星形胶质细胞是中枢神经系统(CNS)中最丰富的胶质细胞类型,是神经血管单元的重要组成部分,在维持大脑稳态中发挥着关键作用。它们广泛的突起包裹着突触和血管,从而调节脑血流、神经传递和细胞外离子平衡(Ransom和Ransom,2012;Scemes等人,2000)。星形胶质细胞还支持神经元存活,促进神经突起的生长,并参与突触的形成和成熟(Qian等人,2016;Wang和Cynader,1999)。因此,星形胶质细胞的功能障碍会破坏CNS的完整性,导致神经元丢失、运动缺陷以及损伤后的恢复受损(Liu等人,2014;Pekny等人,1999;Schreiner等人,2015)。
除了这些传统的支持作用外,星形胶质细胞还积极参与双向的神经元-胶质细胞通信。虽然化学突触代表了一种“有线”的交互模式,但越来越多的证据强调了通过胶质转运蛋白释放和细胞外囊泡(EV)交换进行“无线”通信的重要性(Ikezu等人,2024;Nieves Torres和Lee,2023)。这种由EV介导的信号传导允许细胞间传递功能性蛋白质、脂质和核酸,从而在无直接物理接触的情况下协调神经回路的反应(Chen等人,2026;Valadi等人,2007)。
尽管在小鼠正常情况下微胶质细胞对大脑中的EV池也有显著贡献,但在中枢神经系统损伤后,星形胶质细胞来源的小型EVs(sEVs)会显著增加(Brenna等人,2020)。研究表明,星形胶质细胞来源的sEVs可以促进神经元存活(Datta Chaudhuri等人,2020),刺激培养神经元的树突棘和突触形成(Patel和Weaver,2021),促进缺血性大脑中的轴突和突触重塑(Edelstein和Smythies,2014),并改善中风后的功能恢复(Heras-Romero等人,2022)。然而,这些发现大多基于从培养的星形胶质细胞中收集的sEVs,可能无法准确反映体内的动态和/或内源性细胞间通信情况。
为了克服这些限制,我们开发了一种新型的可诱导转基因小鼠品系,该品系能够用绿色荧光蛋白(GFP)选择性标记星形胶质细胞来源的sEVs。该系统实现了星形胶质细胞sEVs的原位可视化,并可通过他莫昔芬诱导来控制标记时间。作为概念验证,我们利用该模型研究了缺血性中风后神经元对内源性星形胶质细胞来源sEVs的内吞作用。