從神經網絡的復雜性到基本的生物功能和結構，人腦的秘密還有很多是未知的。

羅徹斯特大學

2023年1月5日消息

直到最近，神經成像和分子生物學的進步才使科學家能夠在以前無法達到的細節(jié)水平上研究活體大腦，解開其中的許多謎團。近日發(fā)表在《科學》（Science）雜志上的最新發(fā)現(xiàn)是大腦解剖學中一個以前未知的組成部分，它既可以作為保護屏障，也可以作為免疫細胞監(jiān)測大腦感染和炎癥的平臺。

研究于2023年1月5日發(fā)表在《Science》（最新影響因子：63．714）雜志上

這項新研究來自羅徹斯特大學（University of Rochester，U of Rochester）和哥本哈根大學（University of Copenhagen，KU）轉化神經醫(yī)學中心的聯(lián)合主任 Maiken Nedergaard 和哥本哈根大學神經解剖學教授、醫(yī)學博士 Kjeld M?llg?rd 的實驗室。Nedergaard 和她的同事改變了我們對人腦基本機制的理解，并在神經科學領域取得了重大發(fā)現(xiàn)，包括詳細描述了大腦中以前被忽視的神經膠質細胞的許多關鍵功能，以及大腦獨特的廢物清除過程， 實驗室將其命名為類淋巴系統(tǒng)（glymphatic system）。

“發(fā)現(xiàn)一種新的解剖結構可以隔離并幫助控制大腦內部和周圍的腦脊液 （CSF） 流動，現(xiàn)在讓我們更加了解 CSF 不僅在運輸和清除大腦廢物方面發(fā)揮的復雜作用， 而且還支持其免疫防御，” Nedergaard 說。

該研究的重點是包裹大腦的膜，它與身體的其他部分形成屏障，并使大腦沐浴在腦脊液中。對統(tǒng)稱為腦膜層的傳統(tǒng)理解，腦膜層由稱為硬腦膜、蛛網膜和軟腦膜的各個層組成。

美國和丹麥的研究團隊發(fā)現(xiàn)的新層進一步將蛛網膜層下方的空間，即蛛網膜下腔，分為兩個隔間，由新描述的層隔開，研究人員將其命名為 SLYM，這是蛛網膜下淋巴樣膜（Subarachnoidal LYmphatic－like Membrane）的縮寫。雖然論文中的大部分研究都描述了 SLYM 在小鼠中的功能，但他們也報告了它在成年人腦中的實際存在。

在大腦中新發(fā)現(xiàn)的一種名為SLYM的膜是一種薄而緊密的屏障，似乎可以分隔“干凈”和“臟”的腦脊液，并容納免疫細胞

SLYM 是一種稱為間皮（Mesothelium）的膜，眾所周知，它排列在身體的其他器官上，包括肺和心臟。間皮細胞通常包圍和保護器官，并藏匿免疫細胞。該研究的第一作者 M?llg?rd 首先提出了中樞神經系統(tǒng)中可能存在類似膜的想法。他的研究重點是發(fā)育神經生物學，以及保護大腦的屏障系統(tǒng)。

新膜非常薄且脆弱，厚度僅由一個或幾個細胞組成。然而 SLYM 是一道嚴密的屏障，只允許非常小的分子通過；它似乎將“干凈”和“臟” CSF 分開。最后一項觀察暗示了 SLYM 在淋巴系統(tǒng)中可能發(fā)揮的作用，該系統(tǒng)需要控制腦脊液的流動和交換，從而允許新鮮腦脊液流入，同時從中樞神經系統(tǒng)中清除與阿爾茨海默病和其他神經系統(tǒng)疾病相關的有毒蛋白質。這一發(fā)現(xiàn)將幫助研究人員更準確地了解類淋巴系統(tǒng)的機制，這是美國國立衛(wèi)生研究院 （NIH）BRAIN 計劃最近向羅切斯特大學轉化神經醫(yī)學中心提供的 1，300 萬美元贈款的項目課題。

SLYM 似乎對大腦的防御也很重要。中樞神經系統(tǒng)維持其自身的免疫細胞天然種群，膜的完整性可防止外部免疫細胞進入。此外，SLYM 似乎擁有自己的中樞神經系統(tǒng)免疫細胞群，這些免疫細胞使用 SLYM 在大腦表面進行監(jiān)視，允許它們掃描通過的 CSF 以尋找感染跡象。

中樞神經系統(tǒng)免疫細胞（此處表示表達 CD45）使用 SLYM 作為靠近大腦表面的平臺來監(jiān)測腦脊液是否有感染和炎癥跡象

SLYM 的發(fā)現(xiàn)為進一步研究其在腦部疾病中的作用打開了大門。例如，研究人員指出，在炎癥和衰老過程中，更大、更多樣化的免疫細胞聚集在膜上。當腦外傷期間膜破裂時，腦脊液流動中斷會損害淋巴系統(tǒng)，并使非中樞神經系統(tǒng)免疫細胞進入大腦。

這些和類似的觀察表明，SLYM 功能異常可能引發(fā)或惡化多種疾病，如多發(fā)性硬化癥、中樞神經系統(tǒng)感染和阿爾茨海默病。他們還表明，向大腦輸送藥物和基因療法可能會受到 SLYM 功能的影響，在開發(fā)新一代生物療法時需要考慮這一點。

創(chuàng)立于1850年的羅徹斯特大學

參考文獻

Source：University of Rochester Medical Center

Newly discovered anatomy shields and monitors brain

Reference：

Kjeld M?llg?rd et al， A mesothelium divides the subarachnoid space into functional compartments， Science （2023）． DOI： 10．1126／science．adc8810． www．science．org／doi／10．1126／science．adc8810

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       原文標題 : 新發(fā)現(xiàn)屏蔽和監(jiān)控大腦的解剖結構