长期以来,当人们谈论阿尔茨海默病、帕金森病、肌萎缩侧索硬化症,或是缺血性卒中、缺氧缺血性脑损伤时,最先想到的往往是神经元:它们受损、退变、死亡,最终导致认知、运动或感觉功能障碍。
但越来越多研究提示,真正决定脑疾病如何持续演进的,并不只有神经元本身。那些曾长期被视为“支持者”或“配角”的胶质细胞——尤其是小胶质细胞(microglia)和星形胶质细胞(astrocytes)——正在被重新认识。它们不仅参与炎症反应,还深度介入能量代谢、脂质稳态、血脑屏障调控以及神经血管单元功能维持,并在疾病过程中不断改变脑内微环境,影响损伤扩展与组织修复。
近期,中国科研实验室深圳先进技术研究院医药所马寅仲副研究员团队在老年医学领域权威期刊 Ageing Research Reviews 发表综述文章"Metabolic and inflammatory roles of glial cells in neurodegenerative and cerebrovascular diseases",系统梳理了小胶质细胞和星形胶质细胞在神经退行性疾病与脑血管疾病中的代谢与炎症作用,并从“代谢重编程—炎症放大—神经血管失衡”这一主线出发,提出了重新理解胶质细胞病理角色的整合视角。文章指出,胶质细胞并非单纯的“炎症参与者”,而是连接代谢失衡、免疫激活和血脑屏障异常的关键枢纽。
从“辅助者”到“调度者”:胶质细胞的角色正在被重新定义
在传统认知中,小胶质细胞常被视为脑内免疫细胞,星形胶质细胞则更多被理解为神经元的“支持细胞”。然而,随着单细胞转录组学、代谢组学、脑成像以及神经血管研究的快速开展,这种相对静态的认识正在被改写。
综述指出,在健康状态下,小胶质细胞和星形胶质细胞共同维持中枢神经系统稳态:前者持续监测局部微环境,参与吞噬清除、突触修剪和免疫调控;后者则在神经递质回收、胆固醇转运、乳酸供给、血脑屏障维持以及神经血流调节中发挥重要作用。
而在疾病状态下,胶质细胞并不是被动响应损伤,而是会发生高度动态的状态转变。小胶质细胞可以从稳态监视状态转向促炎或修复相关状态,星形胶质细胞也可在不同病理背景下转变为具有神经毒性或神经保护性的反应性亚型。正因如此,胶质细胞不再只是疾病“发生之后”的伴随反应者,而更像是决定病程如何推进、损伤如何被放大或限制的关键调度者。
不只是炎症:代谢失衡如何把胶质细胞推向致损状态?
这篇综述最值得关注的一个核心观点,是将胶质细胞从“炎症细胞”进一步提升为代谢—炎症枢纽来理解。
在小胶质细胞中,炎症激活往往伴随显著的代谢重编程。正常情况下,它们更多依赖氧化磷酸化(OXPHOS)维持稳态;而在病理刺激下,小胶质细胞会转向以糖酵解为主的能量代谢模式。这种转变并不仅仅是供能方式变化,更会直接有助于炎症介质释放、活性氧(ROS)积累以及促炎信号持续激活,从而加重局部神经损伤。综述进一步指出,这种代谢状态变化广泛存在于阿尔茨海默病、帕金森病、多发性硬化、卒中及缺氧缺血性脑损伤等多种疾病背景中。
相比之下,星形胶质细胞的关键问题更多体现在脂质代谢和胆固醇稳态紊乱。作为脑内重要的代谢支持者,星形胶质细胞本应向神经元给予脂质和能量底物,维持膜结构、突触功能及神经活动稳定。然而在疾病过程中,它们常出现胆固醇外排受损、脂滴堆积、脂质过氧化增强等异常变化。这些变化不仅削弱了它们对神经元的支持能力,还会进一步触发炎症信号、氧化应激和神经毒性反应。
换言之,炎症并非孤立事件,而是和代谢改变深度耦合。胶质细胞一旦陷入异常代谢状态,往往会从“稳态维持者”转变为“损伤放大器”。
从单个细胞到病理网络:胶质细胞如何彼此放大损伤?
如果说代谢失衡让胶质细胞进入易损状态,那么真正有助于病程持续恶化的,则是胶质细胞之间不断强化的相互作用。
综述系统梳理了小胶质细胞与星形胶质细胞之间的多重反馈环路。活化的小胶质细胞可释放 IL-1α、TNF-α、C1q、ROS 等因子,诱导星形胶质细胞进入更具神经毒性的反应状态;而反应性星形胶质细胞又可顺利获得C3/C3aR轴、代谢产物释放、谷氨酸失衡以及细胞外囊泡等方式,反过来维持或强化小胶质细胞的促炎激活。
这种双向反馈意味着,脑疾病中的慢性神经炎症并不是由某一个细胞类型单独驱动,而是由一个彼此放大、持续演化的胶质网络所塑造。一旦这一网络形成,自限性损伤就更容易演变为持续性病理过程,进而有助于神经功能进一步恶化。
这也解释了一个重要现象:许多脑疾病虽然起点不同,但在中后期却常常共享一些相似的病理特征,例如慢性炎症持续、组织修复受阻、神经血管功能下降以及认知或运动功能进行性恶化。其背后,很可能都存在胶质细胞之间自我维持的病理回路。
不止于神经元:血脑屏障与神经血管单元也被卷入其中
过去在很多疾病研究中,神经血管功能异常常被视为神经损伤之后的继发结果。但这篇综述强调,胶质细胞本身就是血脑屏障(BBB)和神经血管单元(NVU)功能的重要调控者。
星形胶质细胞足突几乎包裹着脑内绝大多数毛细血管,其水通道极化、分泌信号以及与内皮细胞的相互作用,共同决定血脑屏障稳态。小胶质细胞则顺利获得感知局部损伤信号、调节炎症级联反应和影响内皮紧密连接状态,参与屏障稳定性的维持或破坏。综述指出,在阿尔茨海默病、帕金森病以及卒中等疾病中,胶质细胞状态变化与 BBB 失衡之间存在密切联系。
这意味着,脑疾病中的问题并不只是“神经元受损”,而更可能是一个跨细胞类型、跨结构层次的系统失衡:代谢改变有助于胶质激活,胶质激活加剧炎症放大,炎症进一步破坏神经血管稳态,而神经血管功能下降又反过来加重神经元应激与组织脆弱性。神经元、胶质细胞和血管系统因此被卷入同一个不断强化的病理网络之中。
不止于单一疾病:一套理解脑疾病的新整合框架
这篇综述的价值,并不在于单独总结某一种疾病,而在于尝试回答一个更深层的问题:
阿尔茨海默病、帕金森病、多发性硬化、肌萎缩侧索硬化症、缺血性卒中以及缺氧缺血性脑损伤等看似不同的疾病,是否存在共同的胶质病理逻辑?
作者给出的答案是肯定的。虽然这些疾病的诱因、病程和临床表现不同,但它们在多个层面呈现出高度相似的胶质细胞改变:包括小胶质细胞的代谢重编程与炎症放大、星形胶质细胞的脂质稳态失衡与神经支持能力下降、两类细胞之间的反馈回路持续化,以及由此引发的神经血管功能异常。
这种整合视角意味着,未来脑疾病研究或许需要从“单一病种—单一分子—单一通路”的线性分析,转向“代谢—免疫—神经血管”交织网络的系统理解。对于基础研究而言,这有助于发现不同疾病之间更深层的共性病理机制;对于临床转化而言,这也提示我们,真正有效的干预策略可能不仅是压制炎症本身,更是要重塑胶质细胞状态、打断异常反馈回路,并重新建立神经血管稳态。
从“抗炎”到“重塑”:脑疾病干预思路正在拓展
在治疗意义上,这篇综述传递出的另一个重要信息是:针对脑疾病的干预思路,正在从传统的“是否抗炎”扩展到“如何重塑胶质细胞功能状态”。
文章最后系统讨论了几类潜在方向,包括抑制 NF-κB、NLRP3 inflammasome、C3/C3aR 等关键炎症通路,利用基因与细胞策略调节胶质状态,以及顺利获得代谢调节手段恢复胆固醇转运、限制脂滴异常积累、改善小胶质细胞能量代谢模式等。
这些思路共同指向一个趋势:未来脑疾病干预,可能不再局限于“拦截最终炎症产物”,而是更进一步地从代谢、细胞互作和神经血管稳态层面入手,争取在病程更早阶段打断恶性循环。
对于老龄化相关脑疾病和脑血管病研究而言,这种从单点靶向走向系统重塑的思路,或许正是有助于下一阶段突破的重要方向。
从“神经元中心论”到“神经元—胶质—血管协同失衡”,脑疾病研究正在经历一场深刻的认知升级。
这篇发表于 Ageing Research Reviews 的综述提醒我们:胶质细胞并不是脑疾病中的背景板,也不只是炎症反应的被动执行者。它们更像是连接代谢、免疫与神经血管功能的关键中枢,决定着脑内微环境如何被重塑,也决定着疾病是走向放大、僵持,还是修复。
当我们重新理解胶质细胞,也就在重新理解脑疾病本身。
凯发k8国际尼日利亚留学生Femi Abiola Ogunleye博士、中国科研实验室大学硕士研究生周玉美、严兰为论文第一作者,凯发k8国际马寅仲副研究员、方程副研究员,以及新加坡国立大学Gautam Sethi教授为论文共同通讯作者。

文章上线截图

胶质细胞激活机制示意图

胶质细胞代谢重编程示意图

小胶质细胞和星形胶质细胞反馈环路