高麗+崔燕兵

摘 要： 層間星形膠質(zhì)細(xì)胞作為星形膠質(zhì)細(xì)胞的一種，其形態(tài)變化已有研究報(bào)道。然而，在癲癎疾病中層間星形膠質(zhì)細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)變化尚無(wú)文獻(xiàn)報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)研究層間星形膠質(zhì)細(xì)胞在癲癎病人腦組織中形態(tài)學(xué)分布特點(diǎn)，為進(jìn)一步研究層間星形膠質(zhì)細(xì)胞功能和建立大腦疾病信息網(wǎng)絡(luò)提供參考信息。

關(guān)鍵詞：層間星性膠質(zhì)細(xì)胞 圖像分析 細(xì)胞分布

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）02-0260-02

前言

大量研究表明星形膠質(zhì)細(xì)胞在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中有很重要的生理作用[1]，同時(shí)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(zhì)細(xì)胞形態(tài)就有了改變[2]。目前大多數(shù)研究都專(zhuān)注于激化狀態(tài)的星形膠質(zhì)細(xì)胞，作為星形膠質(zhì)細(xì)胞亞型的層間星形膠質(zhì)細(xì)胞至今還未得到足夠的重視。

早在十九世紀(jì)末期，Carlo Martinotti、Lloyd Andriezen 和Gustaf Retzius 就已經(jīng)描述了在大腦皮質(zhì)中，有一種胞體比鄰膠質(zhì)氈層，具有長(zhǎng)、直突起的星形膠質(zhì)細(xì)胞[3]。但是在此之后的一百年中層間星形膠質(zhì)細(xì)胞卻再未被提起[4]。層間星形膠質(zhì)細(xì)胞是靈長(zhǎng)類(lèi)獨(dú)有的一類(lèi)星形膠質(zhì)細(xì)胞，其胞體位于皮質(zhì)分層的第一層，其長(zhǎng)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(dá)15μm[6]。

目前層間星形膠質(zhì)細(xì)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(bào)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(shù)切除組織的GFAP和尼斯染色（Nissl Staining， NIS）圖像為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)同一塊組織相鄰切片不同染色圖像中層間星形膠質(zhì)細(xì)胞GFAP-IR胞體所在層與NIS分層比較，進(jìn)一步完善層間星形膠質(zhì)細(xì)胞的信息。

一、材料和方法

1.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。

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(cè)量研究GFAP-IR胞體層及NIS染色第一層厚度。

3.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。

二、結(jié)果

1.層間星形膠質(zhì)細(xì)胞GFAP-IR胞體層厚度研究結(jié)果

1.1腦溝處層間星形膠質(zhì)細(xì)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(cè)量來(lái)自不同病人11個(gè)腦區(qū)的相鄰腦溝和腦回處GFAP-IR胞體層的一對(duì)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)腦溝部層間星形膠質(zhì)細(xì)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(zhì)細(xì)胞GFAP-IR胞體層厚度小于經(jīng)典N(xiāo)IS分層的第一層厚度

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胞體層厚度值與NIS染色第一層厚度值。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)腦溝部層間星形膠質(zhì)細(xì)胞GFAP-IR胞體層厚度小于經(jīng)典N(xiāo)IS分層的第一層厚度（P=0.022）。（圖2）

1.3腦回處層間星形膠質(zhì)細(xì)胞GFAP-IR胞體層厚度小于經(jīng)典N(xiāo)IS分層的第一層厚度

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胞體層厚度值與NIS染色第一層厚度值。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)腦回部層間星形膠質(zhì)細(xì)胞GFAP-IR胞體層厚度小于經(jīng)典N(xiāo)IS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(ài)因斯坦大腦層間星形膠質(zhì)細(xì)胞時(shí)，用“mesh-like astroglial band”來(lái)代表了本研究中的GFAP-IR胞體層，說(shuō)明了此層GFAP陽(yáng)性結(jié)構(gòu)密集成條帶狀，較難進(jìn)行單個(gè)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)分析，所以作為對(duì)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(zhì)分層中的第一層厚度無(wú)差異，而本研究組經(jīng)過(guò)觀(guān)察測(cè)量得到層間星形膠質(zhì)細(xì)胞GFAP-IR胞體層在腦溝腦回處的分布厚度與灰質(zhì)分層中的第一層厚度有明顯差異。考慮到Colombo等是對(duì)正常的腦組織結(jié)構(gòu)的研究，本研究所用均為癲癎病人的腦組織，這為其研究結(jié)果與本研究不同的提供了一個(gè)可能；再者，其研究所得數(shù)據(jù)來(lái)自于顯微鏡帶刻度目鏡的測(cè)量值，而本研究先獲得高質(zhì)量圖像，再利用IPP圖像分析軟件分析圖像，根據(jù)需要由計(jì)算機(jī)自動(dòng)給出相應(yīng)數(shù)據(jù)，較之更為準(zhǔn)確；最后其所研究對(duì)象為尸體，本研究所用為手術(shù)標(biāo)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(shù)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(jié)果的不同的提供了另一個(gè)可能。

本研究結(jié)果支持了人類(lèi)星形膠質(zhì)細(xì)胞種類(lèi)及功能的多樣性，同時(shí)也為今后研究腦溝、腦回處各神經(jīng)細(xì)胞功能不同提供了文獻(xiàn)支持。本研究作為對(duì)神秘大腦功能探索的初步研究，很多無(wú)法回答的問(wèn)題還需進(jìn)一步的研究探索。

參考文獻(xiàn)

[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