神经元(绿色)的反应方式不同，取决于与它们一起生长的星形胶质细胞(红色)是从患有或不患有脆性X染色体的人身上培养出来的
根据一项新的研究，星形胶质细胞(支持神经元的星形细胞)分泌的蛋白质的变化可能导致脆性X综合征患者神经元的非典型放电模式。这些发现指出了治疗这种疾病的可能目标，迄今为止，这种疾病还没有得到药物开发的努力。
“在过去的几十年里，我们所有的注意力都集中在试图调整神经元机制上，”，印度加尔各答TCG科学技术研究与教育中心的高影响神经科学和转化应用中心主任研究负责人Sumantra Chattarji说。“这为基于星形胶质细胞的潜在候选生物打开了一个框架。”
Chattarji的研究小组在之前的一项研究中发现，来自脆性X综合征患者干细胞的神经元比对照神经元放电更频繁，但爆发时间更短。
这项新研究表明，如果典型的神经元与来自脆性X综合征患者的星形胶质细胞一起培养，它们也会采用同样的放电模式。如果脆性X神经元与典型的星形胶质细胞一起生长，它们就不会以这种方式放电。其中一个原因似乎是星形胶质细胞分泌的一种蛋白质。
马萨诸塞州波士顿塔夫茨医学院(Tufts School of Medicine)的神经科学教授Yongjie Yang研究了星形胶质细胞谷氨酸转运体和受体在脆性X染色体中的作用，他说:“结果非常清楚，非常有说服力。”这项研究证实了科学家基于小鼠研究“长期怀疑”的人类细胞:“实际上，神经胶质细胞在调节神经元兴奋性方面确实发挥了重要作用。”
在这项新研究中，Chattarji和他的同事们从两名脆性X综合征患者和一名非脆性X综合征患者的干细胞中培养出神经元和星形胶质细胞，后者的细胞作为对照。
Chattarji和他的团队发现，脆性X神经元和与对照星形胶质细胞一起生长的对照神经元的活动与通常的神经元没有什么不同。当任何一种类型的神经元与脆性X星形胶质细胞一起生长时，它都会以更短、更频繁的爆发进行非典型的放电。
换句话说，星形胶质细胞——而不是神经元——决定了放电模式。“我不知道星形胶质细胞会成为这个故事的核心，”Chattarji说，他以前主要关注神经元。
在基础神经生物学课上，Chattarji经常讲Otto Loewi的一个著名经典实验:这位科学家刺激了一只跳动的青蛙心脏的迷走神经，导致心跳减慢。然后，他将另一只青蛙的心脏浸泡在受刺激的心脏流出的液体中，使第二颗心脏也跳动得更慢，并证明信号是通过液体中的化学物质传递的。
以Loewi的实验为灵感，研究小组将脆性X神经元和对照神经元浸泡在两种星形胶质细胞的培养基中。他们看到了与之前相同的结果:浸泡在对照介质中的神经元正常放电，而浸泡在脆性X介质中的神经元则频繁而短暂地放电。这意味着星形胶质细胞分泌的某种化学物质，而不是它们的物理存在，是负责任的。
已知星形胶质细胞分泌的一种名为S100 β的蛋白质可以稳定大鼠神经元的放电，因此Chattarji的团队怀疑它可能是脆性X神经元不稳定放电的原因。为了支持这一假设，研究小组发现，在脆性X星形胶质细胞培养基中，S100 β的浓度低于正常水平。在神经元和脆性X星形胶质细胞共培养中加入S100 β使神经元的放电正常化。
这种机制似乎涉及一种被称为“持续钠电流”的现象，这种小电流在神经元放电后继续流过。浸泡在脆性X星形胶质细胞介质中的神经元也显示出比平常更低的持续钠电流;添加S100 β后，该蛋白的含量恢复到正常水平，这表明该蛋白可能成为未来治疗的目标。
Chattarji说:“这绝不意味着只有S100 β或持续的钠电流是唯一可行的方法。”他的团队希望更详细地研究脆性X星形胶质细胞，以了解S100 β是如何分泌的;目前尚不清楚它如何改变持续的钠电流。
这项新工作很重要，因为它增加了对脆性X染色体的研究，试图让人们重新关注星形胶质细胞的信号如何影响这种疾病，这一领域一直有一种以神经元为中心的观点。
未来的研究应该寻求了解由于脆性X引起的星形胶质细胞的所有变化;例如，其他研究揭示了脆性X星形胶质细胞中代谢、钙信号和细胞周期的变化。
除了单个神经元之外，研究S100 β对神经元网络的影响也很重要。
Astrocytes mediate cell non-autonomous correction of aberrant firing in human FXS neurons
