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從神經(jīng)網(wǎng)絡的復雜性到基本的生物功能和結構，人類大腦只是不情愿地揭示了它的秘密。直到最近，神經(jīng)成像和分子生物學的進步才使科學家能夠在以前無法達到的細節(jié)水平上研究大腦，解開了它的許多奧秘。

在一項新的研究中，來自羅切斯特大學和哥本哈根大學轉(zhuǎn)化神經(jīng)醫(yī)學中心聯(lián)合主任Maiken Nedergaard以及哥本哈根大學神經(jīng)解剖學教授Kjeld M?llg?rd醫(yī)學博士及其團隊描述了大腦解剖學的一個以前未知的組成部分，它既是一個保護屏障，也是免疫細胞監(jiān)測大腦感染和炎癥的平臺。相關研究結果發(fā)表在2023年1月6日的Science期刊上，論文標題為“A mesothelium divides the subarachnoid space into functional compartments”。

這些作者改變了我們對人類大腦基本機制的理解，并在神經(jīng)科學領域取得了重大發(fā)現(xiàn)，包括詳細描述了以前被忽視的大腦神經(jīng)膠質(zhì)細胞的許多關鍵功能，以及大腦獨特的廢物清除過程，他們將這種廢物清除過程命名為膠狀淋巴系統(tǒng)（glymphatic system，也譯為類淋巴系統(tǒng)）。

Nedergaard說，“如今發(fā)現(xiàn)了一個新的解剖結構，它隔離并幫助控制腦脊液（CSF）在大腦內(nèi)部和周圍的流動，使我們對CSF不僅在運輸和清除大腦中的廢物，而且在支持它的免疫防御方面發(fā)揮的復雜作用有了更多的了解。”

這項研究聚焦于包裹大腦的膜，它與身體的其他部分形成了一道屏障，并使得它沐浴在CSF中。傳統(tǒng)的理解統(tǒng)稱為腦膜層（meningeal layer），即一種由稱為硬腦膜（dura mater）、蛛網(wǎng)膜（arachnoid mater）和軟腦膜（pia mater）的多個層組成的屏障。

這些作者發(fā)現(xiàn)的一個新層將蛛網(wǎng)膜層下面的空間---蛛網(wǎng)膜下腔（subarachnoid space）---進一步分為兩個隔間，這兩個隔間由這個新層隔開，他們將這個新層命名為SLYM（Subarachnoidal LYmphatic-like Membrane，蛛網(wǎng)膜下腔淋巴樣膜）。雖然這篇論文中的大部分實驗描述了SLYM在小鼠中的功能，但他們也報告了它在成年人類大腦中的實際存在。

SLYM是一種稱為間皮（mesothelium）的膜，已知間皮分布在身體的其他器官中，包括肺部和心臟。間皮通常包圍和保護器官，并藏有免疫細胞。類似的膜可能存在于中樞神經(jīng)系統(tǒng)的想法是M?llg?rd首先提出的一個問題。他的研究重點是發(fā)育神經(jīng)生物學，以及保護大腦的屏障系統(tǒng)。

這個新膜層非常薄和精致，在厚度上僅由一個或幾個細胞組成。然而，SLYM是一個緊密的屏障，只允許非常小的分子通過；它似乎將“干凈”和“骯臟”的CSF分開。這最后一項觀察提示了SLYM在膠狀淋巴系統(tǒng)中可能發(fā)揮作用，膠狀淋巴系統(tǒng)需要控制CSF的流動和交換，允許新鮮CSF的流入，同時將與阿爾茨海默病和其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病有關的有毒蛋白從中樞神經(jīng)系統(tǒng)中沖走。這一發(fā)現(xiàn)將幫助科學家們更準確地理解膠狀淋巴系統(tǒng)的機制。

SLYM與蛛網(wǎng)膜結構不相對應。圖片來自Science, 2023, doi:10.1126/science.adc8810。

SLYM似乎對大腦的防御也很重要。中樞神經(jīng)系統(tǒng)保持著自身的天然免疫細胞群體，而這個新膜層的完整性可防止外部免疫細胞進入。此外，SLYM似乎容納著自身的中樞神經(jīng)系統(tǒng)免疫細胞群體，這些免疫細胞利用SLYM在大腦表面進行監(jiān)視，允許它們掃描通過的CSF以尋找感染的跡象。

SLYM的發(fā)現(xiàn)為進一步研究它在大腦疾病中的作用打開了大門。比如，這些作者指出，在炎癥和衰老期間，更大和更多樣化的免疫細胞集中在這個新膜層上。當這個新膜層在創(chuàng)傷性腦損傷期間破裂時，所造成的CSF流動的中斷損害了膠狀淋巴系統(tǒng)，使得非中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的免疫細胞進入大腦。

這些結果和類似的觀察表明，像多發(fā)性硬化癥、中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染和阿爾茨海默病等不同的疾病可能會被SLYM功能的異常所觸發(fā)或惡化。他們還指出向大腦遞送藥物和基因療法可能會受到SLYM功能的影響，這在開發(fā)新一代生物療法時需要加以考慮。（生物谷 Bioon.com）

參考資料：

1. Kjeld M?llg?rd et al. A mesothelium divides the subarachnoid space into functional compartments. Science, 2023, doi:10.1126/science.adc8810.

2. Newly Discovered Anatomy Shields and Monitors Brain
https://www.urmc.rochester.edu/news/story/newly-discovered-anatomy-shields-and-monitors-brain

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