元和胶质前体细胞会迁移。成年大脑皮层中最丰富的支持细胞竟能调动这一机制进行修复,这表明成年大脑保留了再生能力,而围绕瘢痕建立的损伤模型一直掩盖着这种能力。对于星形胶质细胞缺失是标志性病理特征的视神经脊髓炎谱系疾病而言,这一发现提出了这样一种可能性:大脑自身的支持网络或许能被协助完成它似乎已经开始的工作。苏黎世团队接下来的问题是:迁移的细胞核抵达后究竟会做什么,以及瘢痕边界为何会阻止它们。 婷 翻译 Sources: Herwerth, M., Wyss, M.T. et al. Focal astrocyte loss reveals nuclear translocation during lesion repopulation. Nature Neuroscience, July 23, 2026. DOI: 10.1038/s41593-026-02354-5. University of Zurich press release, Brain Possesses Greater Self-Repair Capacity than Previously Assumed, August 10, 2026. ScienceDaily, The Adult Brain […]






