上??茖W家再登《細胞》:首次發(fā)現大腦“排污網絡”發(fā)育調控的秘密
大腦不僅是神經信息處理中心,更是自身微環(huán)境的“協(xié)調者”。上??茖W家突破傳統(tǒng)理論,揭示“神經-膠質-成纖維細胞-淋巴”動態(tài)調控軸,解密腦膜淋巴系統(tǒng)發(fā)育之謎,為神經退行性疾病研究開辟新路徑。
上海科學家首次發(fā)現腦膜淋巴系統(tǒng)發(fā)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(fā)表中國科學院腦科學與智能技術卓越創(chuàng)新中心杜久林研究組的最新成果,該研究突破了傳統(tǒng)腦膜淋巴發(fā)育的理論框架,發(fā)現了“神經-膠質-成纖維細胞-淋巴”動態(tài)調控軸,為神經-免疫系統(tǒng)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(tǒng)。直到2015年,科學家才系統(tǒng)研究了腦膜淋巴系統(tǒng)的結構與相關功能。近十年研究表明,腦膜淋巴系統(tǒng)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(wěn)態(tài)。然而,其發(fā)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(yōu)勢,結合多種基因操作、神經活動調控等手段,發(fā)現上調大腦神經活動(如視覺誘發(fā)等)顯著增強位于軟腦膜muLEC的發(fā)育,抑制神經活動(如視覺剝奪等)則導致muLEC發(fā)育受損。研究發(fā)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(tài)調控關鍵因子Vegfc的表達,并在腦膜ccbe1+成纖維細胞跨組織協(xié)作下,精密控制腦膜淋巴內皮細胞(muLEC)的發(fā)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(huán)境的“協(xié)調者”。神經活動通過特定的膠質細胞亞群動態(tài)調節(jié)腦膜淋巴內皮的發(fā)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(tài)調節(jié)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(fā)現也詮釋了腦膜淋巴系統(tǒng)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(tǒng)在神經退行性疾病等中的作用提供新視角,并為研發(fā)潛在的干預手段提供新途徑。