科学家在小鼠身上发现了一条“秘密通道”,将大脑与身体的淋巴系统连接起来。血管网络似乎形成了一个被忽视的脑排水系统,在维持中枢神经系统的健康和功能方面起着至关重要的作用。
鼻咽淋巴丛。(Yoon 等人,Nature,2024 年)
科学家在小鼠身上发现了一条“秘密通道”,将大脑与身体的淋巴系统连接起来。血管网络似乎形成了一个被忽视的脑排水系统,在维持中枢神经系统的健康和功能方面起着至关重要的作用。
如果这些发现延伸到人类,它可能会从根本上改变科学家对大脑和脊髓液体循环的理解。
脑脊液(CSF)是一种无色液体,可将营养物质输送到中枢神经系统,维持体液平衡,并清除脑组织中的废物。
在人类中,脑脊液不断排出和更换,每天更换三到五次。这种清除会随着年龄的增长而减慢,它与睡眠质量和认知功能相关。
了解脑脊液的循环方式对于我们了解人类健康和疾病至关重要,然而,当我们的大脑处理完脑脊液时,我们仍然不知道所有这些液体的去向。几十年来,专家们一直认为脑脊液是通过大脑和脊髓周围的特殊静脉排出的,但最近的数据表明这种观念是错误的。
脑脊液可能根本不通过血管系统排出,而是通过身体的淋巴结排出。
由韩国基础科学研究所和美国密苏里大学的研究人员领导的一项新研究已经确定了一条以前未知的通道,该通道将脑脊液从大脑运送到颈部的淋巴结。
根据国际研究小组的说法,一个独特的淋巴管网络位于小鼠喉咙顶部附近,就在它们的鼻子后面,以前从未被清楚地识别过。
通过将荧光标记物插入啮齿动物脑组织和活小鼠的大脑中,研究人员绘制了一个称为鼻咽淋巴丛的网络,表明它是脑脊液引流的主要枢纽。
这些发现证实了之前在 2022 年收集的脑成像数据,该数据发现通过位于鼻咽部的淋巴管引流的小鼠中存在脑脊液。
在《自然》杂志的一篇评论中,伯尔尼大学生理学家艾琳·斯佩拉(Irene Spera)和史蒂文·普鲁克斯(Steven Proulx)对最近的发现表示赞赏。作为提出这种“秘密通道”可能性的研究的作者,他们说这些结果提供了“无可争辩的证据,至少在小鼠中,鼻咽淋巴丛在中枢神经系统清除中起着至关重要的作用。
“这个神经丛,在三维空间中精美呈现......由包裹在鼻咽周围致密的淋巴管网络组成,“Spera和Proulx写道。
小鼠头骨的示意图,显示了鼻咽周围致密的淋巴管丛(绿色),以及通向颈部淋巴结的下游收集淋巴管。(Spira 和 Proulx,Nature Cardiovascular Research,2024 年)
更有希望的是,这种淋巴丛不仅存在于小鼠身上。首席研究人员Jin-Hui Yoon,Hokyung Jin和Hae Jin Kim还检查了食蟹猕猴的大脑,并在完全相同的位置发现了类似的结构。
尽管研究小组没有像在小鼠身上那样看到血管在行动,但灵长类动物的发现表明,这种途径在不同的哺乳动物物种中是保守的。
“这一发现可能对理解和治疗与脑脊液引流受损相关的疾病具有重大意义,”来自基础科学研究所和韩国科学技术院(KAIST)的Jin说。
例如,在人类神经退行性疾病(如阿尔茨海默病)中,tau蛋白或β淀粉样蛋白等废物通常会在大脑中积聚。
脑脊液循环可能与该结果有关。
在小鼠中,研究人员发现鼻咽淋巴丛随着年龄的增长而缩小,并且无法清除那么多的脑脊液。当研究小组用生长因子蛋白刺激这些破败的血管时,他们能够改善它们的液体排出功能,这可能表明神经退行性治疗的目标。
在人类中,最近的一些证据表明,脑脊液可以通过颅神经排入喉咙顶部的鼻腔。
也就是说,并非所有科学家都相信。目前尚不清楚脑脊液如何从鼻腔引流到颈部淋巴结。
Jin和他的同事们详细解释了迄今为止最令人信服的解释,两组淋巴管将脑脊液引流到小鼠的颈部深部淋巴结。
根据啮齿动物和猴子的结果,研究小组怀疑人类神经丛可能看起来像下面的图像,如果它真的存在的话。
人类鼻咽淋巴丛的可能结构,基于小鼠和猴子的发现。(基础科学研究所)
“我们计划验证灵长类动物(包括猴子和人类)小鼠的所有发现,”基础科学研究所的主管Gou Young Koh说。
“我们的目标是在可靠的动物模型中研究通过药理学或机械手段激活颈部淋巴管是否可以通过提高脑脊液清除率来防止阿尔茨海默病进展的恶化。
该研究发表在《自然》杂志上。