星形膠質細胞

星形膠質細胞（Astroglia），是哺乳動物腦內分布最廣泛的一類細胞，也是膠質細胞中體積最大的一種。用經典的金屬浸鍍技術（銀染色）顯示此類膠質細胞呈星形，從胞體發出許多長而分支的突起，伸展充填在神經細胞的胞體及其突起之間，起支持和分隔神經細胞的作用。

細胞突起的末端常膨大形成腳板(foot plate)或稱終足(end foot)，有些腳板貼附在鄰近的毛細血管壁上，因此這些腳板又被稱為血管足或血管周足，靠近腦脊髓表面的腳板則附著在軟膜內表面，彼此連線構成膠質界膜(glia limitans)。

基本介紹

• 中文名：星形膠質細胞
• 外文名：astrocyte
• 形狀：呈圓形或卵圓形
• 類屬：細胞
• 直徑：介於微管25μm和微絲6μm之間

細胞成分

在用尼氏法等一般染色組織切片中，星形膠質細胞的核比其他膠質細胞的核大，呈圓形或卵圓形，常染色質多，異染色質少而分散，故染色淺，核仁不明顯。胞質中沒有尼氏體，但具有一般的細胞器。胞質中含有大量交錯排列的原纖維，伸入到胞突中並與胞突平行行走，是構成細胞骨架的主要成分。原纖維的超微結構是一種中間絲，稱為膠質絲（glial filament），其直徑介於微管（25μm）和微絲（6μm）之間，由相對分子質量為47000—50000的蛋白質組成，此類蛋白質被稱作為膠原原纖維酸性蛋白(glial fibrillary acid protein，GFAP）。利用細胞免疫法證明GFAP僅存在於星形膠質細胞的胞體中，因此可利用GFAP的特異性抗體來檢測星形膠質細胞。

星形膠質細胞瘤

物種分類

根據膠質絲的含量以及胞突的形狀可將星形膠質細胞分為兩種：纖維性星形膠質細胞（fibrous astrocyte）多分布在腦脊髓的皮質，突起細長，分支較少，胞質中含大量膠質絲，又稱蜘蛛細胞(spider cell）；原漿性星形膠質細胞（protoplasmic astrocyte），多分布在灰質，細胞突起粗短，分支多。胞質內膠質絲較少，又稱苔狀細胞（mossycell）。電鏡下星形膠質細胞的胞核有缺失，胞質較清亮，游離核糖核蛋白體和粗面內質網均很少，糖原顆粒豐富，有大量的膠質絲。纖維形星形膠質細胞的突起呈長圓柱形，而原漿性星形膠質細胞的突起呈薄片狀，並常包裹著神經細胞及其突觸（不伸入突觸間隙）。星形膠質細胞的腳板與血管內皮細胞之間相隔一層基板，腳板質膜與基板接觸處有半橋粒結構。

相鄰星形細胞之間以及相鄰腳板之間有縫隙連線。星形膠質細胞之間的細胞間隙狹窄，僅約3nm，內含組織液。縫隙連線又稱縫管連線或接合膜（nexus），是由大量連線小體（connexon）有規律地成平板狀排列的連線。每個連線小體又由6個亞單位鑲嵌蛋白組成，這種蛋白被稱為連線蛋白或接合素（connexin）。連線小體的中央有一中央小管（centralcanaliculum）通連相鄰細胞。星形膠質細胞之間的縫隙連線主要由接合素43(CX43）構成。而少突膠質細胞的縫隙連線由CX32構成。

纖維性星形膠質細胞

星形膠質細胞比腦內其他任何類型的細胞具有更廣泛的縫隙連線，由此使得星形膠質細胞類似於合胞體樣結構。這種縫隙連線的功能為：加強相鄰細胞的連線；細胞通訊，其方式為離子偶聯以及代謝物偶聯。離子偶聯即電偶聯，可使細胞形成同步活動。而代謝偶聯則能使單糖、胺基酸、核苷酸、維生素以及激素和其他一些低分子物質自由通過縫隙連線。

特殊類型

除上述典型的星形膠質細胞外，還有幾種特殊類型的星形膠質細胞。如小腦的伯格曼膠質細胞（Bergmanglial cell）；視網膜的米勒細胞（Muller glial cell），又稱放射狀膠質細胞（radial neuroglia cell）；腦垂體的垂體細胞和正中隆起等處的伸展細胞（tanycyte）。

星形膠質細胞之間的細胞間隙

人工發生

2011年12月復旦大學上海醫學院解剖與組織胚胎學系長江學者、著名幹細胞專家張素春教授與美國威斯康星大學麥迪遜分校經長達5年多的合作研究，近期在一項幹細胞研究中，首次成功地利用人類多能幹細胞，分化生成了星形膠質細胞，該成果對腦組織、腦器官的再生、修復和腦部疾病治療有重要套用價值。這項研究成果發表在國際著名學術期刊《自然·生物技術》雜誌上。

人類多能幹細胞可以分化成體內任意細胞、進而可以形成身體的各種組織和器官的研究，是當前幹細胞研究的熱點和焦點，而星形膠質細胞是膠質細胞中數量最多、具有重要功能的細胞，如血腦屏障等受到損傷，星形膠質細胞可以起到修復和再生的作用。儘管近年來科學家們利用多能幹細胞已經成功培養和分化出心肌、神經、胰腺、骨等多種體細胞和不同組織，然而，如何直接將人胚多能幹細胞“成功誘導”分化為對大腦修復、再生及腦部疾病治療有重要作用的星形膠質細胞，對研究人員來說，一直是可望而不可即的“夢想”。

張素春教授領銜的科研團隊在長期研究中，將人類多能幹細胞分化為近似均一的不成熟星形膠質細胞群，結果發現並證實這些細胞具有與原代膠質細胞相似的基因表達、谷氨酸攝取與促進突觸生成等功能特性。張素春團隊將這些細胞移植到小鼠大腦中，進而發現這些細胞連線到腦毛細血管後，會轉化為成熟的星形膠質細胞。《自然·生物技術》認為，這一突破性成果為研究大腦發育和功能、了解膠質細胞在疾病進程中的作用提供了新的細胞模型，並將推動神經疾病治療新策略的開發。

最新研究進展

近日，羅切斯特大學醫學中心生物研究人員發現，移植人類的神經膠質細胞能夠增強小鼠的記憶和學習能力，說明這類神經膠質細胞在人類認知中具有重要作用。相關研究發表在近期出版的《細胞—幹細胞》（Cell Stem Cell）雜誌上。

神經膠質細胞是人類中樞神經系統中的一類神經細胞，它們並不像神經元那樣傳導電衝動，長期以來被認為只起支持作用。直到近些年來，科學家們才開始認識到神經膠質細胞（尤其是星形膠質細胞）在大腦中的調節作用。

這項新研究中指出，在進化過程中人類的星形膠質細胞變得更大更複雜，賦予了人類大腦更大的複雜性，幫助人類最終進化出獨有的高認知能力。

研究顯示，移植人類星形膠質細胞，使小鼠大腦功能的兩個重要標誌顯著增強，即鈣波（calcium wave）和長時程增強LTP。研究人員發現，在接受移植的小鼠大腦中，鈣波傳遞速度比普通小鼠快。長時程增強LTP被認為是學習和記憶背後的核心分子機制之一。而接受細胞移植的小鼠，產生LTP更快也更持久。