Ann Rev Neurosci综述:超越包裹——施旺细胞的典型和非典型功能
周围神经系统中的神经胶质细胞称施旺细胞(Schwann cells),它沿神经元的突起分布。施旺细胞包裹在神经纤维上,这种神经纤维叫有髓神经纤维。有髓神经纤维和无髓神经纤维的施旺细胞的形态和功能有所差异,施旺细胞的外表面有基膜,能分泌神经营养因子,促进受损的神经元的存活及其轴突的再生,参与周围神经系统中神经纤维的构成。
外周神经系统(PNS)中的施旺细胞对轴突的支持和髓鞘形成至关重要,确保了中枢神经系统和外周之间的快速和准确的交流。在身体几乎所有的组织中,施旺细胞表现出非凡的可塑性和非常强大的调节病理的能力。
图1 施旺细胞
(图片来源:https://www.britannica.com/science/Schwann-cell)
2022年4月19日,纽约州立大学布法罗分校雅各布斯医学与生物医学学院生物化学与神经学系髓磷脂与胶质细胞探索研究所M. Laura Feltri教授课题组在国际著名期刊Annual Review of Neuroscience发表题为“Beyond Wrapping: Canonical and Noncanonical Functions of Schwann Cells”的综述文章。
文章概述了PNS中各种类型的神经胶质细胞,并描述了施旺细胞履行其典型功能的细胞和分子过程。然后,深入讨论了施旺细胞和相关PNS神经胶质细胞的非典型功能,包括它们在组织PNS、调节突触活动和疼痛、调节免疫、为不同器官提供干细胞微环境以及影响癌症方面的作用。
(图片来源:Carla Taveggia et al., Annual Review of Neuroscience 2022)
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施旺细胞的发育和多样性
施旺细胞和施旺细胞前体具有显著的可塑性。施旺细胞前体细胞起源于神经嵴,维持了部分神经嵴的多能性。它们可以作为多种神经胶质和非胶质细胞类型的多能祖细胞,如成牙本质细胞、黑色素细胞、自主神经元、软骨细胞、神经内膜成纤维细胞、嗜铬细胞和肠胶质细胞。
施旺细胞前体的主要功能是发育成未成熟的、成髓鞘或无髓鞘的施旺细胞,完成轴突鞘化和成髓鞘的典型功能。
(图片来源:Carla Taveggia et al., Annual Review of Neuroscience 2022)
施旺细胞在生理和病理条件下的功能
除了典型的功能,如包裹和髓鞘轴突和指示朗维叶结的形成,雪旺细胞发挥其他功能,需要几个器官的生理功能。例如,一个被称为边界帽细胞的施旺细胞子集积极地促进了中枢和外周神经系统(CNS和PNS)边界的形成。
神经节中的另一个子集称为卫星胶质包围神经元细胞体,如背根感觉神经节,它们在那里调节神经元的活动。末梢施旺细胞围绕在神经肌肉连接处的突触前和突触后部分,并积极地调节这个突触的活动。施旺细胞的其他非典型功能包括调节先天和适应性免疫反应,以及表皮触觉受体的形成和调节。
充分分化的有髓鞘细胞、无髓鞘细胞(Remak)和终末施旺细胞由于其显著的可塑性,在损伤后能够转分化为修复的雪旺细胞,通过清除髓鞘和细胞碎片,创造轴突用于再生的基板轨迹,积极参与神经再生过程。
在病理条件下施旺细胞的可塑性、免疫调节和神经调节活动有助于神经性疼痛和癌细胞的侵袭和扩散,后者可能通过去分化到类似修复施旺细胞的表型。
(图片来源:Carla Taveggia et al., Annual Review of Neuroscience 2022 )
总 结
综上所述,对SCs和神经的多层面作用日益加深的理解引发了更多的问题,从而引发了新的研究机会。例如,当神经到达所有器官时,SC可塑性是否也会影响其他身体系统? 有没有可能,例如,SCs在皮肤中提供免疫监视,就像肠胶质细胞在肠道中的作用一样? 如果有,这个系统在皮肤病中会受到影响吗?
SCs和神经是否在胃肠道中发挥额外的作用,例如,它们是否影响局部微生物的作用?神经胶质细胞能像它们在听觉系统中的作用一样,影响神经节中不同神经亚型的专一化吗? 考虑到SCPs的显著可塑性和其作为干细胞库的作用,能利用SCPs开发新的治疗方法吗?回答这些问题将进一步揭示周围神经在塑造和维持多个生物系统中的中心地位。
原文链接:
https://www.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev-neuro-110920-030610
参考文献
Beyond Wrapping: Canonical and Noncanonical Functions of Schwann Cells.Carla Taveggia and M. Laura Feltri.Annual Review of Neuroscience 2022 45:1
编译作者:Dr.Hu(brainnews创作团队)
校审:Simon(brainnews编辑部)