癫癎病人层间星形胶质细胞突起层的研究

高丽+李明华

摘 要： 层间星形胶质细胞是灵长类独有的星形胶质细胞。关于层间星性胶质细胞的研究较少。我们对于层间星形胶质的认识刚刚起步。目前层间星形胶质细胞的形态和功能尚不清楚。本研究通过研究癫癎病人脑皮质层间星形胶质细胞的突起，以期揭示其在癫癎病人脑组织中的形态特点。

关键词：层间星形胶质细胞 图像分析 GFAP

中图分类号：R742.1 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2017）03-0278-01

前言

开始研究人类的胶质细胞的时间可以追溯到1858年，当时Rudolf Virchow 第一次提出“Nervenkitt” 或者叫 neuroglia的概念[1]。大约10年之后Camillo Golgi 在神经系统中看到了星形胶质细胞，并认为这些细胞组成了大脑的“glue”。1983年，Michael von Lenhossek命名了星形胶质细胞。Klliker和Andriczen根据灰质、白质中星形胶质细胞的形态不同，又将其分为原浆型星形胶质细胞和纤维型星形胶质细胞[2]。1987年Ramon y Cajal在研究人类和其他哺乳动物大脑时就已经描绘了人类星形胶质细胞的复杂性[3]。Jorge A. Colombo和他的同事通过和其他动物对比提出了层间星形胶质细胞是灵长类特有的星形胶质细胞种类[4]。

本世纪初，为了更好的研究层间星形胶质細胞的功能，研究者开始关注层间星形胶质细胞在各种神经、精神疾病中的状态，同时也将其与人类大脑的智能性、复杂性联系在了一起。操作对象也由各种灵长类的大脑逐渐转换为人的大脑。

本研究就是关于癫癎病人脑组织中层间星性胶质细胞突起的形态研究。

材料和方法

一、图像及来源

本研究所涉及的所有手术切除组织均来自美国克利夫兰医学研究中心（The Cleveland Clinic）。研究对象为手术切除组织块的GFAP、NeuN免疫组化切片或NIS组织染色切片图像。图像均由美国克利夫兰医学研究中心提供。

二、图像处理

1.选择2.5倍物镜下所拍摄的图像；

2.利用Image-Pro-Plus 6.0 软件测量研究GFAP-IR胞体层+突起层及NIS染色前二层厚度；

3.利用Neuro-Image Compute软件对20倍镜下的GFAP染色图像进行二维三维图像处理。

三、统计学分析

统计学处理采用SPSS11.5软件包。数据均以均属±标准差（）表示，两组间数据比较采用配对样本t检验，P<0.05 有统计学差异；P<0.01 有显著性统计学差异。

结果

层间星形胶质细胞GFAP-IR突起层厚度研究结果

（一）脑沟处层间星形胶质细胞GFAP-IR胞体层+GFAP-IR突起层总厚度与经典NIS分层的前二层厚度无明显差异

利用IPP图像分析软件分别测量来自不同病人10个脑区相邻切片的脑沟处GFAP-IR胞体层+GFAP-IR突起层总厚度值与NIS染色前两层总厚度值。选择配对样本t检验的统计方法对数据进行统计分析。研究结果为癫癎病人大脑皮质脑沟处层间星形胶质细胞GFAP-IR胞体层+GFAP-IR突起层总厚度与经典NIS分层的前二层总厚度无明显差异。（图1）

图1. A，癫癎病人大脑皮质脑沟处层间星形胶质细胞GFAP-IR胞体层与GFAP-IR突起层。GFAP，棕黄色，比例尺，0.5mm。B，癫癎病人大脑皮质脑沟处NIS染色显示的分子层与外颗粒层。比例尺，0.5mm。C，癫癎病人大脑皮质脑沟处层间星形胶质细胞GFAP-IR胞体层+GFAP-IR突起层总厚度与经典NIS分层的前二层厚度无明显差异（n=10，P>0.05）。

（二）脑回处层间星形胶质细胞GFAP-IR胞体层厚度+GFAP-IR突起层厚度与经典NIS分层的前二层厚度无差

利用IPP图像分析软件分别测量来自不同病人10个脑区相邻切片的脑回处GFAP-IR胞体层+GFAP-IR突起层总厚度值与NIS染色前两层总厚度值。选择配对样本t检验的统计方法对数据进行统计分析。研究结果为癫癎病人大脑皮质脑回处层间星形胶质细胞GFAP-IR胞体层+GFAP-IR突起层总厚度与经典NIS分层的前二层总厚度无明显差异。（图2）

图2. A，癫癎病人大脑皮质脑回处层间星形胶质细胞GFAP-IR胞体层与GFAP-IR突起层。GFAP，棕黄色，比例尺，0.5mm。B，癫癎病人大脑皮质脑回处NIS染色显示的分子层与外颗粒层。比例尺，0.5mm。C，癫癎病人大脑皮质脑回处层间星形胶质细胞GFAP-IR胞体层+GFAP-IR突起层总厚度与经典NIS分层的前二层厚度无明显差异（n=10，P>0.05）。

讨论

大多层间星形胶质细胞的研究跟其“突起”相关[5]。无论是Colombo等[6]认为GFAP-IR突起末端可深达皮质Ⅲ/Ⅳ层，还是Oberheim等[4]提出GFAP-IR突起末端可终止于Ⅱ-Ⅳ层，他们都观察到了长达1mm的GFAP-IR突起。而本研究得出癫癎病人病变脑区绝大多数GFAP-IR突起甚至不能穿越皮质Ⅱ层到达第Ⅲ层。结果的不完全吻合，是由于癫癎病人的个体差异造成的还是测量方法的不统一造成的？本研究组更倾向于前者。因为癫癎病人脑组织中层间星形胶质细胞GFAP-IR突起或稀疏，亦或弥漫成片，与以上研究者展示的图片有明显区别。虽然Oberheim等[4]曾提到其所用样本中含有的一例顽固性癫癎病人脑组织与其他正常人无明显差别，本研究组认为有可能是其样本量太少所致。此外，本研究在癫癎病人脑中也发现有“膨大末端”[5]。

参考文献

[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