高麗+崔燕兵

摘 要： 層間星形膠質細胞作為星形膠質細胞的一種，其形態(tài)變化已有研究報道。然而，在癲癎疾病中層間星形膠質細胞的形態(tài)結構變化尚無文獻報道。本實驗通過研究層間星形膠質細胞在癲癎病人腦組織中形態(tài)學分布特點，為進一步研究層間星形膠質細胞功能和建立大腦疾病信息網(wǎng)絡提供參考信息。

關鍵詞：層間星性膠質細胞 圖像分析 細胞分布

中圖分類號：R742.1 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2017）02-0260-02

前言

大量研究表明星形膠質細胞在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中有很重要的生理作用[1]，同時證明它們也參與了癲癎發(fā)作發(fā)展[2]。在很多中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的早期，星形膠質細胞形態(tài)就有了改變[2]。目前大多數(shù)研究都專注于激化狀態(tài)的星形膠質細胞，作為星形膠質細胞亞型的層間星形膠質細胞至今還未得到足夠的重視。

早在十九世紀末期，Carlo Martinotti、Lloyd Andriezen 和Gustaf Retzius 就已經(jīng)描述了在大腦皮質中，有一種胞體比鄰膠質氈層，具有長、直突起的星形膠質細胞[3]。但是在此之后的一百年中層間星形膠質細胞卻再未被提起[4]。層間星形膠質細胞是靈長類獨有的一類星形膠質細胞，其胞體位于皮質分層的第一層，其長突起可穿越第2或第3層，終止于第2到第4層[5]，其終端可有膨大，直徑可達15μm[6]。

目前層間星形膠質細胞在阿爾茨海默病[4]、唐氏綜合癥[8]和多發(fā)性硬化[9]等多種疾病中的形態(tài)改變已有研究報道，但是其在癲癎病人腦組織中的形態(tài)分布尚不清楚。

本研究以癲癎病人手術切除組織的GFAP和尼斯染色（Nissl Staining， NIS）圖像為研究對象，通過對同一塊組織相鄰切片不同染色圖像中層間星形膠質細胞GFAP-IR胞體所在層與NIS分層比較，進一步完善層間星形膠質細胞的信息。

一、材料和方法

1.圖像及來源

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

2.圖像處理

2.1選擇2.5倍物鏡下所拍攝的圖像。

2.2利用Image-Pro-Plus 6.0 軟件測量研究GFAP-IR胞體層及NIS染色第一層厚度。

3.統(tǒng)計學分析

統(tǒng)計學處理采用SPSS11.5軟件包。數(shù)據(jù)均以均屬±標準差（）表示，兩組間數(shù)據(jù)比較采用配對樣本t檢驗，P<0.05 有統(tǒng)計學差異；P<0.01 有顯著性統(tǒng)計學差異。

二、結果

1.層間星形膠質細胞GFAP-IR胞體層厚度研究結果

1.1腦溝處層間星形膠質細胞GFAP-IR胞體層厚度大于腦回處GFAP-IR胞體層厚度

利用IPP圖像分析軟件分別測量來自不同病人11個腦區(qū)的相鄰腦溝和腦回處GFAP-IR胞體層的一對厚度值。選擇配對樣本t檢驗的統(tǒng)計方法對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。研究結果為癲癎病人大腦皮質腦溝部層間星形膠質細胞GFAP-IR胞體層厚度大于腦回部GFAP-IR胞體層厚度（P=0.007）。（圖1）

1.2腦溝處層間星形膠質細胞GFAP-IR胞體層厚度小于經(jīng)典NIS分層的第一層厚度

利用IPP圖像分析軟件分別測量來自不同病人10個腦區(qū)相鄰切片的腦溝處GFAP-IR胞體層厚度值與NIS染色第一層厚度值。選擇配對樣本t檢驗的統(tǒng)計方法對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。研究結果為癲癎病人大腦皮質腦溝部層間星形膠質細胞GFAP-IR胞體層厚度小于經(jīng)典NIS分層的第一層厚度（P=0.022）。（圖2）

1.3腦回處層間星形膠質細胞GFAP-IR胞體層厚度小于經(jīng)典NIS分層的第一層厚度

利用IPP圖像分析軟件分別測量來自不同病人10個腦區(qū)相鄰切片的腦回處GFAP-IR胞體層厚度值與NIS染色第一層厚度值。選擇配對樣本t檢驗的統(tǒng)計方法對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。研究結果為癲癎病人大腦皮質腦回部層間星形膠質細胞GFAP-IR胞體層厚度小于經(jīng)典NIS分層的第一層厚度（P=0.002）。（圖3）

三、討論

2006年Colombo等[6]在研究愛因斯坦大腦層間星形膠質細胞時，用“mesh-like astroglial band”來代表了本研究中的GFAP-IR胞體層，說明了此層GFAP陽性結構密集成條帶狀，較難進行單個結構數(shù)據(jù)分析，所以作為對其的初步探討，本次研究暫且研究其所在層的分布特征。Colombo等研究得出“mesh-like astroglial band”厚度與灰質分層中的第一層厚度無差異，而本研究組經(jīng)過觀察測量得到層間星形膠質細胞GFAP-IR胞體層在腦溝腦回處的分布厚度與灰質分層中的第一層厚度有明顯差異?？紤]到Colombo等是對正常的腦組織結構的研究，本研究所用均為癲癎病人的腦組織，這為其研究結果與本研究不同的提供了一個可能；再者，其研究所得數(shù)據(jù)來自于顯微鏡帶刻度目鏡的測量值，而本研究先獲得高質量圖像，再利用IPP圖像分析軟件分析圖像，根據(jù)需要由計算機自動給出相應數(shù)據(jù)，較之更為準確；最后其所研究對象為尸體，本研究所用為手術標本。Nancy A Oberheim 及其同事已經(jīng)發(fā)現(xiàn)人死后大腦組織切片跟手術切除組織切片相比發(fā)生了一些微妙的改變[5]，這為研究結果的不同的提供了另一個可能。

本研究結果支持了人類星形膠質細胞種類及功能的多樣性，同時也為今后研究腦溝、腦回處各神經(jīng)細胞功能不同提供了文獻支持。本研究作為對神秘大腦功能探索的初步研究，很多無法回答的問題還需進一步的研究探索。

參考文獻

[1]Wang F， Smith NA， Xu Q， Fujita T， Baba A， Matsuda T， Takano T， Bekar L， Nedergaard M. Astrocytes modulate neural network activity by Ca2+-dependent uptake of extracellular k+. Sci Signal 2012；5（218）：ra26

[2]Oberheim NA， Tian GF， Han XN， et al. Loss of Astrocytic Domain Organization in the Epileptic Brain. J Neurosci 2008；28（13）， 3264-3276

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

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

[5]Oberheim NA， Takano T， Han X， et al. Uniquely hominid features of adult human astrocytes. J Neurosci 2009；29， 3276-3287

[6]Colombo JA， Reisin HD， Miguel-Hidalgob JJ & Rajkowska G. Cerebral cortex astroglia and the brain of a genius： A propos of A. Einstein's. Brain Res Rev 2006；52， 257-263

[7]Bushong EA， Martone ME， Ellisman MH. Maturation of astrocyte morphology and the establishment of astrocyte domains during postnatal hippocampal development. Int J Dev Neurosci. 2004；22（2）：73-86

[8]Colombo JA， Reisin HD， Jones M.& Bentham C. Development of interlaminar astroglial processes in the cerebral cortex of control and Downs syndrome human cases. Exp Neurol 2005；193， 207-217