大脑深部间质液的引流受髓鞘完整性的控制

2019年10月,来自北京北京大学、北京磁共振成像设备与技术重点实验室、中国应用物理与计算数学研究所的研究人员在Aging and Disease上发表了题为“The Drainage of Interstitial Fluid in the Deep Brain is Controlled by the Integrity of Myelination”的原创性论文,文章主要探究了大脑深部ISF引流途径以及髓磷脂对ISF在脑ECS中的引流和物质运输中的调节。

 

了解大脑胞外空间(ECS)中的物质运输对于理解在没有淋巴引流通路的情况下大脑如何运作是必不可少的。ECS是神经元和神经胶质细胞生存的直接环境,含有间质液(ISF)和细胞外基质(ECM)网络。ISF由脑血管内皮或血脑屏障分泌。水、离子、气体分子和有机分子如蛋白质、肽、酶、多巴胺等是其主要成分,其填充于ECS,并将代谢物、神经递质和药物传递到脑内目标域以发挥其功能,是营养物供应、废物清除和细胞间沟通的媒介,这在维持大脑内稳态中是至关重要的。

在本文中,研究人员发现了ISF区域化引流系统以及髓磷脂在调节引流中的新功能。从尾状核中追踪到的ISF沿髓鞘纤维束流向同侧皮质,而在相反的方向上,其向相邻丘脑的运动被屏障结构完全阻止,即聚集紧密的髓鞘束。在AQP4敲除大鼠中,髓磷脂的调节和屏障作用没有改变,但在脱髓鞘的大鼠模型中,由于引流系统边界结构的完整性被破坏,髓磷脂的调节和屏障作用受到损害。 

总而言之,该研究发现揭示了大脑中的ISF引流途径,是呈现出区域化的,并且证实了髓磷脂在调节ISF在脑ECS中的引流和物质运输中具有重要作用,髓磷脂对于维持局部脑稳态至关重要,这也为理解脱髓鞘相关脑疾病的潜在机制提供了新的视角。

 

Figure1大脑深部各区域之间存在运输障碍的证据

 

Figure2 屏障结构为致密髓鞘纤维束

Figure3 ISF引流因脱髓鞘损伤而受到干扰

 Figure4 正常大鼠和脱髓鞘大鼠的ISF引流途径

参考文献:Aibo W , Rui W , Dehua C , et al. The Drainage of Interstitial Fluid in the Deep Brain is Controlled by the Integrity of Myelination[J]. Aging and Disease, 2019

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