最新发表的研究详细介绍了如何更好地了解淋巴系统及其随着年龄增长而减慢的过程可能会导致治疗阿尔茨海默氏症和其他神经退行性疾病的新方法。
罗彻斯特大学医学中心(URMC)的研究人员在《科学》杂志上发表的一篇观点文章指出,这种新发现的系统可以将大脑中的废物清除掉,这是一种潜在的强大新工具,可以治疗像阿尔茨海默氏病这样的神经系统疾病。实际上,科学家认为,当系统无法正常工作时,可能会出现其中某些情况。
“基本上所有神经退行性疾病都与细胞废物的积聚有关,” URMC转化神经医学中心联合主任,论文作者Maiken Nedergaard说。“了解并最终发现如何调节大脑系统以去除有毒废物,可能会为治疗这些疾病提供新途径。”
身体像要塞一样捍卫大脑,并通过控制哪些分子可以进入和退出的复杂网关系统来环绕大脑。尽管这种“血脑屏障”是在1800年代末期首次描述的,但科学家才刚刚开始了解这些机制如何发挥作用的动力学。实际上,URMC科学家去年八月才在《科学转化医学》杂志上首次披露了这种复杂的废物清除网络,研究人员将其称为“淋巴系统”。
清除废物是必不可少的生物学功能,而淋巴系统-器官和血管的循环网络-在人体的大部分部位执行此任务。但是,淋巴系统并未延伸至大脑,因此研究人员从未完全了解大脑是如何处理自己的废物的。一些科学家甚至推测,这些细胞功能的副产物在某种程度上被大脑的细胞“回收”。
淋巴系统长期以来难以理解的原因之一是无法在脑组织样本中检测到它。发现和理解该系统的关键是一种称为双光子显微镜的新成像技术的出现,该技术使科学家能够窥探到活着的大脑深处。在老鼠的大脑与人类非常相似的老鼠身上使用这种技术,尼德加德和她的同事们能够观察并记录什么构成了一个庞大的,迄今未知的,负责冲洗整个大脑废物的管道系统。
大脑被称为蛛网膜的膜包围,并浸入脑脊髓液(CSF)中。脑脊液通过与输送血液的动脉相同的途径流入大脑内部。该平行系统类似于管道内的甜甜圈形管道,内环承载血液,外环承载CSF。CSF通过导管系统吸入大脑组织,该导管系统由大脑中称为胶质细胞(在这种情况下为星形胶质细胞)中的类型支持细胞控制。术语“淋巴的”是通过组合单词胶质和淋巴的来创造的。
脑脊液高速冲过大脑组织,并与之一起清除多余的蛋白质和其他废物。液体和废物与类似的系统进行交换,该系统与静脉平行,将废物带出大脑并向下进入脊柱,最终被转移到淋巴系统,再从肝脏转移到肝脏,最终被分解。
淋巴系统的发现解决了一个长期困扰科学界的谜团,但了解大脑如何有效地清除废物以及该系统崩溃时会发生什么,对神经系统疾病的治疗具有重要意义。
阿尔茨海默氏病的标志之一是蛋白质β淀粉样蛋白在大脑中的蓄积。实际上,随着时间的流逝,这些蛋白质的聚集密度使其可以在大脑扫描时被观察为斑块。了解淋巴系统在大脑无法分解和清除β淀粉样蛋白中所起的作用,可能为新疗法指明了道路。具体来说,是否可以操纵淋巴系统中某些关键的“参与者”,例如星形胶质细胞,以加速废物的清除。
内德加德说:“随着年龄的增长,像阿尔茨海默氏症这样的'脏脑'疾病可能是由于淋巴系统的减慢而引起的,这是思考神经系统疾病的一种全新方法。”“它还为我们提出了一组新的目标,以潜在地提高淋巴清除的效率,并最终改变这些状况的进程。”
出版物:Maiken Nedergaard,“大脑的垃圾车”,《科学》杂志2013年6月28日:卷340号6140第1529-1530页; DOI:10.1126 / science.1240514
图像:显示Shutterstock的大脑和大脑活动的概念性侧面资料