头骨与大脑之间发现的秘密隧道
研究表明免疫细胞通过通道快速到达受伤组织
日期：2018年8月27日 源自：国立国家神经系统疾病和中风研究所
骨髓, 海绵组织内的大部分骨骼, 产生红细胞和免疫细胞, 帮助抵抗感染和愈合伤害。根据一项对小鼠和人类的新研究, 微小的隧道从头骨骨髓到大脑的内壁, 可能为免疫细胞提供直接的途径来应对中风和其他脑部疾病所造成的伤害。
骨髓, 海绵组织内的大部分骨骼, 产生红细胞和免疫细胞, 帮助抵抗感染和愈合伤害。根据一项对小鼠和人类的新研究, 微小的隧道从头骨骨髓到大脑的内壁, 可能为免疫细胞提供直接的途径来应对中风和其他脑部疾病所造成的伤害。该研究部分由国立卫生研究院资助, 并发表在《自然神经科学》上。
"我们一直认为, 我们的胳膊和腿上的免疫细胞通过血液移动到受损的脑组织。这些发现表明, 免疫细胞可以代替快速到达炎症区, "美国国立卫生研究院国家神经系统疾病和中风 (NINDS) 计划主任 Bosetti 博士说, 这提供了这项研究的经费。"炎症在许多脑部疾病中起着关键作用, 在一些情况下, 新描述的通道可能很重要。这些渠道的发现开辟了许多新的研究渠道。
在小鼠中使用最先进的工具和细胞特异染料, Nahrendorf, 医学博士, 博士, 哈佛医学院的教授和波士顿的马萨诸塞州总医院, 他的同事们能够分辨出免疫细胞是否会移动到大脑组织损伤的中风或脑膜炎, 来自骨髓的头骨或胫骨, 一个大的 legbone。在这项研究中, 研究人员专注于中性粒细胞, 一种特殊类型的免疫细胞, 这是最先到达受伤部位的一种。
结果在小鼠脑中显示, 脑卒中时, 头骨比胫骨更容易给受伤组织提供中性粒细胞。相比之下, 在心脏病发作后, 头骨和胫骨提供了类似数量的中性粒细胞到心脏, 这是远离这两个地区。
Nahrendorf 博士的小组还观察到, 中风后六小时, 颅骨骨髓中的中性粒细胞比胫骨骨髓少, 这表明头骨骨髓释放了更多的细胞到受伤部位。这些发现表明, 整个身体的骨髓并没有一致的贡献免疫细胞帮助受伤或感染组织, 并建议, 受伤的大脑和头骨骨髓可能"沟通" 的方式, 导致直接反应从相邻的白细胞。
Nahrendorf 博士的团队发现,炎症过程中骨髓活动的差异可能是由基质细胞衍生的 factor-1 (SDF-1) 决定的, 这种分子能保持骨髓中的免疫细胞。当 SDF-1 水平降低时, 中性粒细胞从骨髓中释放出来。研究人员观察中风后六小时 SDF-1 的水平下降, 但只在颅骨骨髓, 而不是在胫骨。结果表明, SDF-1 水平的降低可能是对局部组织损伤和警觉的反应, 只动员最接近炎症部位的骨髓。
接下来, Nahrendorf 博士和他的同事们想看看中性粒细胞是如何到达受伤组织的。
Nahrendorf 博士说:"我们开始仔细检查头骨, 从各个角度看它, 试图找出中性粒细胞如何进入大脑。"出乎意料的是, 我们发现了微小的通道, 直接把骨髓与大脑的外壁连接起来。
在先进的成像技术的帮助下, 研究人员观察了中性粒细胞在通道中的移动。血液通常流经从头骨的内部到骨髓的渠道, 但中风后, 中性粒细胞被视为移动到相反的方向, 以获得受损的组织。
Nahrendorf 博士的团队检测到整个头骨以及胫骨的通道, 这导致他们在人类头骨中寻找类似的特征。从手术中获得的人体颅骨标本的详细影像揭示了通道的存在。与小鼠相比, 人体头骨中的通道直径大五倍。在人和小鼠头骨中, 在骨骼的内外层都发现了通道。
未来的研究将寻求找出其他类型的细胞, 通过新发现的隧道和这些结构在健康和疾病中发挥的作用。
这项研究得到了 NINDS (NS084863) 和 NIH 国家心脏、肺和血液研究所 (HL139598) 的支持。
原文链接：Secret tunnels discovered between theskull and the brain