一項(xiàng)關(guān)于最近發(fā)現(xiàn)的大腦淋巴系統(tǒng)的新研究，可能會為各種腦部疾病以及液體引流可能發(fā)揮的作用提供新的線索。

拉什大學(xué)

12月14日消息

拉什大學(xué)（Rush University）的新研究正在改變目前對大腦的理解，揭示了有關(guān)用穩(wěn)定的液體流清洗大腦中的液體和廢物的結(jié)構(gòu)的新知識。

這個系統(tǒng)被稱為大腦的淋巴系統(tǒng)（液體如何從大腦流出并流入細(xì)管中），它幫助腦廢液的循環(huán)和清除。

該研究由醫(yī)學(xué)博士 Rupal Mehta 領(lǐng)導(dǎo)，她是拉什大學(xué)病理學(xué)系和拉什阿爾茨海默病中心（RUSH Alzheimer’s DiseaseCenter，RADC）的醫(yī)師兼科學(xué)家和副教授。

與目前的醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)不同的是，這項(xiàng)研究表明， 液體會逸出人腦，并排入周圍外部組織層的通道中。在保護(hù)大腦的外葉狀覆蓋層中有三層薄薄的腦膜組織。

這一發(fā)現(xiàn)近日在線發(fā)表在《實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)雜志》（Journal of Experimental Medicine）上。對這一未知區(qū)域的新研究可能有助于為各種腦部疾病及其可能發(fā)揮的作用提供可能的新線索。

研究于2022年12月5日發(fā)表在《Journal of Experimental Medicine》（最新影響因子：17．579）雜志上

Mehta 說：“在這項(xiàng)研究中，我們將蛛網(wǎng)膜顆粒（Arachnoid granulation，AG）描述為連接大腦管道系統(tǒng)和鄰近淋巴通道的出口，蛛網(wǎng)膜顆粒是大腦內(nèi)層覆蓋的小蘑菇狀的外囊。”

“當(dāng)離開大腦時，液體和碎片被帶到蛛網(wǎng)膜顆粒中。因此，蛛網(wǎng)膜顆�？梢愿嬖V我們很多關(guān)于大腦中發(fā)生了什么，以及大腦是如何運(yùn)作和自我凈化的。未來對蛛網(wǎng)膜顆粒的研究可能有助于解釋一系列腦部疾病，并帶來新的治療方法。”

研究人員發(fā)現(xiàn)，相當(dāng)大比例的蛛網(wǎng)膜顆粒位于顱骨和淋巴管或細(xì)管的邊緣，而不是像以前的醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)所認(rèn)為的那樣位于大腦的大靜脈。醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)將蛛網(wǎng)膜顆粒描述為大腦表面的結(jié)構(gòu)，它被動地只流入稱為硬腦膜靜脈竇的大腦大靜脈。

在人們廣泛認(rèn)識到大腦有淋巴系統(tǒng)之前，沒有理由質(zhì)疑蛛網(wǎng)膜顆粒結(jié)構(gòu)。但隨著該領(lǐng)域最近的其他發(fā)現(xiàn)，Mehta 和 RADC 團(tuán)隊(duì)決定自己進(jìn)行調(diào)查。

作者分析了多個腦標(biāo)本中的 400 多個顆粒。使用各種顯微鏡和組織制備技術(shù)，他們使用最先進(jìn)的方法檢查了脆弱的組織。

近年來，科學(xué)家們描述了類淋巴系統(tǒng)（glymphatic system），一種在大腦內(nèi)清除毒素的液體沖洗系統(tǒng)。結(jié)合最近發(fā)現(xiàn)的存在于大腦外膜的淋巴管，這個系統(tǒng)將有害物質(zhì)從大腦中排出。

這種類淋巴系統(tǒng)已被證明從大腦中攜帶腦廢物，沿著顱骨和頸部區(qū)域的淋巴結(jié)，在那里毒素被免疫系統(tǒng)清除。

現(xiàn)在有幾項(xiàng)研究表明，這種腦引流系統(tǒng)在一系列疾病中起著重要作用。然而，在人體中，流體出口或類淋巴－淋巴連接區(qū)域一直是一個謎。

在這項(xiàng)新研究中，作者 Trishna Shah 和同事們使用帶有特殊染色和 MRI 技術(shù)的高分辨率顯微鏡來表征不同年齡人群中這些蛛網(wǎng)膜顆粒各個部分的形狀和排列。

作者發(fā)現(xiàn)，顆粒的內(nèi)部框架由膠原蛋白條組成，形成一個精致的海綿狀網(wǎng)格或篩子，并包含不同類型的免疫細(xì)胞。顆粒的外囊也被發(fā)現(xiàn)穿孔。

這些發(fā)現(xiàn)不同于歷史和現(xiàn)代教科書中公布的內(nèi)容。此外，顆粒的結(jié)構(gòu)表明，液體和免疫物質(zhì)通過海綿狀組織滲透到大腦覆蓋物的另一側(cè)，也就是淋巴管和顱骨所在的地方。

“這些結(jié)構(gòu)似乎就像一個過濾器，可以捕獲大腦廢物和免疫細(xì)胞。它們具有外周淋巴結(jié)的幾個形態(tài)學(xué)特征，” Mehta 說，“研究結(jié)果表明，人腦具有完善的內(nèi)置機(jī)制來過濾和清除大腦廢物。”

這項(xiàng)研究表明，這些微小的結(jié)構(gòu)是如何被忽視的，但 Mehta 說，幾十年前還沒有廣泛使用的特殊高分辨率顯微鏡幫助人們對這些結(jié)構(gòu)進(jìn)行可視化。到目前為止，還沒有使用更新的顯微鏡進(jìn)行詳細(xì)的分析。蛛網(wǎng)膜顆粒的功能尚未被科學(xué)家和醫(yī)生完全了解。

高分辨率下的蛛網(wǎng)膜顆粒

數(shù)百年來，它們一直被認(rèn)為是被動組織，而大腦覆蓋物被認(rèn)為是膜結(jié)合的密封件。在此之前，蛛網(wǎng)膜顆粒中含有免疫因子或與覆蓋組織中的間隙進(jìn)行通信，這一點(diǎn)沒有得到充分認(rèn)識。

“大腦的這個區(qū)域很少被分析，在大腦解剖檢查中也被忽視了，”合著者兼 RADC 主任 Julie Schneider 說，“考慮到蛛網(wǎng)膜顆粒經(jīng)歷了顯著的衰老變化，它可能在阿爾茨海默病等腦部疾病中發(fā)揮作用�！�

除了這些部分意想不到的位置、形狀和排列外，作者還發(fā)現(xiàn)蛛網(wǎng)膜顆粒含量有可區(qū)分的年齡相關(guān)變化。這些觀察很重要，因?yàn)樗鼈兛赡?strong>填補(bǔ)了醫(yī)生和科學(xué)家對大腦衰老和大腦免疫系統(tǒng)獨(dú)特的里里外外所知的重要空白。

此外，這些發(fā)現(xiàn)可能對與衰老相關(guān)的疾病有重要意義，如卒中、創(chuàng)傷和各種形式的失智。作者希望這一發(fā)現(xiàn)能為患有神經(jīng)系統(tǒng)疾病的患者帶來新的見解。Mehta 說，在未來的研究中，RADC 團(tuán)隊(duì)將研究阿爾茨海默病患者大腦中蛛網(wǎng)膜顆粒惡化和淀粉樣蛋白積聚之間的關(guān)系。

創(chuàng)立于1972年的拉什大學(xué)

參考文獻(xiàn)

Source：Rush University Medical Center

Research Shows How the Human Brain Drains Fluid

Reference：

Shah T， Leurgans SE， Mehta RI， Yang J， Galloway CA， de Mesy Bentley KL， Schneider JA， Mehta RI． Arachnoid granulations are lymphatic conduits that communicate with bone marrow and dura－arachnoid stroma． J Exp Med． 2023 Feb 6；220（2）：e20220618． doi： 10．1084／jem．20220618． Epub 2022 Dec 5． PMID： 36469302； PMCID： PMC9728136．

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       原文標(biāo)題 : 人類的大腦是如何排出液體的