大白鼠大腦反應型星形膠細胞增生之研究

Abstract

高等動物的CNS受傷後，會誘發一連串的膠細胞增殖反應（gliotic reaction）。其最明顯的特徵是星形膠細胞增大，與胞內中間絲蛋白glial fibrillary acidic protein（GFAP）的大量增加。先前之研究發現一個280kD的中間絲附屬蛋白（intermediate filament associate protein, IFAP）- IFAP-70／280kD，它在體內的表現只侷限於輻射膠細胞與星形膠細胞之先趨細胞內，並不見於成熟的星形膠細胞。因此，此IFAP可用以標示分化初期之星形膠細胞。我們最近的實驗也發現，在CNS受傷以後，傷口周圍的部分反應型星形膠細胞，會有IFAP-70／280kD之再表現。此IFAP之再表現，顯示這類反應型膠細胞可能發生de-differentiation。依據IFAP-70／280kD之再表現與否，可將反應型星形膠細胞，區分為兩個次族群（subtype）：一類帶有IFAP，出現在傷口附近，可能與gliotic scar的形成有關；而另一類則不會再表現IFAP，出現在離傷口較遠處，可能參與受傷CNS的保護機制，與gliotic scar的形成無關。但關於上述兩型之星形膠細胞的性狀與實際功能仍不清楚。一般而言，成熟星形膠細胞已退出細胞週期，並不會進行有絲分裂。然而CNS受傷後，卻可以明顯地發現星形膠細胞數目增加。但是相關研究中，卻一直存在著兩派歧異的說法。一者認為，成熟的星形膠細胞並不會再行有絲分裂，這些增生的反應型星形膠細胞是源自subventricular zone的神經幹細胞，然後再向上遷徙到大腦皮質的傷口周圍。另一者則認為，CNS受傷後，傷口周圍的星形膠細胞會重新進入細胞週期，並行有絲分裂，這些增生的細胞便是來自原地的星形膠細胞。本實驗採用大腦針刺受傷模式，利用BrdU標示傷後增生之細胞，輔以GFAP及IFAP之免疫螢光染色。觀察發現，在帶有IFAP之次族群中，可見BrdU之標示；而不再表現IFAP之次族群則無BrdU之染色。換言之，BrdU+之反應型星形膠細胞必為IFAP＋染色，但反之則不然。在傷後5天，傷口周圍區（距傷口邊緣50-800μm）之IFAP+反應型星形膠細胞數量達最高；然而此類細胞在傷口區（距傷口邊緣0-50μm）則到受傷8天才達最高值。BrdU在傷口區之染色則是持續增加至受傷後14天。可見藉由IFAP所標示之反應型星形膠細胞，在大腦受傷時，可能會隨著時間，而逐漸移向傷口。同時其發生de-differentiation之目的，可能便在重新獲得增生的能力，與其參與膠細胞疤形成之需求有關。