2024年8月13日，斯坦福大学J. Bradley Zuchero及J. Du Bois共同通讯在Cell在线发表题为”Schwann cell-secreted PGE2 promotes sensory neuron excitability during development“的研究论文，该研究证明了Schwann细胞是周围神经系统中最丰富的胶质细胞，在发育过程中促进体感觉神经元的兴奋性。神经元在发育过程中是如何变得兴奋的，以及兴奋性是否是神经元的一种内在特性尚不清楚。

                             图1 发育过程中感觉神经元兴奋性的启动模式图（图源自Cell）

该研究发现Schwann（施旺）细胞分泌前列腺素E2，这对于诱导发育中的体感觉神经元表达正常水平的神经元功能所需的基因(包括电压门控钠通道)和激活动作电位序列是必要和充分的。在Schwann细胞中，这种信号通路失活会损害体感觉神经元的成熟，导致持续到成年的多模态感觉缺陷。总的来说，该研究揭示了前列腺素E2的神经发育作用，不同于其在炎症中的既定作用，揭示了胶质细胞调节神经元兴奋性以实现正常感觉功能发展的细胞非自主机制。

兴奋性是所有神经元的一个决定性特征。兴奋性失调是多种神经系统病理的基础，包括慢性疼痛、癫痫和神经精神疾病。在发育过程中，神经元成熟以实现神经系统正常的电功能对人体健康至关重要。

然而，在发育过程中促进神经元兴奋性的机制仍然不完全清楚。背根神经节(DRG)体感觉神经元支配外周组织，将感觉输入传递到中枢神经系统(CNS)。在胚胎发育过程中，DRG神经元最初是电不可兴奋的，只有在小鼠胚胎日(E) 12-14左右(大鼠胚胎日)(E16)表达电压门控钠通道(NaVs)时才会兴奋。从胚胎发育晚期到出生后，DRG神经元进一步成熟，对生理感觉刺激完全反应。在发育过程中，DRG神经元兴奋性的起始和成熟与周围神经中Schwann细胞前体的出现(E12)以及随后向Schwann细胞的分(E14-E16)一致。

鉴于胶质细胞积极调节神经系统发育和功能的几个重要方面(例如，突触发生)，研究人员希望研究胶质细胞是否也调节神经元兴奋性的起始和/或成熟。虽然胶质细胞可以间接影响神经元的兴奋性(例如，通过调节离子稳态和突触强度)，但一个主要的悬而未决的问题是，神经元在发育过程中是否需要来自胶质细胞的信号才能变得可兴奋，如果是这样，这一过程的机制是什么。该研究揭示了胶质细胞在发育过程中诱导神经元兴奋性的意想不到的指导作用。该研究发现，高度纯化的胚胎DRG神经元是低兴奋的，并且在没有胶质细胞的情况下，很大程度上不能激发动作电位序列。加入含有Schwann细胞分泌信号分子的后培养基足以诱导神经元表达Na_Vs并产生动作电位序列。该研究发现了一种由Schwann细胞释放的单一信号分子——前列腺素E₂ (PGE₂)，它通过增加与神经发育相关的基因(包括Na_Vs)的表达来促进神经元的兴奋性是必要和充分的。从基因上切断这一信号通路会导致体感觉神经元的严重神经发育缺陷，包括Na_Vs表达诱导减少和神经元低兴奋性。单细胞RNA测序(scRNA-seq)显示，Schwann细胞中缺乏PGE₂的小鼠，所有感觉神经元亚型的发育都存在缺陷，其中伤害感受器和本体感受器的转录变化最为明显。因此，Schwann细胞中缺乏PGE₂产生的小鼠在这些感觉模式中表现出相应的行为缺陷。尽管PGE₂在损伤或疾病引起的炎症和慢性疼痛中对成熟感觉神经元的致敏作用已经确立，但它在发育过程中调节神经元兴奋性方面尚未被证实。总的来说，该研究表明，兴奋性——神经元最基本的特性——需要来自神经胶质细胞的活跃信号。

参考消息：https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(24)00827-4