上海科學家首次發現腦膜淋巴系統發育的大腦調控機制。4月30日深夜,國際頂尖科學期刊《細胞》在線發表中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心杜久林研究組的最新成果,該研究突破了傳統腦膜淋巴發育的理論框架,發現了“神經-膠質-成纖維細胞-淋巴”動態調控軸,為神經-免疫系統互作研究領域提供了新認知。
1787年,意大利解剖學家首次描述了人腦膜淋巴系統。直到2015年,科學家才系統研究了腦膜淋巴系統的結構與相關功能。近十年研究表明,腦膜淋巴系統作為大腦的“排污網絡”,通過清除代謝廢物、運輸免疫細胞等維持大腦內穩態。然而,其發育調控機制一直是個謎。
研究團隊充分利用脊椎動物斑馬魚在體長時間成像的優勢,結合多種基因操作、神經活動調控等手段,發現上調大腦神經活動(如視覺誘發等)顯著增強位于軟腦膜muLEC的發育,抑制神經活動(如視覺剝奪等)則導致muLEC發育受損。
研究發現,神經活動通過特定膠質細胞亞群——slc6a11b+輻射狀星形膠質細胞(RA)動態調控關鍵因子Vegfc的表達,并在腦膜ccbe1+成纖維細胞跨組織協作下,精密控制腦膜淋巴內皮細胞(muLEC)的發育模式。
該工作表明,大腦不僅是神經信息處理中心,也是自身微環境的“協調者”。神經活動通過特定的膠質細胞亞群動態調節腦膜淋巴內皮的發育,揭示了一條全新的““神經-膠質-成纖維細胞-淋巴””調控軸,解釋了大腦如何根據功能需求動態調節其淋巴網絡構建,為研究腦-免疫互作提供了新框架。
同時,該發現也詮釋了腦膜淋巴系統只定位于腦膜而不侵入腦實質的原因所在。未來,干預這一調控網絡可為了解腦膜淋巴系統在神經退行性疾病等中的作用提供新視角,并為研發潛在的干預手段提供新途徑。
中國科學院腦智卓越中心杜久林研究員和李佳副研究員、瑞金醫院尚寒冰主任醫師為該論文的共同通訊作者。李佳是該論文的第一作者,瑞金醫院劉明劍和華山醫院杜文杰為共同第一作者。
原標題:《上海科學家再登《細胞》:首次發現大腦“排污網絡”發育調控的秘密》
欄目主編:任荃
本文作者:文匯報 許琦敏
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