星形胶质细胞（astrocytes）是大脑和脊髓里数量最多的支持细胞，因形如星星而得名。科学家早就想知道：它们是不是也像神经元那样，分成各司其职的专门类型？贝勒医学院（Baylor College of Medicine）的一项新研究给出了肯定答案。借助一种新的遗传工具，团队证明：不同的星形胶质细胞亚型，各自负责不同的事——有的帮神经细胞搭建连接，有的塑造与学习和记忆相关的脑回路，还有的能在中风后帮大脑恢复功能。论文发表于 Nature。
"很久以来我们都知道，星形胶质细胞承担着许多至关重要的工作，"通讯作者、贝勒医学院神经外科系教授兼 Dr. Russell J. and Marian K. Blattner 讲席教授、细胞与基因治疗中心教授、癌症神经科学中心（Center for Cancer Neuroscience）主任 Benjamin Deneen 说。
"它们帮助神经细胞交流、维持脑回路运转、滋养神经细胞、维护保护大脑的血脑屏障（blood-brain barrier），还会对损伤和疾病作出反应。但此前没人知道，这些具体工作是不是像神经元那样，由特定类型的星形胶质细胞来承担。"
从"分子上有多样"到"活体里真分工"
神经元的分工早已是共识：有的发出信号去兴奋别的细胞，有的发出信号让它们安静下来。
"我们实验室和其他团队此前的研究显示，星形胶质细胞在分子层面是多样的——有些表面带着特定分子，有些会打开一组特定的基因，"共同第一作者 Michael Williamson 博士说。他在 Deneen 实验室完成了这项工作，如今是多伦多病童医院（Hospital for Sick Children）的科学家、多伦多大学助理教授。
"我们还在培养皿里证明过，分子构成不同的星形胶质细胞，行为也不一样。但在培养皿里不一样，不代表它们在活体大脑里真的干着不同的活。所以在这次研究里，我们问的是：不同亚型的星形胶质细胞，在工作状态下的小鼠大脑里，是否具有不同的性质和角色。"
用 CD51 把两群细胞分开
团队选定了一个叫 CD51 的蛋白——它只出现在一部分星形胶质细胞表面。此前研究表明，CD51 能把星形胶质细胞分成分子特征截然不同的两群。
"我们想检验：带 CD51 的星形胶质细胞（CD51+）和不带的（CD51-），在活体脑回路中是否工作方式不同。但当时没有任何动物模型或实验工具能让我们做到这一点，"共同第一作者、贝勒癌症神经科学中心助理教授 Junsung Woo 博士说。
"所以我们先开发了一个新的小鼠品系和一套实验工具，能在活体大脑里分别标记并操控 CD51+ 和 CD51- 星形胶质细胞。
"有了这些工具，我们就能把两群细胞放在一起比较——一边是大脑皮层（cerebral cortex），大脑外层，负责思考、感觉和自主运动；另一边是海马体（hippocampus），形成记忆的关键。我们研究了发育中的大脑、成年大脑，还有受损伤的大脑。"
各有各的岗位
结果显示，CD51+ 与 CD51- 星形胶质细胞确实是两个不同的亚型。无论在皮层还是海马体，它们各有各的形态、活动和发育路径。
"我们发现，CD51+ 星形胶质细胞有一份专门的工作：在发育和受损的皮层里，它们帮着形成突触（synapses）——神经元之间传递信息的连接点。CD51- 星形胶质细胞不干这个，"Williamson 说，"CD51+ 靠的是一个叫 glypican 6 的蛋白来完成这项工作。"
"在海马体里，CD51+ 星形胶质细胞让记忆回路得以运转和适应，CD51- 的则不然，"Woo 说，"在这里，CD51 蛋白本身就在驱动这些回路的重新布线。"
中风之后，也是它们出手
这些发现对脑损伤研究同样有意义。在中风小鼠模型里，帮助大脑恢复功能的，是 CD51+ 星形胶质细胞——CD51- 的则没有这种作用。它们靠的，是重塑神经元之间的连接。
"总的来说，我们的发现改变了我们对星形胶质细胞的看法，"Deneen 说，"很长时间里，星形胶质细胞被认为大体上是均一的。我们现在证明，它们包含分工明确的专门亚型，在发育、成年和受损伤的大脑里各司其职，和神经元的情况非常相似。往后，无论是健康还是疾病状态下的星形胶质细胞研究，都得考虑究竟是哪个亚型在起作用。"
参考文献：Benjamin Deneen, CD51 delineates functionally distinct astrocyte subtypes in neural circuits, Nature (2026). DOI: 10.1038/s41586-026-11186-z. www.nature.com/articles/s41586-026-11186-z
编辑：王洪
排版：李丽
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