2012年9月17日

发现新的脑部清洁系统

一条动脉。 老鼠大脑中的动脉。绿色显示沿动脉外部的通道中的脑脊髓液。 罗切斯特大学医学中心

科学家发现了一种从大脑排出废物的系统。这一发现可能揭示了治疗神经退行性疾病如阿尔茨海默氏病的新方法。

我们的身体通过称为淋巴系统的血管网络清除死血细胞和其他废物。但是,大脑有另一种保持清洁的方法。脑脊液清洁大脑组织。但是,人们对液体如何通过大脑运动并清除废物的了解还不够。到目前为止,科学家只能研究已经死亡的动物的脑组织。他们认为营养物质和废物是通过缓慢的扩散过程进行运输的。

在一项新的研究中,由Drs。Dr.领导的研究团队。罗彻斯特大学医学中心的Jeffrey Iliff和Maiken Nedergaard使用一种称为2光子激光扫描显微镜的方法来分析活老鼠大脑中脑脊液的流动。这项新技术使科学家可以实时研究完整的大脑。他们将示踪剂分子注入蛛网膜下腔,即覆盖脑和脊髓的膜之间的脑脊液填充腔。他们的工作部分由NIH国家神经疾病和中风研究所(NINDS)资助,发表于2012年8月15日的 科学转化医学。

令他们惊讶的是,科学家们发现示踪分子沿着围绕血管的一系列通道流动。在大脑中,血管被称为星形胶质细胞的细胞包围。这些细胞具有称为末端脚的突起,它们像包裹一层管道一样缠绕在动脉和静脉上。正是通过这个管道,分子得以传播。该系统利用压力推动液体通过大脑。与扩散相比,这是带走废物的更快,更有效的方法。

星形胶质细胞是一种神经胶质细胞,是一类支持神经系统中神经元的细胞。研究小组将该新系统称为“淋巴系统”,因为它类似于人体的淋巴系统,并由大脑的神经胶质细胞管理。

科学家推测,淋巴系统的破坏可能导致大脑中有害废物的堆积。在患有阿尔茨海默氏病的患者中,一种称为淀粉样蛋白β的蛋白质会在大脑中蓄积并损害细胞。研究人员向健康小鼠和经过基因改造的小鼠的脑部注射了淀粉样蛋白β以使其淋巴系统失活。正常小鼠可从大脑组织中迅速清除蛋白质。淋巴系统有缺陷的小鼠的蛋白质去除速度要慢得多。

Iliff说:“增加淋巴系统的活性可能有助于防止淀粉样蛋白沉积的形成,或者可以提供一种新方法来清除已建立的阿尔茨海默氏病中的材料堆积。”

内德加德说:“这项工作表明,大脑正在以一种比以前意识到的更有组织的方式,规模更大地进行自我清洁。” “我们希望这些发现对涉及大脑的许多疾病有影响,例如脑外伤,阿尔茨海默氏病,中风和帕金森氏病。”

—由Meghan Mott博士撰写

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参考文献: 科学翻译医学。 2012年8月15日; 4(147):147ra111。 PMID:22896675。