施旺细胞通过PGE2分泌增强感觉神经元兴奋性

神经元的兴奋性是其基本特性，也是执行功能的关键。兴奋性调节失衡可能引发多种神经系统疾病，如慢性疼痛、癫痫和精神疾病。背根神经节 (DRG) 是感觉传导的初级神经元，负责将外周组织的感觉传递到中枢神经系统 (CNS) 。在胚胎发育过程中，这些神经元由非兴奋性逐渐变为兴奋性，并与外周神经系统中数量最多的胶质细胞——施旺细胞紧密相连。施旺细胞在神经系统发育和功能中扮演重要角色，如突触形成。因此，科学家推测施旺细胞可能参与调节感觉神经元的兴奋性。然而，神经元是否需要施旺细胞的信号来发育成兴奋性细胞，以及这种调节机制尚未明确。

近期，斯坦福大学的J. Bradley Zuchero与J. Du Bois研究团队在《Cell》杂志上发表了一篇题为《Schwann cell-secreted PGE2 promotes sensory neuron excitability during development》的文章。研究发现，施旺细胞分泌的PGE2在感觉神经元发育过程中对电压门控钠通道的表达、动作电位的产生以及正常感觉功能至关重要。

研究团队首先使用免疫磁珠分选技术获得了高度纯化的背根神经节（DRG）神经元，发现若缺乏施旺细胞，发育中的DRG神经元表现出低兴奋性，难以产生动作电位。然而，添加施旺细胞分泌的因子（SCCM）到培养基中，可以显著提高神经元的兴奋性和钠通道（NaVs）的表达水平。通过分子量分级和质谱分析，研究人员确定SCCM中的关键因子是PGE2，而不是其他前列腺素（如PGD2）。PGE2处理可以像SCCM一样提高神经元NaVs的表达水平，降低动作电位的触发阈值。阻断PGE2受体（EP1-4）的信号通路可以阻止SCCM和PGE2对神经元兴奋性的提升作用。

施旺细胞表达Ptges3基因，该基因编码PGE2合成酶。研究发现，敲除Ptges3的施旺细胞无法产生PGE2，也无法提升神经元的兴奋性。在Ptges3敲除小鼠中，NaVs的表达水平降低，导致神经元兴奋性下降。进一步的单细胞RNA测序分析显示，Ptges3敲除小鼠中所有DRG神经元亚型的基因表达都有变化，尤其是疼痛感觉神经元和本体感觉神经元受影响最大。这些亚型中NaVs和成熟神经元标志物的表达水平降低，表明其成熟受到抑制。

Ptges3敲除小鼠表现出对热痛和机械痛的敏感性下降，以及对炎症性疼痛的反应减弱，这些行为缺陷与本体感觉功能的缺失相关。此外，研究人员发现在Ptges3敲除小鼠中，副交感神经元的NaVs表达也降低。在培养的视网膜神经节细胞神经元中，PGE2也能提高NaVs的表达，这表明PGE2可能广泛调节神经系统中的神经元兴奋性。

总之，这项研究表明，施旺细胞通过分泌PGE2促进感觉神经元的兴奋性和成熟，揭示了施旺细胞功能的新方面。此外，研究确定了PGE2作为一种新的神经发育信号分子，与其在炎症和疼痛中的已知作用不同。这些发现可能有助于理解神经系统疾病中兴奋性调节的异常，并为开发新的治疗方法提供线索。

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