胶质细胞水肿(Astrocyte selling, AS)是细胞毒性脑水肿的病理类型，常继发于缺血或外伤性脑损伤。脑缺血后，导致胶质水肿的主要原因是神经递质稳态的破坏，尤其是细胞间隙谷氨酸(Glutamate, Glu)的累积。近年来该发病机制及治疗手段的研究，主要集中在水通道蛋白、离子通道及其相关的信号通路。然而，对其细胞内的力学调控机制并不清楚。
　　2019年1月14日，国际重要学术期刊Redox Biology在线发表了澳门新莆京5088app官网医学与生命科学学院郭军教授课题组完成的科研成果(doi.org/10.1016/j.redox.2019.101112)。文章中，研究人员设计了三种基于荧光共振能量转移技术(FRET)的荧光张力探针，通过基因编码整合入活细胞的细胞骨架中，用于检测微丝（MF）、微管（MT）和中间纤维（GFAP）依赖的张力，并建立了AS发病过程中细胞内力学矢量分析体系。采用Glu刺激模拟缺血性胶质细胞肿胀，研究发现：细胞内离子渗透压和蛋白纳米颗粒渗透压(PN-OP)的显著升高，导致了GFAP张力增大和胶质细胞水肿的发生。其中，Glu刺激能激活MF和MT解聚因子cofilin和stathmin-1，导致MF和MT骨架解聚，生成actin和tubulin蛋白纳米级颗粒，形成依赖离子的PN-OP升高。针对新发现的胞内力学调控机制，该研究还采用中药番泻苷、斑蝥素和西药尼莫地平等五种药物，联合治疗了谷氨酸诱导的脑水肿，通过抑制细胞骨架解聚和降低胞内离子和蛋白纳米颗粒渗透压，有效减轻了脑水肿的发生。该药物组合在细胞系、原代神经细胞和动物三个层面均验证有效，揭示了降低细胞内渗透势能是开发治疗脑水肿的重要力学药物靶标。
　　该研究揭示了缺血性胶质细胞水肿发病的力学机制，并首次采用中西药物组合，有效治疗了胶质细胞水肿，为临床治疗缺血性脑水肿及机体水肿提供了全新的思路。

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2213231718311431

供稿部门：生物化学与分子生物学系；供稿人：张家瑞、王雨轩