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在人类头骨内发现的微小通道可能对大脑至关重要
2022-05-08 06:36·HealingUrSoul
颅骨和大脑之间的捷径可能是人类免疫系统绕过血脑屏障的一种可能方式。
研究人员最近在小鼠和人类头骨中发现了一系列微小的通道,至少在小鼠中,这些微小的通道代表了一种意想不到的大脑免疫来源。
此前,科学家们假设免疫系统通过一种神经关门与大脑连接,这是一道将血液通道与重要神经组织隔开的屏障。
现在看来,毕竟没有必要走太远了。围绕大脑的骨骼内的免疫细胞似乎有更直接的路径。
去年,研究人员在小鼠颅骨的骨髓中发现了大量的免疫细胞。当面对大脑中的病毒或肿瘤时,这些细胞会通过颅骨通道进入脑脊液。
现在看来,这条秘道,其实是一条双向街道。
不仅颅骨中的免疫细胞可以流向大脑,研究人员还发现脑脊液也可以渗入颅骨。
专家认为它有点像免疫进站。
人类头骨中的通道。 (Herisson 等人,自然神经科学,2022 年)
当浸透哺乳动物大脑的透明液体流过颅骨的裂缝时,它会受到骨髓细胞的密切监测。
如果检测到病原体,骨髓会通过产生免疫细胞来抵抗感染。
注入小鼠脑脊液的荧光示踪剂清楚地显示脑脊液通过颅盖中的亚毫米通道进入骨髓。
当研究人员向小鼠大脑注射引起脑膜炎的细菌时,这种细菌会引发脑膜或脑膜的炎症,感染开始在脑脊液中循环。
然后液体和细菌都通过这些小通道侵入颅骨并刺激免疫系统反应。
细菌(绿色)进入小鼠大脑的颅骨通道。 (Herisson 等人,自然神经科学,2022 年)
将细菌注入小鼠大脑一小时后,颅骨骨髓中99% 的干细胞都被相应的抗体标记。
“现在我们知道,大脑可以向这个免疫中心发出信号——换句话说,如果出现问题,比如在感染和炎症期间,就会寻求帮助,”在马萨诸塞州总医院和哈佛大学工作的 Matthias Nahrendorf说。
“颅骨骨髓中的细胞正在监视通过我们之前发现的颅骨通道离开大脑的脑脊液。”
2018 年,Nahrendorf 和他的同事意识到,哺乳动物头骨中的骨髓通过骨骼中的微小血管通道直接与脑膜相连。
从那以后的几年里,很明显,头骨是免疫监视的一个被忽视的来源。在此之前,人们假设哺乳动物大脑的健康状况是由身体其他部位的远程免疫部位监测的。
但新的研究表明,这些其他网站并没有那么重要,至少最初没有。在研究人员给小鼠注射脑内病原体一小时后,小鼠腿骨中的外周骨髓没有显示出抗体标记的细胞。然而,颅骨骨髓却做到了。
这表明嵌入颅骨的免疫系统首先处理神经系统感染。
“一般来说,由于骨髓与脑膜和[中枢神经系统]接近并相互干扰,因此需要进行更仔细的检查,”作者在他们的新论文中写道。
“对[脑脊液]流出物的持续采样表明,颅骨骨髓状态可能反映大脑健康状况,并且颅骨骨髓在调节[中枢神经系统]炎症方面具有重要作用。”
仔细观察免疫染色后发现,小鼠颅骨中的骨髓与小鼠胫骨骨髓的免疫细胞组成略有不同。
在头骨中,向小鼠大脑注射细菌后,作为免疫系统第一道防线的中性粒细胞和杀死入侵者或提醒其他血细胞采取行动的单核细胞显着富集。这些免疫细胞也聚集在脑脊液流动和骨髓丰富的鼻窦附近。
结果表明,脑脊液可以直接进入颅骨骨髓。更重要的是,免疫细胞可以响应脑脊液的提示而离开颅骨骨髓。
大多数时候,这条途径是有帮助的。通过不断检查脑脊液中是否有入侵者并做出相应反应,头骨的免疫系统可以保持哺乳动物大脑的健康。
那么如果这个免疫系统被踢到超速状态会发生什么呢?
“这可能对痴呆症和阿尔茨海默病等疾病产生巨大影响,因为这些疾病具有炎症成分,” Nahrendorf说。
虽然这些发现尚未在人类中复制,但我们的大脑很可能显示出类似的系统,可以绕过血脑屏障。使用微型 CT 扫描,作者已经发现了类似的连接人类头骨和大脑脑膜的微小通道,每个直径约 1.5 毫米。
在我们自己的物种中,白细胞和脑脊液是否也流经这些通道尚不清楚。
多发性硬化症、重症肌无力和格林-巴利综合征等人类神经系统疾病都以过度活跃的免疫反应为特征,但这种反应是如何启动的仍有待研究。
“我们的工作也可能有助于研究免疫反应有害的情况,例如当颅骨骨髓衍生的免疫细胞损伤大脑和周围神经时,” Nahrendorf补充道。
“了解是什么助长了神经炎症是成功调节它的第一步。”
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评论 5
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九毛一牛
1
好像证明了中医的对人体认知的某项理论!
·17小时前
病安从来
2
希望能够治愈自闭症!
·7小时前
徳躅
转发了
·6小时前
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