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健忘、走神、脑子像一团浆糊——这些“脑雾”时刻,我们都经历过,过去我们总归咎于神经元出了问题。但大脑里还有一种数量更多、长期被忽视的细胞——星形胶质细胞。

传统上,星形胶质细胞被认为是后勤兵,负责给神经元供能、回收废物、维持环境稳态。但越来越多的证据表明,它们能主动释放信号分子,直接调控神经环路,影响我们的思考、记忆与注意力。

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2026年5月8日,瑞士苏黎世大学药理学与毒理学研究所Tina Notter团队在《Nature Communications》上发表研究《Astroglial disinhibition of cortical circuits disrupts cognition via kynurenic acid in mice》。

研究发现,前额叶皮层星形胶质细胞异常活化会升高犬尿氨酸(KYNA),选择性抑制小清蛋白阳性(PV+)中间神经元,破坏皮层兴奋-抑制平衡,引发情景样记忆、工作记忆与前注意过滤障碍。抑制KYNA合成可逆转损伤,该通路也参与母体免疫激活模型的认知缺陷。

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星形胶质细胞异常活化会有何影响?

犬尿氨酸(KYNA):犬尿氨酸通路的代谢产物,是内源性NMDA受体拮抗剂,也是α7烟碱型乙酰胆碱受体拮抗剂。在精神分裂症患者脑脊液中常升高。

研究用化学遗传学 DREADD 技术特异性激活小鼠前额叶星形胶质细胞,检测发现,犬尿氨酸通路中仅 KYNA 显著升高,其他代谢物无变化。KYNA 是内源性 NMDA 受体拮抗剂,会抑制小清蛋白阳性(PV+)中间神经元,降低其放电与 c-Fos 表达,却让兴奋性锥体神经元更活跃。

因此,星形胶质细胞活化会引起KYNA升高,PV+中间神经元被抑制,锥体神经元过度活跃,最终导致皮层兴奋-抑制失衡。

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环路失衡会影响小鼠的认知行为吗?

团队在星形胶质细胞活化(DREADD激活)的前提下,检测小鼠的多项认知行为。

结果显示,情景样记忆测试中,小鼠无法区分物体出现先后;Y 迷宫工作记忆测试中,自发交替率下降;前脉冲抑制测试显示感觉运动门控受损。雌雄小鼠均出现缺陷,仅雌性在前脉冲抑制上表现更局限。整个过程不影响焦虑与运动能力,证明星形胶质细胞活化只精准破坏认知,不干扰基础行为。

因此,星形胶质细胞活化足以直接诱发认知障碍,不依赖外界应激或疾病基因。

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阻断 KYNA 合成能逆转认知与环路损伤吗?

团队用KAT II 抑制剂 PF-04859989与星形胶质细胞特异性 KAT II 基因敲低两种方式验证因果。

结果显示,高剂量抑制剂可把KYNA、PV + 中间神经元与锥体神经元活性、三项认知表现全恢复;基因敲除 KAT II 后,即便激活星形胶质细胞,也不会出现认知与细胞异常。

这说明 KYNA 是核心介导分子,抑制它就能恢复被打乱的大脑环路。

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这条通路是否在真正的疾病模型中发挥作用?

母体免疫激活(MIA)模型:向怀孕母鼠注射聚肌胞苷酸(poly(I:C)),模拟病毒感染,其后代成年后表现出类似精神分裂症/自闭症的行为和神经化学异常(包括KYNA升高)。

在MIA精神疾病风险模型中,子代前额叶星形胶质细胞反应性增强、血浆犬尿氨酸升高,且与认知损伤正相关;用 KAT II 抑制剂处理,可完全修复情景样记忆缺陷。

因此,星形胶质细胞 - KYNA 通路还真实参与疾病相关的认知损伤。

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全文总结

本研究在小鼠体内明确一条全新通路:

前额叶星形胶质细胞异常活化→合成更多 KYNA→抑制 PV + 中间神经元→皮层兴奋 - 抑制失衡→情景记忆、工作记忆、感觉门控全面受损;

药物或基因手段阻断 KYNA 生成可逆转损伤,且该通路在母体免疫激活模型中同样起效,把胶质细胞代谢、环路平衡与认知功能紧密关联。

小编寄语:

该研究为治疗与皮层兴奋-抑制失衡相关的认知障碍(如精神分裂症、自闭症、老年认知衰退)提供了一个全新的、可干预的靶点——星形胶质细胞内的犬尿氨酸通路(尤其是KAT II)。

研究中使用的KAT II 抑制剂 PF‑04859989已完成临床前验证,能有效逆转认知损伤。同时,该通路在母体免疫激活模型中得到验证,说明它也适用于神经发育高风险人群,可为早期预防与早期干预提供明确的分子方向与干预策略。

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https://doi.org/10.1038/s41467-026-72640-0

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