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科学家发现在颅骨骨髓与大脑间,存在让免疫细胞使用的“快速道路”

2024-11-24 228

炎症是免疫系统的关键防御和修复机制,但如果没有得到适当控制,健康组织也会因此受到损害。由于免疫细胞和其他血细胞在骨髓中产生,骨髓(Bone marrow)在炎症疾病中扮演的角色也就越来越令人感兴趣。

过去在面对脑部疾病时,我们一直认为是手臂和腿部的免疫细胞通过血液传播到达受损的脑组织,而全身的骨髓会对任何位置的伤害或感染做出均匀反应,但麻省总医院(MGH)一项新研究发现,事情或许并不是这么简单。

透过使用细胞特异性染料,哈佛医学院和 MGH 教授 Matthias Nahrendorf 和同事在针对小鼠的实验中,得以区分出中风或脑膜炎小鼠脑损伤区域的免疫细胞,究竟是来自颅骨骨髓或更远处的胫骨、大腿骨。

研究人员特别关注于嗜中性球(neutrophils),这种类型的免疫细胞会最先到达损伤部位,而观察结果显示,当小鼠的脑中风时,颅骨比胫骨更可能向受损组织提供嗜中性球,而在心脏病发作后,颅骨和胫骨都分别向心脏提供了相似数量的嗜中性球。

研究团队同时也观察到,在中风 6 小时后,颅骨骨髓内的嗜中性球明显少于胫骨骨髓,这显示颅骨骨髓向损伤部位释放了更多的细胞,而这意味着全身骨髓并无法均匀分配免疫细胞来帮助受伤或感染的组织,进而显示受损的大脑和颅骨骨髓可能以某种方式“交流”,才导致邻近白血球出现直接反应。

为了了解嗜中性球是如何到达受伤组织的。团队开始非常仔细地检查头骨,试图找出嗜中性球是如何进入大脑的,“出乎意料的是,我们发现了将骨髓与大脑外层直接连接起来的微小通道。”

▲ 在颅骨骨髓与大脑外层间存在着细小的通道。(Source:Massachusetts General Hospital)

借助先进的成像技术,研究人员观察到嗜中性球在通道中移动。血液通常会从颅骨内部通过通道流向骨髓,但在中风后,可以见到嗜中性球向相反方向移动以到达受损组织。

团队后续也在人类头骨中找到了通道的存在。与在小鼠身上发现的那些相比,人类头骨的通道直径大了约五倍,值得一提的是,在人和小鼠的头骨中,骨的内层和外层中都发现了通道。

Nahrendorf 表示,从另一个角度来看,这些通道也可以作为一种药物输送途径,由于许多脑部疾病都有炎症反应,了解这些通道的存在意义将可以改变许多事。NIH 国家神经疾病和脑中风研究所(NINDS)博士 Francesca Bosetti 指出,虽然对于这些通道还有许多要了解的,但作为骨髓和中枢神经系统之间炎症的交流管道,它们与其他任何脉管系统都非常不同。

炎症在许多脑部疾病中扮演着至关重要的角色,而新发现的通道可能在许多情况下都非常重要,这些通道的发现为相关研究开辟了许多新的途径。未来的研究将寻求观察使用通道的其他类型细胞,以及这些结构在健康和疾病中扮演的角色。

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(首图来源:shutterstock)

2019-03-11 15:31:00

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