摘要
星形胶质细胞在中枢神经系统中广泛分布，在葡萄糖传输与代谢、神经递质摄取与循环利用、细胞外环境调控、以及脑内微血管调节、乃至于突触的形成与维持等方面发挥着重要作用。线粒体是细胞主要的能量工厂，线粒体的融合(fusion)与分裂(fission)是细胞内的常态，维持两者的适当平衡对于线粒体正常的形态、分布与功能十分重要，而线粒体融合与分裂的过度失衡与偏离已被发现与严重的神经退行性疾病紧密相关。负责线粒体融合和分裂事件的蛋白质具有相对明显的特征，并主要位于线粒体内膜(IMM )和线粒体外膜(OMM)。线粒体的形态与功能受到多方面的影响，主要包括氧化还原态、钙离子和代谢底物等。值得强调的是，代谢物的供应程度与线粒体ATP合成的效率高低也可显著影响线粒体的长度。 目的谷氨酸是中枢神经系统最主要的兴奋性神经递质,星形胶质细胞主要通过Na+依赖性的谷氨酸转运体摄取来调节胞外的谷氨酸浓度，并对细胞的能量状态高度敏感。摄取进入星形胶质细胞内的谷氨酸可转化为谷氨酰胺，或转化为α-酮戊二酸从而进入三羧酸循环，但谷氨酸的代谢及其调节作用长期以来被它耀眼的神经递质角色所掩盖。我们的研究发现谷氨酸可促进星形胶质细胞的线粒体融合，并显著影响星形胶质细胞的ATP合成与抗氧化应激压力的能力。本课题旨在探讨谷氨酸对线粒体形态与功能的影响、生物学意义及其调控机制。 方法在培养的原代星形胶质细胞，用谷氨酸及其结构类似物、受体抑制剂、谷氨酸转运蛋白抑制剂、代谢酶抑制剂等予以干预，再以免疫荧光或mitotracker展示线粒体的形态，后以ImageJ对融合与分裂加以半定量分析。结合ATP含量测定作为线粒体的核心功能指标以综合探究谷氨酸受体激活、谷氨酸转运及在胞内的多种代谢过程各自可能的线粒体调节作用。 结果(1)外源谷氨酸刺激显著提升星形胶质细胞线粒体的融合程度及ATP合成量，谷氨酸的作用呈现时间依赖性；(2)过氧化氢(H2O2)刺激能使线粒体明显断裂，而提前加入谷氨酸能增强星形胶质细胞线粒体对H2O2的耐受；(3)谷氨酸受体抑制剂不能阻断谷氨酸的促线粒体融合作用；(4)抑制谷氨酸转运可以消除谷氨酸对线粒体的促融合作用；(5)增加外源谷氨酰胺与抑制谷氨酰胺合成对星形胶质细胞线粒体融合的影响不大。 结论谷氨酸不仅作为中枢神经系统主要的兴奋性神经递质，还可作为重要的代谢底物，对星形胶质细胞线粒体的形态和功能有重要的调节作用。
NETL