癲癎病人層間星形膠質(zhì)細(xì)胞突起層的研究

高麗+李明華

摘 要： 層間星形膠質(zhì)細(xì)胞是靈長(zhǎng)類(lèi)獨(dú)有的星形膠質(zhì)細(xì)胞。關(guān)于層間星性膠質(zhì)細(xì)胞的研究較少。我們對(duì)于層間星形膠質(zhì)的認(rèn)識(shí)剛剛起步。目前層間星形膠質(zhì)細(xì)胞的形態(tài)和功能尚不清楚。本研究通過(guò)研究癲癎病人腦皮質(zhì)層間星形膠質(zhì)細(xì)胞的突起，以期揭示其在癲癎病人腦組織中的形態(tài)特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：層間星形膠質(zhì)細(xì)胞 圖像分析 GFAP

中圖分類(lèi)號(hào)：R742.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-9082（2017）03-0278-01

前言

開(kāi)始研究人類(lèi)的膠質(zhì)細(xì)胞的時(shí)間可以追溯到1858年，當(dāng)時(shí)Rudolf Virchow 第一次提出“Nervenkitt” 或者叫 neuroglia的概念[1]。大約10年之后Camillo Golgi 在神經(jīng)系統(tǒng)中看到了星形膠質(zhì)細(xì)胞，并認(rèn)為這些細(xì)胞組成了大腦的“glue”。1983年，Michael von Lenhossek命名了星形膠質(zhì)細(xì)胞。Klliker和Andriczen根據(jù)灰質(zhì)、白質(zhì)中星形膠質(zhì)細(xì)胞的形態(tài)不同，又將其分為原漿型星形膠質(zhì)細(xì)胞和纖維型星形膠質(zhì)細(xì)胞[2]。1987年Ramon y Cajal在研究人類(lèi)和其他哺乳動(dòng)物大腦時(shí)就已經(jīng)描繪了人類(lèi)星形膠質(zhì)細(xì)胞的復(fù)雜性[3]。Jorge A. Colombo和他的同事通過(guò)和其他動(dòng)物對(duì)比提出了層間星形膠質(zhì)細(xì)胞是靈長(zhǎng)類(lèi)特有的星形膠質(zhì)細(xì)胞種類(lèi)[4]。

本世紀(jì)初，為了更好的研究層間星形膠質(zhì)細(xì)胞的功能，研究者開(kāi)始關(guān)注層間星形膠質(zhì)細(xì)胞在各種神經(jīng)、精神疾病中的狀態(tài)，同時(shí)也將其與人類(lèi)大腦的智能性、復(fù)雜性聯(lián)系在了一起。操作對(duì)象也由各種靈長(zhǎng)類(lèi)的大腦逐漸轉(zhuǎn)換為人的大腦。

本研究就是關(guān)于癲癎病人腦組織中層間星性膠質(zhì)細(xì)胞突起的形態(tài)研究。

材料和方法

一、圖像及來(lái)源

本研究所涉及的所有手術(shù)切除組織均來(lái)自美國(guó)克利夫蘭醫(yī)學(xué)研究中心（The Cleveland Clinic）。研究對(duì)象為手術(shù)切除組織塊的GFAP、NeuN免疫組化切片或NIS組織染色切片圖像。圖像均由美國(guó)克利夫蘭醫(yī)學(xué)研究中心提供。

二、圖像處理

1.選擇2.5倍物鏡下所拍攝的圖像；

2.利用Image-Pro-Plus 6.0 軟件測(cè)量研究GFAP-IR胞體層+突起層及NIS染色前二層厚度；

3.利用Neuro-Image Compute軟件對(duì)20倍鏡下的GFAP染色圖像進(jìn)行二維三維圖像處理。

三、統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

統(tǒng)計(jì)學(xué)處理采用SPSS11.5軟件包。數(shù)據(jù)均以均屬±標(biāo)準(zhǔn)差（）表示，兩組間數(shù)據(jù)比較采用配對(duì)樣本t檢驗(yàn)，P<0.05 有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異；P<0.01 有顯著性統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

結(jié)果

層間星形膠質(zhì)細(xì)胞GFAP-IR突起層厚度研究結(jié)果

（一）腦溝處層間星形膠質(zhì)細(xì)胞GFAP-IR胞體層+GFAP-IR突起層總厚度與經(jīng)典N(xiāo)IS分層的前二層厚度無(wú)明顯差異

利用IPP圖像分析軟件分別測(cè)量來(lái)自不同病人10個(gè)腦區(qū)相鄰切片的腦溝處GFAP-IR胞體層+GFAP-IR突起層總厚度值與NIS染色前兩層總厚度值。選擇配對(duì)樣本t檢驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。研究結(jié)果為癲癎病人大腦皮質(zhì)腦溝處層間星形膠質(zhì)細(xì)胞GFAP-IR胞體層+GFAP-IR突起層總厚度與經(jīng)典N(xiāo)IS分層的前二層總厚度無(wú)明顯差異。（圖1）

圖1. A，癲癎病人大腦皮質(zhì)腦溝處層間星形膠質(zhì)細(xì)胞GFAP-IR胞體層與GFAP-IR突起層。GFAP，棕黃色，比例尺，0.5mm。B，癲癎病人大腦皮質(zhì)腦溝處NIS染色顯示的分子層與外顆粒層。比例尺，0.5mm。C，癲癎病人大腦皮質(zhì)腦溝處層間星形膠質(zhì)細(xì)胞GFAP-IR胞體層+GFAP-IR突起層總厚度與經(jīng)典N(xiāo)IS分層的前二層厚度無(wú)明顯差異（n=10，P>0.05）。

（二）腦回處層間星形膠質(zhì)細(xì)胞GFAP-IR胞體層厚度+GFAP-IR突起層厚度與經(jīng)典N(xiāo)IS分層的前二層厚度無(wú)差

利用IPP圖像分析軟件分別測(cè)量來(lái)自不同病人10個(gè)腦區(qū)相鄰切片的腦回處GFAP-IR胞體層+GFAP-IR突起層總厚度值與NIS染色前兩層總厚度值。選擇配對(duì)樣本t檢驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。研究結(jié)果為癲癎病人大腦皮質(zhì)腦回處層間星形膠質(zhì)細(xì)胞GFAP-IR胞體層+GFAP-IR突起層總厚度與經(jīng)典N(xiāo)IS分層的前二層總厚度無(wú)明顯差異。（圖2）

圖2. A，癲癎病人大腦皮質(zhì)腦回處層間星形膠質(zhì)細(xì)胞GFAP-IR胞體層與GFAP-IR突起層。GFAP，棕黃色，比例尺，0.5mm。B，癲癎病人大腦皮質(zhì)腦回處NIS染色顯示的分子層與外顆粒層。比例尺，0.5mm。C，癲癎病人大腦皮質(zhì)腦回處層間星形膠質(zhì)細(xì)胞GFAP-IR胞體層+GFAP-IR突起層總厚度與經(jīng)典N(xiāo)IS分層的前二層厚度無(wú)明顯差異（n=10，P>0.05）。

討論

大多層間星形膠質(zhì)細(xì)胞的研究跟其“突起”相關(guān)[5]。無(wú)論是Colombo等[6]認(rèn)為GFAP-IR突起末端可深達(dá)皮質(zhì)Ⅲ/Ⅳ層，還是Oberheim等[4]提出GFAP-IR突起末端可終止于Ⅱ-Ⅳ層，他們都觀察到了長(zhǎng)達(dá)1mm的GFAP-IR突起。而本研究得出癲癎病人病變腦區(qū)絕大多數(shù)GFAP-IR突起甚至不能穿越皮質(zhì)Ⅱ?qū)拥竭_(dá)第Ⅲ層。結(jié)果的不完全吻合，是由于癲癎病人的個(gè)體差異造成的還是測(cè)量方法的不統(tǒng)一造成的？本研究組更傾向于前者。因?yàn)榘d癎病人腦組織中層間星形膠質(zhì)細(xì)胞GFAP-IR突起或稀疏，亦或彌漫成片，與以上研究者展示的圖片有明顯區(qū)別。雖然Oberheim等[4]曾提到其所用樣本中含有的一例頑固性癲癎病人腦組織與其他正常人無(wú)明顯差別，本研究組認(rèn)為有可能是其樣本量太少所致。此外，本研究在癲癎病人腦中也發(fā)現(xiàn)有“膨大末端”[5]。

參考文獻(xiàn)

[1]Parpura V， Verkhratsky A. Neuroglia at the crossroads of homeostasis， metabolism and signaling： Evolution of the concept. ASN Neuro. 2012 Mar 29. [Epub ahead of print]

[2]Oberheim NA， Goldman SA， Nedergaard M. Heterogeneity of astrocytic form and function. Methods Mol Biol. 2012；814：23-45

[3]Triarhou LC， Del Cerro M. Ramón y Cajal erroneously identified as Camillo Golgi on a souvenir postage stamp. J Hist Neurosci 2012；21（2）：132-8

[4]Oberheim NA， Wang X， Goldman S.&Nedergaard M. Astrocytic complexity distinguishes the human brain. Trends Neurosci 2006；29， 547-553

[5]Colombo JA， Quinn B & Puissant V. Disruption of astroglial interlaminar processes in Alzheimers disease. Brain Res Bull 2002；58， 235–242

[6]Oberheim NA， Wang X， Goldman S.&Nedergaard M. Astrocytic complexity distinguishes the human brain. Trends Neurosci 2006；29， 547-553