實驗室談話

星形膠質細胞介導腦淋巴功能

張貼在2021年6月1日2021年8月24日 Sap伟德BV下载ien實驗室

淋巴係統在廢物清除和免疫功能中起著關鍵作用。直到2012年，人們一直認為大腦中不存在這樣的廢物清除係統。結果表明，星形膠質細胞促進了這項工作。

淋巴係統在體內清除廢物（包括各種代謝廢物產物、可溶性蛋白質的積累和多餘的間質液體）方麵起著關鍵作用。它由毛細淋巴管、淋巴結和淋巴管組成，淋巴管是一種清澈的液體，充滿組織中的廢物，對其進行過濾，並將液體返回血流。淋巴係統的另一部分是脾髒和胸腺，它們產生白細胞，在免疫防禦中發揮關鍵作用。

神秘的是，正如你在下圖中所注意到的，淋巴係統在頸部停止。大腦呢？當然，大腦也需要一個廢物清除係統來有效運作。然而，解剖學上沒有發現淋巴管，直到最近人們還認為大腦中沒有淋巴係統。相反，人們認為廢物的清除是通過某種降解過程進行的。

一種基於星形膠質細胞的清除或淋巴係統

事實證明，大腦中存在一個淋巴係統——它隻是看起來不同而已。在大腦中，淋巴功能由星形膠質細胞執行，星形膠質細胞是一種常見的膠質細胞，被稱為“膠質係統”[1]。這些星形膠質細胞的腳包裹著大腦中的血管係統，並表達一個通道水通道蛋白-4，該通道允許星形膠質細胞將CSF沿著動脈血管周圍空間進入大腦，進入腦組織的間質空間，然後進入靜脈血管周圍和神經周圍空間，清除神經氈中的溶質進入腦膜和頸部淋巴引流血管。

這一發現最早於2012年由Nedergaard實驗室通過向小鼠腦脊液中注入示蹤劑，並用雙光子顯微鏡對其成像，以跟蹤不同大小分子的運動速度和清除率。研究發現，這些分子很容易通過動脈旁空間移動，並以比擴散速度快100倍的速度從靜脈旁空間排出，這表明存在一個活躍的清除過程。使用缺乏水通道蛋白-4的轉基因小鼠發現星形膠質細胞起關鍵作用，其中發現大溶質（如澱粉樣蛋白-β）的清除率降低70%，澱粉樣蛋白-β的積累是阿爾茨海默氏癡呆症的一個關鍵標誌。然而，這仍然是一個有爭議的話題。

人類的淋巴係統和腦膜淋巴係統有幾個特征。對比MRI方法已被用於顯示腦脊液沿著與齧齒類動物中描述的淋巴係統非常相似的路徑流動。然而人類的神經膠質細胞與齧齒類動物的神經膠質細胞有很大不同在大小、基因表達和某些功能特征方麵。盡管如此，人類星形膠質細胞末端的水通道蛋白-4表達也存在極化。然而，仍然需要進行研究，以確認驅動齧齒類動物中的淋巴流動的特定因素是否也適用於人類。

睡覺的時候要積極

glymphatic係統的一個關鍵方麵是，它在睡眠期間主要是活躍的[2]。在這裏，有害代謝物的清除，如澱粉樣β（Aβ），相對於清醒狀態增加了兩倍。此外，PET研究表明，健康人的大腦在睡眠剝奪一晚後就會積累Aβ，這表明人類的淋巴通路在睡眠期間也可能主要是活躍的。澱粉樣蛋白B隻是數百種代謝產物中的一種。普遍缺乏有效清除廢物的能力可能是夜間睡眠不佳的原因，也是各種精神和神經功能障礙的原因之一。我們早就知道睡眠對大腦很重要。這可能是其中一個主要原因。清除垃圾需要大腦的主要活動被關閉，這是有道理的——也許與清潔街道和清除垃圾通常發生在大多數人睡覺時，以避免白天的交通類似。

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淋巴係統與神經和心理健康障礙

研究得最好的例子是澱粉樣β和阿爾茨海默病。對人類的PET研究表明，與健康對照組相比，阿爾茨海默病患者腦脊液中Aβ和tau示蹤劑的清除率降低。腦脊液清除率的降低也與人腦中Aβ灰質濃度的增加有關。其他人最近開發了一種從頸深淋巴結（DCLN）的傳入淋巴管收集腦淋巴液的方案，表明其含有遠多於CSF的代謝物[3]。這就提出了BLF作為一種敏感的病理指標的可能性。有一個很好的方法來測量腦淋巴液中的代謝物，對於建立大腦動力學和紊亂結果的聯係非常有用。