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在线发表了南京中医药大学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