研究人員發現了我們的顱骨和大腦之間未知的微小通道

研究人員發現了我們的顱骨和大腦之間未知的微小通道

神經科學家發現,作為組織損傷的第一反應者的白細胞可以直接從我們頭骨內的骨髓腔進入我們大腦周圍的膜的外層,使用從未見過的微觀通道。以前人們認為,大部分負責大腦維持的免疫細胞是由我們手臂和腿骨內的海綿骨髓庫產生的,只有通過血液循環,它們才能傳遞到腦膜中。

美國國立衛生研究院(NIH)國家神經疾病與中風研究所(NINDS)的項目主任弗朗西絲卡·博塞蒂(Francesca Bosetti)在一份聲明中表示:“這些發現表明,免疫細胞可能正在抄近路,迅速到達炎症區域。炎症在許多腦部疾病中起著關鍵作用,新描述的通道在許多情況下可能是重要的。這些渠道的發現為研究開闢了許多新的途徑。“

在他們發表在“自然神經科學”上的這篇啟發性論文中,納倫多夫博士和自馬薩諸塞州總醫院和哈佛醫學院的同事們記錄了這條通路最初是如何通過在老鼠身上用熒光標記的中性粒細胞進行的一系列實驗揭示出來的。在標記小鼠脛骨和顱骨中的中性粒細胞後,作者通過誘發中風或腦部炎症造成腦損傷。隨後的高級成像掃描顯示,到達現場的中性粒細胞更有可能來自顱骨骨髓而不是脛骨,而且顱骨內的中性粒細胞供應比脛骨和其他白細胞來源耗竭得多。

有趣的是,研究小組隨後發現,誘發性心臟病發作導致的心臟組織損傷也會導致顱骨和脛骨中性粒細胞產生類似的反應。綜合來看,這些證據表明,顱骨骨髓對來自受傷大腦的信號的反應不同於對來自身體其他部位的痛苦的反應。然而,在這一點上,他們仍然不明白中性粒細胞是如何如此迅速地到達硬腦膜的最外層的物質的。

研究人員發現了我們的顱骨和大腦之間未知的微小通道

小鼠頭骨的顯微CT圖像顯示血管通道(箭頭)將中性粒細胞和其他免疫細胞從骨髓輸送到大腦的外膜

利用共焦顯微鏡,納倫多夫的研究小組能夠高精度地分析緻密的骨頭,令人驚訝的是,不僅有細小的血管通道遍佈全身,而且腦損傷小鼠的中性粒細胞正逆著血流的正常方向運動進入硬腦膜。

對外科病人顱骨標本的研究證實,這些通道也存在於人體中。

當然,要解開顱骨骨髓反應的調節機制還需要一段時間,但迄今收集到的數據表明,一種名為細胞衍生因子-1的炎症分子可能是其觸發因素。

“雖然我們仍然有很多關於這些通道的知識,我認為它們作為骨髓和中樞神經系統之間炎性串聯的管道的非常特殊的作用與其他血管系統非常不同。”首席研究員馬蒂亞斯·納倫多夫博士說。

他補充說,下一步將是評估這些通道是如何參與包括中風、高血壓和痴呆症在內的人類大腦狀況的。另一種想法是,這些通道可以作為藥物傳遞的途徑,允許藥物進入顱骨骨髓的腦膜。

研究人員發現了我們的顱骨和大腦之間未知的微小通道


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