伸長細胞

一般認為中樞神經元軸突損傷后無法在自然條件下再生的主要原因是缺乏適宜的微環境。以此為依據，在脊髓損傷后，移植有特殊功能的膠質細胞改善損傷局部微環境可以促進損傷軸突再生。已經有神經膜細胞（雪旺細胞）、嗅鞘細胞等膠質細胞在移植實驗中表現出促進SCI修復、改善脊髓神經功能的作用。伸長細胞是繼嗅鞘細胞之後又一種可以促進中樞神經元再生的膠質細胞。

伸長細胞來源於胚胎時期神經管壁腦室下層，在發育學上屬於膠質細胞的最原始型，這些特殊室管膜細胞呈明顯的雙極形態，頂部朝向腦室腔，與腦脊液接觸，基底部則發出較長突起與局部的神經元、毛細血管或直接與軟腦膜接觸，較長的基突是伸長細胞最顯著的特點。TAs 細胞之間在頂部形成緊密連接，這與普通的室管膜細胞明顯不同。TAs 的胞體間常夾以無髓神經纖維，這些纖維可以是軸突，也可以是樹突。有時成束的神經纖維被TAs 完全包裹。伸長細胞同時具有較強的波形蛋白（Vimentin）和較弱的纖維酸性蛋白（GFAP）免疫陽性。伸長細胞還表達一種受多巴胺（DA）和cAMP調節的磷蛋白（DARPP232），這一點不同於同一區域的其他細胞。

生理情況下，成年哺乳動物的中樞神經系統中，只有在嗅覺神經系統與神經垂體系統的神經元具有較活躍的再生能力。伸長細胞即主要分佈在與神經垂體聯繫密切的正中隆起處。正中隆起處結構特殊，只含有極少的少突膠質細胞和有髓軸突，而這些成分被認為對軸突的生長具有強烈的膜相關抑制作用。

為了明確伸長細胞的功能，Chauvet 等人比較了同樣位於下丘腦底部的普通室管膜細胞與伸長細胞對損傷軸突再生的作用。他們在下丘腦底部第三腦室側壁的背側半（dorsomedial）和腹側半（vent romedial）同時造成水平切割傷，前者覆蓋有普通的室管膜細胞，後者主要為伸長細胞覆蓋。結果表明，在不同高度的損傷處均有反應性膠質細胞形成的膠質瘢痕，腹側損傷處可見大量伸長細胞。並發現只有在腹側損傷處有伸長細胞分佈的區域才有軸突的再生，證明了在此部位發生的神經元再生現象中伸長細胞的存在必不可少，而且下丘腦底部的伸長細胞可以促進下丘腦基底部多種類型神經元軸突的再生，包括兒茶酚胺能、血清素能軸突和分泌縮宮素、血管緊張素胺、神經肽Y、促腎上腺皮質激素和生長激素抑制素的多種肽能神經元。

取自正中隆起處的伸長細胞與取材於脊髓背根神經節的神經元共培養，可見神經元突起幾乎僅存在於膠質細胞層上，一些與神經元突起接觸的伸長細胞表達與髓鞘形成有關的O1抗原。伸長細胞與來自生后3d的大鼠中腦、皮質和海馬的神經元共培養，明顯有助於神經元的存活和神經元突起的長出。但將神經元細胞層不接觸地置於伸長細胞層之上培養，發現伸長細胞釋放的可溶性因子輕微提高共培養神經元的存活率，但對突起的生長沒有明顯作用。在體外培養中伸長細胞表現出與嗅球成鞘細胞相似的促進神經元存活與軸突生長的作用。這種作用僅有小部分來源於伸長細胞分泌的可溶性細胞因子，更主要的應該來自於伸長細胞與神經元接觸中產生的作用。

對伸長細胞移植是否能促進脊髓損傷后軸突的再生和功能恢復仍然存在疑問。最初的實驗中移植於脊髓損傷處的伸長細胞難以存活，這可能是由於損傷局部過氧化物和氧自由基的作用。Prieto 等人將經過維生素C、維生素E 抗氧化處理的伸長細胞原代培養物注射入成年雌性SD大鼠的脊髓。發現移植部位有大量的伸長細胞生長，這些細胞具有與原位的伸長細胞相似的形態和性質，移植過程中損傷的神經元軸突可以再生，再生的軸突大量長入移植伸長細胞的區域，而在移植伸長細胞附近的區域以及移植星形膠質細胞的對照組中均沒有再生軸突長入。這些事實提示伸長細胞可能具有促進損傷脊髓再生的作用，伸長細胞與星形膠質細胞間可能存在相互作用。但是他們的實驗結果並非來自於可靠的脊髓損傷模型，也未能證明再生軸突是否能重建有效的連接。

伸長細胞的細胞膜上表達多種與細胞黏和軸突生長相關的分子，同時分泌大量不同種類的神經因子和支持因子，可以為損傷的神經元再生提供較好的微環境，誘導軸突再生，並促進髓鞘形成。伸長細胞存在於成年動物的中樞神經系統，參與成年動物腦內局部自發的軸突再生，免疫學研究顯示這2種細胞具有多種相同的免疫標誌，包括：GFAP、VIM、O4 抗原、α型雌激素受體、低親和力神經營養素受體（p75NTR）、胰島素樣生長因子21（IGF21），更重要的，伸長細胞可以促進中樞神經再生和髓鞘形成，是促生長膠質細胞的一員。

TAs可能是介於放射狀膠質細胞與星形膠質細胞之間的一類未完全轉化的膠質細胞。在哺乳動物腦的發育過程中，位於室管膜的放射狀膠質細胞以其特有的細長無分支突起引導分裂后的未成熟神經元從腦室區遷移入皮質適當位置而建立突觸聯繫，部分放射狀膠質細胞最終轉化為星形膠質細胞。伸長細胞位於室管膜，具有與放射狀膠質細胞類似的形態特徵，都表達VIM 和Nestin。Sara 等還發現基因NOVOcan 的表達產物的氨基酸片段在放射狀膠質細胞和TAs 都有表達，但在被認為可能是放射狀膠質細胞後代的神經元與星形膠質細胞中均無表達。同時伸長細胞又可以表達與幼稚星形膠質細胞相同的GFAP 和VIM。

一般認為軸突無法越過膠質瘢痕而實現再生，而膠質瘢痕主要由損傷后反應性增生的星形膠質細胞組成，星形膠質細胞和神經元的比例會影響神經元的生長，過高時抑制，過低則不足以為神經元提供足夠的營養。適當數量的TAs 植入損傷處后，可使星形膠質細胞增生減少，但並不會完全抑制其生長。可以推斷：TAs的存在會影響反應性星形膠質細胞的生長和膠質瘢痕的形成，使得損傷后反應性星形膠質細胞的增生減弱，減少膠質瘢痕的形成，並可能改變反應性星形膠質細胞某些性狀，而改善局部微環境。

伸長細胞構成溝通神經內分泌系統與腦脊液的通路，其功能狀態可以影響下丘腦多種肽類激素的分泌與功能。其中發現，伸長細胞的形態與動物雌激素的分泌狀態密切相關，已知雌激素具有增加缺血區腦血流量，對抗興奮性氨基酸毒性，調節膜對鈣離子通透性，清除神經組織自由基、抗氧化作用，並可以增加葡萄糖轉運蛋白21（GluT21）的表達、上調細胞凋亡抑制基因bcl22 和bcl2xl 的表達，促進神經營養因子的表達。在神經損傷時可以保護神經元，並促進軸突的再生，因此推測雌激素可以通過位於伸長細胞的雌激素受體發揮神經保護作用。已經證實bcl22基因在伸長細胞與弓狀核神經元中的分佈受到雌激素的調節