科學家發現在顱骨骨髓與大腦間,存在讓免疫細胞使用的「快速道路」

作者 | 發布日期 2018 年 09 月 02 日 8:39 | 分類 生物科技 , 醫療科技 follow us in feedly

炎症是免疫系統的關鍵防禦和修復機制,但如果沒有得到適當控制,健康組織也會因此受到損害。由於免疫細胞和其他血細胞在骨髓中產生,骨髓(Bone marrow)在炎症疾病中扮演的角色也就越來越令人感興趣。



過去在面對腦部疾病時,我們一直認為是手臂和腿部的免疫細胞通過血液傳播到達受損的腦組織,而全身的骨髓會對任何位置的傷害或感染做出均勻反應,但麻省總醫院(MGH)一項新研究發現,事情或許並不是這麼簡單。

透過使用細胞特異性染料,哈佛醫學院和 MGH 教授 Matthias Nahrendorf 和同事在針對小鼠的實驗中,得以區分出中風或腦膜炎小鼠腦損傷區域的免疫細胞,究竟是來自顱骨骨髓或更遠處的脛骨、大腿骨。

研究人員特別關注於嗜中性球(neutrophils),這種類型的免疫細胞會最先到達損傷部位,而觀察結果顯示,當小鼠的腦中風時,顱骨比脛骨更可能向受損組織提供嗜中性球,而在心臟病發作後,顱骨和脛骨都分別向心臟提供了相似數量的嗜中性球。

研究團隊同時也觀察到,在中風 6 小時後,顱骨骨髓內的嗜中性球明顯少於脛骨骨髓,這顯示顱骨骨髓向損傷部位釋放了更多的細胞,而這意味著全身骨髓並無法均勻分配免疫細胞來幫助受傷或感染的組織,進而顯示受損的大腦和顱骨骨髓可能以某種方式「交流」,才導致鄰近白血球出現直接反應。

為了了解嗜中性球是如何到達受傷組織的。團隊開始非常仔細地檢查頭骨,試圖找出嗜中性球是如何進入大腦的,「出乎意料的是,我們發現了將骨髓與大腦外層直接連接起來的微小通道。」

▲ 在顱骨骨髓與大腦外層間存在著細小的通道。(Source:Massachusetts General Hospital

借助先進的成像技術,研究人員觀察到嗜中性球在通道中移動。血液通常會從顱骨內部通過通道流向骨髓,但在中風後,可以見到嗜中性球向相反方向移動以到達受損組織。

團隊後續也在人類頭骨中找到了通道的存在。與在小鼠身上發現的那些相比,人類頭骨的通道直徑大了約五倍,值得一提的是,在人和小鼠的頭骨中,骨的內層和外層中都發現了通道。

Nahrendorf 表示,從另一個角度來看,這些通道也可以作為一種藥物輸送途徑,由於許多腦部疾病都有炎症反應,了解這些通道的存在意義將可以改變許多事。NIH 國家神經疾病和腦中風研究所(NINDS)博士 Francesca Bosetti 指出,雖然對於這些通道還有許多要了解的,但作為骨髓和中樞神經系統之間炎症的交流管道,它們與其他任何脈管系統都非常不同。

炎症在許多腦部疾病中扮演著至關重要的角色,而新發現的通道可能在許多情況下都非常重要,這些通道的發現為相關研究開闢了許多新的途徑。未來的研究將尋求觀察使用通道的其他類型細胞,以及這些結構在健康和疾病中扮演的角色。

(首圖來源:shutterstock)