你的颅骨与大脑间,有秘密通道相连

撰文|Michelle Starr
翻译|熊茵
审校|石云雷
你知道你的脑袋内有极小的通道吗?2018年,一个医学团队证实在小鼠与人类大脑中,颅骨骨髓与脑膜之间会通过微小的通道相连。
该研究表明,在大脑遭受损伤时,该通道可以为免疫细胞提供一条直达通路,让它们从骨髓快速进入大脑中。
此前,科学家们一直认为,免疫细胞只会通过血流从机体其他地方达到大脑,以应对因中风、损伤或脑部疾病而引发的大脑炎症。这项发现表明这些免疫细胞一直有着一条捷径。
研究人员着手研究在中风或脑膜炎发生后,来自的免疫细胞是否会被运输到大脑时,发现了这些微小的通道。
在研究中,他们跟踪一种特定的免疫细胞——中性粒细胞(neutrophil),它们也被誉为免疫小队的“哨兵”。当身体出现异常情况时,它们也是首批达到炎症部位的细胞,能帮助清除引起炎症的种种因素。
该团队开发了一项技术,能利用膜荧光染料标记细胞,对细胞进行追踪。他们用染料处理这些细胞,并将其注入到小鼠的骨髓中。他们将有红色荧光标记的细胞注入小鼠的颅骨,而将绿色荧光标记的细胞注入小鼠的胫骨。
当细胞在这些区域存活下来后,研究人员就诱导小鼠产生几种急性炎症,其中就包括中风和化学诱导形成的脑膜脑炎。
他们发现,在小鼠发生中风与脑膜炎时,其颅骨贡献的中性粒细胞数显著多于胫骨。但这也引发了一个新问题:这些中性粒细胞是如何被运输的?
哈佛大学医学院(Harvard Medical School)与波士顿麻省总医院(Massachusetts General Hospital)的Matthias Nahrendorf说道:“我们开始十分细致地检查颅骨,从各个角度观察它,试图弄明白中性粒细胞是如何进入大脑的。出乎意料地是,我们发现了连接着骨髓与硬脑膜(包裹大脑的保护膜)的细小通道”。

该团队利用器官浴槽显微检测系统(organ-bath microscopy)对小鼠颅骨的内表面进行成像,该系统中含有一个充满溶液的小容器,能维持被检测离体组织的完整性。此处,他们发现了一些微小的血管通道能连接颅骨的骨髓和硬脑膜。
通常情况下,红细胞能通过这些通道从颅骨内部到达骨髓。但在中风时,这些通道能被用于反向运输中性粒细胞,将其从骨髓运输至大脑。
但这是在小鼠脑内的的情况,为了确定人的大脑中是否有相同的现象,研究人员分析了人类的颅骨骨片,对其进行了细致成像。他们注意到人类颅骨骨片中的内外层同样存在通道,其直径是小鼠颅骨通道的5倍。
在首次发现这些微小的通道后,研究人员在小鼠体内做了更进一步的研究,并在2021年证实,这些微小通道与骨髓的连接意味着这些血细胞并非来源于血液,而是直接由临近的骨髓产生的,因此它们具有高度的集中性和特异性。
这是一项惊人的发现,因为多种脑部疾病都会产生炎症,这能帮助科学家们更多地了解其中的病理机理。它或能促进对诸如多发性硬化(multiple sclerosis)等、由于免疫系统攻击大脑引发的疾病的了解。该研究对应的论文发表在《自然·神经科学》(Nature Neuroscience)杂志上。
原文链接:
https://www.sciencealert.com/there-are-secret-tunnels-connecting-your-skull-and-the-brain
本文转自《环球科学》
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