《Glial Health Research》：Phenotypic changes in cortical astrocytes translatome across the estrous cycle
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本研究针对星形胶质细胞在动情周期中的功能变化这一未知领域，通过TRAPseq技术首次系统描绘了雌性小鼠新皮层星形胶质细胞翻译组在动情周期不同阶段（动情间期、动情前期、动情期）的动态变化图谱。研究发现星形胶质细胞翻译组在动情前期与动情期间差异最显著，且与雄性小鼠相比，动情间期雌鼠的翻译组特征最为相似。同时发现GFAP阳性细胞数在动情前期最多，而谷氨酰胺合成酶阳性细胞数在动情期最低。该研究揭示了星形胶质细胞表型受性激素调控的快速可塑性，为理解激素波动对皮层功能的影响提供了新视角。
在我们的大脑中，星形胶质细胞曾长期被视为单纯的"支持细胞"，但近年研究发现它们在大脑功能中扮演着更为主动的角色——调节神经元网络功能、构成血脑屏障、响应神经炎症等。尤其引人注目的是，新皮层中的星形胶质细胞能够表达性激素受体并对循环性激素水平变化做出反应。在雌性啮齿类动物中，雌激素和孕激素水平在动情周期中有规律地波动，这种周期性变化是否会影响星形胶质细胞功能，进而调节皮层神经网络功能，成为了神经科学领域一个亟待解答的重要问题。
尽管已有研究描述了动情周期中皮层星形胶质细胞蛋白表达的变化，但尚未有研究系统考察星形胶质细胞在动情周期中活性基因翻译的变化。这一知识空白限制了我们对星形胶质细胞如何响应性激素波动并影响皮层功能的深入理解。正是为了填补这一重要空白，由Gareth M. Rurak领衔的研究团队在《Glial Health Research》上发表了他们的最新研究成果。
研究人员采用了一系列先进的技术方法开展此项研究。他们利用翻译核糖体亲和纯化与RNA测序技术，特异性分离并测定了星形胶质细胞中正在翻译的mRNA群体。研究纳入了成年雌性小鼠动情周期的三个关键阶段以及雄性小鼠作为对照。通过免疫组织化学结合无偏立体计数法，研究人员量化了多种经典星形胶质细胞标志物的表达变化。此外，还通过酶联免疫吸附测定检测了血清雌激素水平，以关联激素水平与细胞变化。
3.1. 星形胶质细胞翻译组的表征
研究人员首先通过TRAPseq技术分析了新皮层星形胶质细胞在动情周期中的活性基因翻译变化。结果显示，星形胶质细胞翻译组在雄性小鼠和动情间期雌鼠中最为相似，而动情前期和动情期雌鼠则形成独立的聚类群体。差异表达基因分析发现，动情前期与动情期比较有177个差异表达基因，而动情期与动情间期比较有162个差异表达基因。基因本体分析表明，这些差异基因富集于细胞外基质重塑、细胞间信号传导和细胞增殖等与神经可塑性相关的通路。特别值得注意的是，雌激素受体α在动情前期的表达较动情间期下降了四倍，提示ERα可能是动情周期中介导新皮层星形胶质细胞基因表达差异的主要受体。
３.２. 经典星形胶质细胞标志物蛋白表达的评估
通过无偏立体计数法，研究人员发现星形胶质细胞经典标志物的表达在动情周期中呈现动态变化。胶质纤维酸性蛋白阳性细胞数在动情前期显著高于动情间期、动情期和雄性小鼠。相反，谷氨酰胺合成酶阳性细胞数在动情间期和动情期间存在显著差异，动情期表达最低。而星形胶质细胞特异性钙结合蛋白S100β和转录因子Sox2的表达在整个周期中保持稳定。这些结果揭示了不同星形胶质细胞标志物对性激素波动的响应存在特异性。
研究结论表明，新皮层星形胶质细胞的翻译组和蛋白表达在动情周期中发生显著变化，且这些变化与循环性激素水平波动密切相关。雄性小鼠和动情间期雌鼠的星形胶质细胞翻译组最为相似，而动情前期和动情期则表现出明显的转录组差异。在蛋白水平上，GFAP和GS的表达呈现周期特异性波动，而S100β和Sox2则保持稳定。
这项研究的重大意义在于首次系统揭示了星形胶质细胞表型在动情周期中的快速可塑性，为理解性激素波动如何通过胶质细胞调节皮层功能提供了新视角。研究发现的变化主要涉及与神经可塑性相关的通路和功能，提示星形胶质细胞可能是性激素调节皮层神经网络功能的重要介质。这一认识不仅深化了我们对大脑性别差异和周期依赖性功能变化的理解，也为研究与激素波动相关的神经系统疾病提供了新的思路。
