劉瑛琦，馮嘉祥，智 娜，黃義源，袁 潔，張 明，趙湘輝(空軍軍醫(yī)大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院神經(jīng)生物學(xué)教研室，陜西 西安 700；西北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，陜西 西安 707；延安大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，陜西 延安 76099)

少突膠質(zhì)細(xì)胞是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的髓鞘形成細(xì)胞，而髓鞘是保證神經(jīng)沖動(dòng)沿有髓神經(jīng)纖維作跳躍式快速傳導(dǎo)、維持神經(jīng)元間正常通信的重要結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。在神經(jīng)系統(tǒng)損傷等病理?xiàng)l件下，由于該細(xì)胞高耗能的代謝特點(diǎn)和對(duì)各種有害因素的高度敏感性，導(dǎo)致其十分容易產(chǎn)生凋亡和神經(jīng)元軸突脫髓鞘現(xiàn)象，進(jìn)而損害軸突的神經(jīng)沖動(dòng)傳導(dǎo)能力[1]。由于發(fā)育和病理?yè)p傷導(dǎo)致的少突膠質(zhì)細(xì)胞髓鞘缺陷將引起多種神經(jīng)、精神疾病，包括認(rèn)知障礙、焦慮抑郁等[2-3]。不論從發(fā)育還是疾病角度，少突膠質(zhì)細(xì)胞及髓鞘結(jié)構(gòu)與抑制性中間神經(jīng)元功能的正常發(fā)揮都密不可分。GABA能抑制性神經(jīng)元作為維持神經(jīng)微環(huán)路興奮/抑制動(dòng)態(tài)平衡的關(guān)鍵點(diǎn)，是調(diào)控興奮性神經(jīng)元神經(jīng)信息輸出的重要細(xì)胞類(lèi)型，近年來(lái)被認(rèn)為是多種精神疾病發(fā)生的關(guān)鍵原因之一[4]。為深入了解兩類(lèi)神經(jīng)細(xì)胞的交互機(jī)制在神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育與相關(guān)疾病中的作用，我們對(duì)兩類(lèi)神經(jīng)細(xì)胞的發(fā)育起源、轉(zhuǎn)錄調(diào)控、互作方式等內(nèi)容做了比較和綜述，希望為從事相關(guān)領(lǐng)域的研究人員提供較全面的認(rèn)識(shí)，并有助于對(duì)相關(guān)疾病的機(jī)制研究提供嶄新的思路。

1 少突膠質(zhì)細(xì)胞的起源

在嚙齒類(lèi)動(dòng)物前腦的發(fā)育過(guò)程中，少突膠質(zhì)細(xì)胞由位于神經(jīng)節(jié)隆起和皮層腦室區(qū)的少突膠質(zhì)前體細(xì)胞(oligodendrocyte precursor cells，OPCs)在不同的時(shí)間點(diǎn)分化而來(lái)[5]。在背側(cè)向腹側(cè)逐漸發(fā)展的過(guò)程中，大腦皮層存在三個(gè)連續(xù)的OPCs發(fā)生波：第一波產(chǎn)生于胚胎第12.5日(E12.5)左右，由內(nèi)側(cè)神經(jīng)節(jié)隆起(medial ganglionic eminence，MGE)和胚胎視前區(qū)(embryonic preoptic area，ePOA)中表達(dá)轉(zhuǎn)錄因子Nkx2.1的前體細(xì)胞發(fā)育而來(lái)；第二波于E14.5發(fā)生，源于外側(cè)神經(jīng)節(jié)隆起和MGE中表達(dá)同源框基因Gsx2的前體細(xì)胞；最后一波在出生時(shí)由皮質(zhì)中表達(dá)同源框基因Emx1的前體細(xì)胞產(chǎn)生[6]。

轉(zhuǎn)基因小鼠的Cre-loxP命運(yùn)譜系追蹤研究顯示，這三波OPCs的命運(yùn)變化如下：出生后10 d，小鼠大腦皮層中來(lái)自MGE和ePOA的第一波OPCs消除殆盡，并被第二波和第三波OPCs取代。盡管第一波OPCs仍在中樞神經(jīng)系統(tǒng)其他區(qū)域存活，但它們?cè)谛缕べ|(zhì)中的大量死亡，表明這一波OPCs群體在皮質(zhì)回路成熟和髓鞘形成中的作用可能甚微[6]。此外，通過(guò)基因敲除的方法去除第一波OPCs發(fā)現(xiàn)，該細(xì)胞群的替換并未發(fā)生重大的髓鞘改變，提示相對(duì)于其他OPCs，其可能存在功能冗余[6]。

在靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物大腦的外室下區(qū)(outer subventricular zone，OSVZ)存在一種特殊的放射狀膠質(zhì)細(xì)胞亞型——神經(jīng)源性外放射狀膠質(zhì)細(xì)胞(outer radial glia，oRG)，它被認(rèn)為有助于靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物大腦的灰質(zhì)擴(kuò)張[5]。有關(guān)人腦的單細(xì)胞測(cè)序分析證明：存在局部中間祖細(xì)胞起源的Pre-OPCs細(xì)胞，表達(dá)oRG特異性基因，如PTPRZ1、TNC、MOXD1、HOPX和FAM107A等[6]，提示Pre-OPCs可能由oRG產(chǎn)生[5]。此外，在人類(lèi)膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)生初期(GW20-24)，皮質(zhì)生發(fā)區(qū)的OSVZ存在大量EGFR/OLIG2雙陽(yáng)性細(xì)胞。這些祖細(xì)胞在GW16-18期間以低豐度存在，但在GW20-24期間急劇增加，與OPCs生成時(shí)間相一致。與呈現(xiàn)長(zhǎng)放射狀突起的oRG不同，表達(dá)EGFR的OSVZ細(xì)胞在生發(fā)區(qū)是隨機(jī)分布的，可與腦室表面垂直、斜連，或者水平分布[7]。孕中期和晚期時(shí)這些祖細(xì)胞可在局部生成OPCs；在后續(xù)的發(fā)育過(guò)程中，OPCs經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的增殖，通過(guò)對(duì)稱(chēng)分裂大幅增加細(xì)胞數(shù)量，為后續(xù)少突膠質(zhì)細(xì)胞的產(chǎn)生奠定基礎(chǔ)[5]。

2 中間神經(jīng)元的發(fā)育起源

神經(jīng)系統(tǒng)中皮質(zhì)中間神經(jīng)元的主要來(lái)源是MGE和尾側(cè)神經(jīng)節(jié)隆起(caudal ganglionic eminence，CGE)，與少突膠質(zhì)細(xì)胞的來(lái)源類(lèi)似。對(duì)小鼠而言，MGE被認(rèn)為是50%～60%左右的皮質(zhì)中間神經(jīng)元的起源部位；CGE則產(chǎn)生約30%～40%的皮質(zhì)中間神經(jīng)元。在嚙齒類(lèi)動(dòng)物中，GABA能中間神經(jīng)元在E12.5時(shí)首次開(kāi)始切向遷移，該時(shí)間點(diǎn)與少突膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)生的早期階段相對(duì)應(yīng)[8]。早期的中間神經(jīng)元到達(dá)皮層后，在皮質(zhì)板水平遷移；隨后產(chǎn)生更多的中間神經(jīng)元通過(guò)中間區(qū)遷移[9]。在較晚的皮質(zhì)形成時(shí)(E14-15)，可在皮質(zhì)中觀察到三種遷移路線(xiàn)(又稱(chēng)切向遷移流)，分別是邊緣區(qū)、基底區(qū)和下中間區(qū)、腦室下區(qū)[10]。

MGE的祖細(xì)胞可產(chǎn)生GABA能中間神經(jīng)元和少突膠質(zhì)細(xì)胞，這提示著兩者可能來(lái)自同一個(gè)祖先。目前已知，MGE和CGE產(chǎn)生的中間神經(jīng)元類(lèi)型互補(bǔ)，而且中間神經(jīng)元的類(lèi)型和其特定來(lái)源的祖細(xì)胞區(qū)有較強(qiáng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系[11]。比如，MGE主要產(chǎn)生小清蛋白(parvalbumin，PV)陽(yáng)性中間神經(jīng)元(包括籃狀細(xì)胞和吊燈細(xì)胞)和表達(dá)生長(zhǎng)抑制素(somatostatin，SST)的中間神經(jīng)元(其中Martinotti細(xì)胞形成了最大的亞群)[12]；而CGE則產(chǎn)生相對(duì)少見(jiàn)的亞型，包括神經(jīng)膠質(zhì)樣、雙極性和表達(dá)血管活性腸肽(vasoactive intestinal peptide，VIP)的多極中間神經(jīng)元[13]。最近，有關(guān)海馬遺傳譜系的分析雖然強(qiáng)調(diào)了特定胎腦結(jié)構(gòu)產(chǎn)生特定中間神經(jīng)元類(lèi)型的觀點(diǎn)[13]，但也證明上述前腦區(qū)域和中間神經(jīng)元類(lèi)型之間并不是簡(jiǎn)單的對(duì)應(yīng)關(guān)系。例如，皮層神經(jīng)膠質(zhì)樣神經(jīng)元是由CGE衍生的，但在海馬區(qū)卻是很大一部分來(lái)自于MGE。此外，雖然大腦中不同部位的一些中間神經(jīng)元(如快速放電的籃狀細(xì)胞)在組織來(lái)源上顯示出明顯的相似性，但其他子類(lèi)似乎并沒(méi)有明顯相似性。類(lèi)似地，一類(lèi)特殊的中間神經(jīng)元，方位腔隙分子細(xì)胞，至少有兩個(gè)不同來(lái)源，產(chǎn)生了不同亞型，即表達(dá)和不表達(dá)離子型血清素受體5HT3aR的亞型。更有趣的是，基底神經(jīng)節(jié)中間神經(jīng)元群的主要來(lái)源只有MGE[13]。

3 少突膠質(zhì)細(xì)胞與中間神經(jīng)元發(fā)育的轉(zhuǎn)錄調(diào)控機(jī)制

中間神經(jīng)元與少突膠質(zhì)細(xì)胞的起源類(lèi)似，提示兩者在發(fā)育過(guò)程中可能共用相似的轉(zhuǎn)錄調(diào)控機(jī)制。神經(jīng)干細(xì)胞(neural stem cell，NSC)是中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育的細(xì)胞來(lái)源。堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子和血小板源性生長(zhǎng)因子促進(jìn)NSC分化、遷移和增殖。NSC開(kāi)始向OPCs分化后，逐漸表達(dá)bHLH轉(zhuǎn)錄因子，包括Ascl1(Mash1)、Olig1、Olig2，以及NK同源框因子(Nkx2.2、Nkx6.1和Nkx6.2)。這些轉(zhuǎn)錄因子對(duì)少突膠質(zhì)細(xì)胞的形成很重要[14]。Olig2是少突膠質(zhì)細(xì)胞譜系分化所需的主要因子，可以通過(guò)抑制核因子-IA，發(fā)揮抑制NSC向星形膠質(zhì)細(xì)胞分化的功能[15]。SRY-boxes(Sox)轉(zhuǎn)錄因子家族也參與OPCs產(chǎn)生和分化成熟的不同階段。在初始階段，Sox1、Sox2和Sox3確保NSC保持未分化狀態(tài)[16]；在OPCs階段，Sox11和ETS相關(guān)基因1均受到組蛋白去乙?；?histone deacetylases，HDAC)調(diào)控，可抑制髓鞘形成相關(guān)基因的表達(dá)。轉(zhuǎn)錄因子7樣2和轉(zhuǎn)錄因子4(transcription factor 4，Tcf4)由WNT信號(hào)傳導(dǎo)觸發(fā)，抑制少突膠質(zhì)細(xì)胞的生成和成熟[17]。此外，轉(zhuǎn)錄因子陰陽(yáng)蛋白1(yin yang 1，YY1)在少突膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)生過(guò)程中，通過(guò)將HDAC1引入啟動(dòng)子，特異性抑制髓鞘發(fā)育的轉(zhuǎn)錄抑制因子，如Tcf4和Id4，從而促進(jìn)少突膠質(zhì)細(xì)胞的發(fā)生。另一方面，YY1還可以與髓鞘基因調(diào)控因子結(jié)合，激活該分子對(duì)髓鞘形成相關(guān)基因的調(diào)控作用[18]。

在中間神經(jīng)元的轉(zhuǎn)錄調(diào)控方面，Dlx同源盒基因、Lhx6、Sox6、Nkx2.1等轉(zhuǎn)錄因子對(duì)于調(diào)控MGE產(chǎn)生PV和SST中間神經(jīng)元至關(guān)重要[19]。比如，Nkx2.1表達(dá)局限于MGE內(nèi)，由Sonic hedgehog信號(hào)激活維持。完全或條件性缺失Nkx2.1均會(huì)導(dǎo)致PV和SST中間神經(jīng)元的減少。另一重要的轉(zhuǎn)錄因子Lhx6是Nkx2.1的靶分子[20]，其表達(dá)也僅限于MGE。在缺失Lhx6的情況下，MGE衍生的神經(jīng)祖細(xì)胞仍能正確地遷移到皮層，但這些神經(jīng)元大多不能表達(dá)PV或SST，而其神經(jīng)肽Y的表達(dá)有所增加。但在Lhx突變體中，PV和SST中間神經(jīng)元并未被完全消除。這意味著MGE并非兩類(lèi)中間神經(jīng)元的惟一來(lái)源[19]；同時(shí)也提示存在Nkx2.1和Lhx6以外的其他轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控PV和SST中間神經(jīng)元的分化。Gsx1和Gsx2這兩種同源盒轉(zhuǎn)錄因子對(duì)于CGE來(lái)源的中間神經(jīng)元祖細(xì)胞的分化是必需的。Mash1是Gsx1和Gsx2的下游基因，其突變體在發(fā)育早期表現(xiàn)出皮層中間神經(jīng)元數(shù)量的顯著減少。Gsx2和Mash1神經(jīng)祖細(xì)胞已被證明同時(shí)表達(dá)Dlx1/2[21]，該基因家族是Gsx2和Mash1的下游基因[22]。

在調(diào)控中間神經(jīng)元命運(yùn)方面，Dlx1和Dlx2在功能上是冗余的：?jiǎn)为?dú)敲除Dlx1或Dlx2基因的小鼠在GABA能神經(jīng)元形成中只表現(xiàn)出輕微缺陷；而Dlx1和Dlx2雙突變體將導(dǎo)致GABA能神經(jīng)元的發(fā)育存在普遍缺陷。Dlx1/2基因在GABA能神經(jīng)元成熟的多個(gè)階段發(fā)揮作用，包括獲得GABA能特性、啟動(dòng)和終止切向遷移、調(diào)控特定亞類(lèi)的形態(tài)功能成熟等[23]。隨著轉(zhuǎn)錄靶標(biāo)的確定，Dlx1/2在這些不同的發(fā)育活動(dòng)中的具體機(jī)制越來(lái)越清楚，Elmo1、Dlx5/6、Arx和Sip1等轉(zhuǎn)錄因子都被證明是控制遷移和中間神經(jīng)元類(lèi)型所必需的。這些基因的突變可能導(dǎo)致神經(jīng)環(huán)路異常并產(chǎn)生多種情感性精神障礙[13]。

研究發(fā)現(xiàn)，Dlx同源框轉(zhuǎn)錄因子通過(guò)作用于OPCs共同的祖細(xì)胞，抑制OPCs的形成，從而決定中間神經(jīng)元和少突膠質(zhì)細(xì)胞的命運(yùn)[24]。通過(guò)分析Dlx2/tauLacZ小鼠，發(fā)現(xiàn)一些來(lái)自于表達(dá)Dlx2前體細(xì)胞的OPCs。若將Dlx1/2突變小鼠腹側(cè)端腦來(lái)源的祖細(xì)胞移植到新生野生型小鼠，將不產(chǎn)生神經(jīng)元，而是分化為有髓鞘的少突膠質(zhì)細(xì)胞，并存活至成年。這些研究確定了在胚胎腹側(cè)前腦中，Dlx基因作為中間神經(jīng)元與少突膠質(zhì)細(xì)胞的發(fā)育調(diào)節(jié)劑的作用[24]。

Dlx1/2負(fù)調(diào)控OPCs形成的過(guò)程依賴(lài)于多個(gè)分子寡聚體的協(xié)同作用。有證據(jù)表明，Mash1與Dlx基因之間存在交叉調(diào)控。Mash1與調(diào)節(jié)端腦的神經(jīng)元和少突膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)生有關(guān)，該基因的功能對(duì)嗅球神經(jīng)元和圍產(chǎn)期少突膠質(zhì)細(xì)胞的發(fā)育是必要的，可通過(guò)限制Dlx+祖細(xì)胞的數(shù)量來(lái)促進(jìn)OPCs形成。一方面，Mash1可與Dlx1和Dlx2基因間區(qū)的調(diào)控DNA元件結(jié)合；另一方面，在Dlx1和Dlx2突變體的皮層腦室區(qū)和腦室下區(qū)中，Mash1表達(dá)增加[21]。還有研究確立了在MGE和AEP生發(fā)區(qū)，Dlx1/2、Olig2和Mash1轉(zhuǎn)錄因子的組合表達(dá)，在調(diào)節(jié)前腦神經(jīng)和少突發(fā)生之間平衡的作用，即Dlx1/2通過(guò)負(fù)向調(diào)節(jié)Olig2的表達(dá)來(lái)抑制腹側(cè)前腦OPCs的形成；Mash1通過(guò)限制Dlx+祖細(xì)胞的數(shù)量來(lái)促進(jìn)OPCs的形成[21]。

以往研究認(rèn)為，在出生前，神經(jīng)祖細(xì)胞一旦被決定要變成少突膠質(zhì)細(xì)胞譜系，將持續(xù)表達(dá)少突膠質(zhì)細(xì)胞特異性轉(zhuǎn)錄因子Olig2，并抑制中間神經(jīng)元轉(zhuǎn)錄因子Dlx2。但是，最近的一項(xiàng)研究提出兩者間的命運(yùn)可發(fā)生轉(zhuǎn)換[25]。皮層來(lái)源的OPCs過(guò)表達(dá)Dlx2導(dǎo)致其命運(yùn)從少突膠質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)向未成熟神經(jīng)元，Olig2表達(dá)下調(diào)而抑制性神經(jīng)元相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子上調(diào)，最終形成GABA能神經(jīng)元。從功能上講，OPCs轉(zhuǎn)分化產(chǎn)生的抑制性神經(jīng)元還可產(chǎn)生動(dòng)作電位，并形成GABA能突觸。以上研究提示，在發(fā)育過(guò)程中兩種細(xì)胞共用的分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)為特定情況下，如中間神經(jīng)元發(fā)育異常疾病，促進(jìn)OPCs向中間神經(jīng)元命運(yùn)轉(zhuǎn)換提供了重要思路。

4 少突膠質(zhì)細(xì)胞與中間神經(jīng)元的相互作用

皮質(zhì)GABA能中間神經(jīng)元和少突膠質(zhì)細(xì)胞具有多個(gè)共同特征：①兩種細(xì)胞來(lái)自相同的生發(fā)區(qū)域，前體細(xì)胞可表達(dá)相同的轉(zhuǎn)錄因子；②這些細(xì)胞沿相似的切線(xiàn)遷移路線(xiàn)到達(dá)皮層；③兩種細(xì)胞譜系亞群在出生后早期均過(guò)度產(chǎn)生，后顯著減少[26]。此外，在發(fā)育過(guò)程中，二者間存在多種相互作用模式，如遷移的中間神經(jīng)元可以釋放旁分泌因子，促進(jìn)OPCs分化[27]；在OPCs分化高峰前，皮質(zhì)OPCs可從PV中間神經(jīng)元接收短暫且主要的突觸輸入；皮質(zhì)中大多數(shù)PV中間神經(jīng)元可被髓鞘化等[26]。近年研究發(fā)現(xiàn)，中間神經(jīng)元與少突膠質(zhì)細(xì)胞的非突觸交流模式，如異步外傳遞或機(jī)械相互作用，將會(huì)影響少突膠質(zhì)細(xì)胞的功能和髓鞘形成。下面就兩者之間的主要相互作用方式進(jìn)行具體闡述。

4.1 中間神經(jīng)元與少突膠質(zhì)細(xì)胞的突觸聯(lián)系

OPCs是目前已知惟一分別接受谷氨酸興奮性突觸和GABA抑制性突觸直接輸入的膠質(zhì)細(xì)胞[28]。因此，OPCs形成突觸連接是其重要且高度保守的特性。OPCs與谷氨酸能神經(jīng)元在多數(shù)腦區(qū)均可形成突觸，包括海馬、小腦、皮層、腦干和白質(zhì)束。2004年，LIN等[29]首先在急性海馬切片中檢測(cè)到中間神經(jīng)元-OPCs突觸。CA1區(qū)的中間神經(jīng)元直接釋放GABA，作用于OPCs的突觸后GABAA受體。GABA是中樞神經(jīng)系統(tǒng)除甘氨酸外的主要抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，這些抑制性神經(jīng)元-OPCs突觸結(jié)構(gòu)隨后在灰質(zhì)和白質(zhì)中被大量研究證實(shí)[28-30]。以皮質(zhì)為例，OPCs接受的抑制性突觸約占其所有突觸的90%[30]。這種通過(guò)GABAA受體的突觸傳遞在出生后第2周達(dá)到高峰(p10)，隨即出現(xiàn)少突膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)量的急劇增加。直到出生后第4周，通信模式才切換到非突觸式，此時(shí)OPCs的GABA能電流主要由GABA外溢引起。值得注意的是，在這個(gè)時(shí)間點(diǎn)皮質(zhì)OPCs的分化已經(jīng)基本完成[24]。這些結(jié)果進(jìn)一步表明，出生后早期皮層OPCs-中間神經(jīng)元突觸的建立對(duì)OPCs分化和中間神經(jīng)元髓鞘形成是必不可少的[24]。

神經(jīng)元可作為突觸前和突觸后的組成成分參與神經(jīng)環(huán)路構(gòu)建，但OPCs似乎只在突觸后接受神經(jīng)元的輸入，不參與突觸前的組成[31]。谷氨酸能軸突-OPCs突觸在發(fā)育早期形成，并隨年齡的增長(zhǎng)而變得更強(qiáng)烈(電流更大、輸入更豐富)，與周?chē)窠?jīng)元突觸的正常發(fā)育平行；而皮質(zhì)中的GABA能信號(hào)則如上文所述，隨年齡的增長(zhǎng)從突觸式傳遞轉(zhuǎn)變?yōu)榉峭挥|式。

皮質(zhì)第一波OPCs與其譜系相關(guān)的中間神經(jīng)元形成功能性細(xì)胞簇。由于有共同的發(fā)育起源，這些細(xì)胞簇優(yōu)先形成突觸連接，并保持至OPCs分化為成熟少突膠質(zhì)細(xì)胞后。在小鼠感覺(jué)皮層中，OPCs-中間神經(jīng)元的突觸連接在出生后第10日達(dá)到峰值，然后下降；該突觸連接僅限于一個(gè)精確而短暫的時(shí)間窗。有趣的是，這種短暫的連接發(fā)生在皮質(zhì)中間神經(jīng)元和OPCs大量程序性細(xì)胞死亡期間。事實(shí)上，在出生后的前兩周，第一波OPCs和40%的中間神經(jīng)元被消除。它們的死亡與高度調(diào)控的短暫突觸連接都表明這兩種細(xì)胞類(lèi)型在調(diào)節(jié)譜系相關(guān)的細(xì)胞相互作用和穩(wěn)態(tài)方面發(fā)揮了重要的作用[6]。

GABA可與GABAA或GABAB受體結(jié)合，并在突觸末端施加或快或慢的抑制。在胼胝體和海馬體的切片中，GABAA受體誘發(fā)OPCs的去極化，可能與細(xì)胞的分化調(diào)控有關(guān)[24]。有研究發(fā)現(xiàn)從增殖的OPCs到成髓鞘的少突膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)育過(guò)程中GABAA受體表達(dá)下調(diào)。最近的轉(zhuǎn)錄組研究以及單細(xì)胞qRT-PCR顯示，所有GABAA受體亞基(α1-5、β1-3和γ1-3)在少突膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)育過(guò)程中均會(huì)減少[24]。其中γ2亞基只在OPCs中表達(dá)，在少突膠質(zhì)細(xì)胞中不表達(dá)[24]。然而，γ2亞基的缺失似乎不影響OPCs的增殖和分化。有趣的是出生后第2～4周，表達(dá)α2、α5、β1、γ2亞基的OPCs減少，表達(dá)α3、α4亞基的增加；此時(shí)OPCs正由突觸傳輸切換到突觸外通信。在PV中間神經(jīng)元-OPCs突觸后膜上特異性檢測(cè)到γ2亞基[30]，其水平與神經(jīng)元突觸后表達(dá)相當(dāng)。相反，非快速放電的其他中間神經(jīng)元與OPCs連接不良，這與靶點(diǎn)遠(yuǎn)端缺乏含有γ2亞基GABAA受體的亞細(xì)胞域有關(guān)。因此，γ2亞基是GABAA受體亞基突觸后聚類(lèi)所必需的[24]。

4.2 GABA信號(hào)對(duì)OPCs分化和髓鞘化的調(diào)節(jié)作用

GABA信號(hào)在OPCs的起源、軸突識(shí)別和髓鞘形成的初始階段發(fā)揮了關(guān)鍵作用[28,32]。全身應(yīng)用GABAA受體拮抗劑荷包牡丹堿可顯著增加OPCs的增殖，而GABA的增加會(huì)引起小腦白質(zhì)的相反作用[28]。內(nèi)源性GABA使小鼠皮質(zhì)腦片培養(yǎng)物中的OPCs和成熟少突膠質(zhì)細(xì)胞的數(shù)量接近相等，這可被GABAA受體阻滯劑加巴嗪逆轉(zhuǎn)[33]，表明GABAA受體信號(hào)通路抑制了OPCs的自我更新和髓鞘化。

少突膠質(zhì)細(xì)胞譜系的GABA能信號(hào)對(duì)神經(jīng)元的髓鞘形成很重要。通過(guò)對(duì)小鼠新皮質(zhì)的形態(tài)學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，皮質(zhì)第2/3層中1/2的髓鞘和皮質(zhì)第4層1/4的髓鞘都是包裹在抑制性神經(jīng)元上，尤其是PV陽(yáng)性籃狀細(xì)胞[24]。這類(lèi)細(xì)胞的軸突與神經(jīng)元(尤其是錐體神經(jīng)元)的胞體和近端樹(shù)突相接觸。皮層中其他類(lèi)型的中間神經(jīng)元(如VIP和SST陽(yáng)性的中間神經(jīng)元)的髓鞘化程度要低得多。最近有研究表明，由于OPCs中GABAA受體γ2亞基的缺失，PV神經(jīng)元與OPCs相互作用中斷，會(huì)導(dǎo)致桶狀皮質(zhì)中PV神經(jīng)元髓鞘化降低[24]。在出生后發(fā)育過(guò)程中，相比于其他中間神經(jīng)元亞型，PV中間神經(jīng)元優(yōu)先與OPCs形成密切的突觸連接，但該連接似乎并非啟動(dòng)PV神經(jīng)元髓鞘化過(guò)程所必需的?？赡艿脑蛴校何此枨驶腜V神經(jīng)元也與OPCs存在突觸連接；當(dāng)PV神經(jīng)元與OPCs間的突觸失活時(shí)，仍保持其髓鞘；在存活的OPCs與譜系相關(guān)的中間神經(jīng)元形成的功能性細(xì)胞群中，第一波開(kāi)始分化為具有髓鞘的少突膠質(zhì)細(xì)胞與中間神經(jīng)元特性無(wú)關(guān)，并且在谷氨酸和GABA能中間神經(jīng)元軸突中都有髓鞘；促進(jìn)來(lái)自第一波譜系相關(guān)的中間神經(jīng)元和OPCs存活，將導(dǎo)致其他少突膠質(zhì)群體的密度大幅增加，從而引起整體的高度髓鞘化[24]。當(dāng)然，這些結(jié)論并不排除PV神經(jīng)元-OPCs突觸連接的異常，會(huì)導(dǎo)致這些中間神經(jīng)元在郎飛氏結(jié)形成和髓鞘分布方面的差異[24]。

值得注意的是，突觸外GABA水平可能參與髓鞘形成的適應(yīng)性調(diào)節(jié)。事實(shí)上，增加中間神經(jīng)元和第一波OPCs間的突觸連接有利于感覺(jué)皮層的深層髓鞘化[6]。成熟少突膠質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)的中間神經(jīng)元髓鞘化似乎是基于GABA中間神經(jīng)元-OPCs通信的直接結(jié)果。此外，GABA介導(dǎo)的髓鞘化過(guò)程可能與谷氨酸介導(dǎo)的過(guò)程有很大的不同：與非GABA能神經(jīng)元軸突相比，GABA能神經(jīng)元軸突的髓鞘結(jié)構(gòu)郎飛氏節(jié)間距離縮短[24]，髓鞘堿性蛋白表達(dá)水平更高。目前為止，還沒(méi)有直接的證據(jù)證明GABA能信號(hào)通路在少突膠質(zhì)細(xì)胞譜系的發(fā)育中起決定性作用。在體外實(shí)驗(yàn)中，GABA不影響OPCs的原代增殖，而巴氯芬選擇性激活GABAB受體可促進(jìn)少突膠質(zhì)細(xì)胞系CG- 4的增殖[24]。

此外，在脫髓鞘等腦疾病中，GABA信號(hào)也參與調(diào)節(jié)少突膠質(zhì)細(xì)胞的功能。有關(guān)腦卒中的研究中發(fā)現(xiàn)，GABA在半暗帶的釋放急劇增加[24]。但是GABAA受體介導(dǎo)的OPCs突觸輸入減少[28]，且伴隨OPCs廣泛增殖、少突膠質(zhì)細(xì)胞成熟延遲和異常髓鞘化[28]。然而，這種交流是突觸性的還是非突觸性的還不清楚。在GABA刺激下，成人皮層OPCs產(chǎn)生BDNF等神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子；腦卒中后這些因子增加[24]；而B(niǎo)DNF在生理和病理?xiàng)l件下又可以促進(jìn)OPCs增殖[24]。但新生成的OPCs是否參與再生不得而知。

在進(jìn)行性脫髓鞘的多發(fā)性硬化癥(multiple sclerosis，MS)患者的大腦中，突觸前和突觸后GABA能神經(jīng)傳遞均降低[34]。而且感覺(jué)運(yùn)動(dòng)皮層中GABA水平升高，海馬中GABA水平降低[35]。雖然尚未證實(shí)存在GABA介導(dǎo)的OPCs神經(jīng)傳遞功能障礙，但據(jù)其生理功能推測(cè)少突膠質(zhì)細(xì)胞的GABA能神經(jīng)傳遞可能會(huì)影響MS的疾病進(jìn)展。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)方面，一項(xiàng)對(duì)實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎(experimental autoimmune encephalomyelitis，EAE)小鼠制備的成熟少突膠質(zhì)細(xì)胞的單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序研究顯示，GABAB1亞基水平降低，但GABAB2和GABAA受體亞基水平不變[36]。這提示與正常生理?xiàng)l件一樣，GABAB受體可能會(huì)影響EAE損傷后的髓鞘再生。有趣的是，在這些EAE小鼠中，負(fù)責(zé)將GABA逆向運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞外的GABA轉(zhuǎn)運(yùn)體GAT3在OPCs中表達(dá)下調(diào)，而少突膠質(zhì)細(xì)胞中GAT1表達(dá)升高[24]。對(duì)于GATs的表達(dá)變化是脫髓鞘的結(jié)果還是原因，目前仍無(wú)法做出判斷。至于少突膠質(zhì)細(xì)胞譜系細(xì)胞中的GABA能信號(hào)是如何參與脫髓鞘和重組的，還有待進(jìn)一步研究。

5 結(jié)語(yǔ)

越來(lái)越多基于單細(xì)胞測(cè)序的結(jié)果提示，無(wú)論是少突膠質(zhì)細(xì)胞還是中間神經(jīng)元，都屬于高異質(zhì)性，即由多種基因表達(dá)譜和功能特異的亞型構(gòu)成。而這些復(fù)雜的細(xì)胞亞型之間如何協(xié)調(diào)互作、共同調(diào)控神經(jīng)微環(huán)路仍然需要大量的研究。神經(jīng)介觀圖譜成像研究、神經(jīng)調(diào)控技術(shù)、多組學(xué)測(cè)序與聯(lián)合分析研究、iPSC技術(shù)等都將為神經(jīng)精神疾病的細(xì)胞和分子表型揭示提供有力的支持，為探索相關(guān)疾病新的治療靶點(diǎn)和策略提供重要理論基礎(chǔ)。此外，研究人員還應(yīng)關(guān)注兩種細(xì)胞類(lèi)型在嚙齒類(lèi)動(dòng)物和人類(lèi)的發(fā)育起源、譜系特化等方面的差異，為設(shè)計(jì)可靠的針對(duì)患者的研究方案和實(shí)施策略提供幫助。