2022年04月27日 10:00
【科學快訊】
撰文|Michelle Starr
翻譯|熊茵
審校|石雲雷
你知道你的腦袋內有極小的通道嗎？2018年，一個醫學團隊證實在小鼠與人類大腦中，顱骨骨髓與腦膜之間會通過微小的通道相連。
該研究表明，在大腦遭受損傷時，該通道可以為免疫細胞提供一條直達通路，讓它們從骨髓快速進入大腦中。
此前，科學家們一直認為，免疫細胞只會通過血流從機體其他地方達到大腦，以應對因中風、損傷或腦部疾病而引發的大腦炎症。這項發現表明這些免疫細胞一直有著一條捷徑。
研究人員著手研究在中風或腦膜炎發生後，來自的免疫細胞是否會被運輸到大腦時，發現了這些微小的通道。
在研究中，他們跟蹤一種特定的免疫細胞——中性粒細胞（neutrophil），它們也被譽為免疫小隊的「哨兵」。當身體出現異常情況時，它們也是首批達到炎症部位的細胞，能幫助清除引起炎症的種種因素。
該團隊開發了一項技術，能利用膜熒光染料標記細胞，對細胞進行追蹤。他們用染料處理這些細胞，並將其注入到小鼠的骨髓中。他們將有紅色熒光標記的細胞注入小鼠的顱骨，而將綠色熒光標記的細胞注入小鼠的脛骨。
當細胞在這些區域存活下來後，研究人員就誘導小鼠產生幾種急性炎症，其中就包括中風和化學誘導形成的腦膜腦炎。
他們發現，在小鼠發生中風與腦膜炎時，其顱骨貢獻的中性粒細胞數顯著多於脛骨。但這也引發了一個新問題：這些中性粒細胞是如何被運輸的？
哈佛大學醫學院（Harvard Medical School）與波士頓麻省總醫院（Massachusetts General Hospital）的Matthias Nahrendorf說道：「我們開始十分細致地檢查顱骨，從各個角度觀察它，試圖弄明白中性粒細胞是如何進入大腦的。出乎意料地是，我們發現了連接著骨髓與硬腦膜（包裹大腦的保護膜）的細小通道」。
該團隊利用器官浴槽顯微檢測系統（organ-bath microscopy）對小鼠顱骨的內表面進行成像，該系統中含有一個充滿溶液的小容器，能維持被檢測離體組織的完整性。此處，他們發現了一些微小的血管通道能連接顱骨的骨髓和硬腦膜。
通常情況下，紅細胞能通過這些通道從顱骨內部到達骨髓。但在中風時，這些通道能被用於反向運輸中性粒細胞，將其從骨髓運輸至大腦。
但這是在小鼠腦內的的情況，為了確定人的大腦中是否有相同的現象，研究人員分析了人類的顱骨骨片，對其進行了細致成像。他們注意到人類顱骨骨片中的內外層同樣存在通道，其直徑是小鼠顱骨通道的5倍。
在首次發現這些微小的通道後，研究人員在小鼠體內做了更進一步的研究，並在2021年證實，這些微小通道與骨髓的連接意味著這些血細胞並非來源於血液，而是直接由臨近的骨髓產生的，因此它們具有高度的集中性和特異性。
這是一項驚人的發現，因為多種腦部疾病都會產生炎症，這能幫助科學家們更多地了解其中的病理機理。它或能促進對諸如多發性硬化（multiple sclerosis）等、由於免疫系統攻擊大腦引發的疾病的了解。該研究對應的論文發表在《自然·神經科學》（Nature Neuroscience）雜志上。
