星形胶质细胞是中枢神经系统中最丰富的细胞类型，在大脑的稳态和炎症中扮演重要角色。星形胶质细胞在脑组织中形成了一个共质的三维（3D）网络。建立3D网络使星形胶质细胞能够通过多种机制进行相互通信，包括钙离子（Ca2+）瞬态。相反，星形胶质网络的时空破坏可能对大脑生物学产生不利影响。然而，传统的体外模型在生成可以在时空上扰动的星形胶质网络方面面临困难，这限制了我们了解星形胶质细胞群体动态的能力。为了应对这一问题，我们开发了一个微生理平台，以研究3D星形胶质网络随时间的形成方式及其如何受到生化环境中局部扰动的影响。我们观察到细胞外基质成分在星形胶质网络结构发展中发挥了关键作用，在最佳条件下，网络在48小时内形成完全互连的结构。此外，我们观察到对活性氧物种的瞬时暴露导致了星形胶质网络的长期破坏。这个网络的崩溃伴随着星形胶质细胞还原电位的降低和线粒体结构的丧失，后者从有序的丝状模式转变为小而破碎的线粒体。此外，对活性氧物种的暴露立即导致了钙离子（Ca2+）瞬态的破坏。有趣的是，即使在瞬时暴露后，星形胶质细胞仍表现出网络结构的持续破坏，个别细胞仍然显示出线粒体破碎和钙离子信号受损。这些发现突显了生化环境的暂时扰动如何导致星形胶质细胞行为的长期变化。
Reed-McBain等（周四）研究了这个问题。