近日(1月25日),韓國科學技術院(KAIST)、基礎科學研究所(Institute for Basic Science)的科學家,首次在小鼠模型中釐清位於鼻腔後方的淋巴網絡結構,該組織對於腦部腦脊髓液(CSF)的引流有關鍵作用,甚至可望用於開發神經退化性疾病療法。該論文發表於頂尖期刊《Nature》,並獲選為當期封面論文。
在人類腦部,每天會產生約500毫升的腦脊髓液,許多代謝活動產生的廢物須經由腦脊髓液,從腦膜中的蜘蛛膜(arachnoid mater)排出;若未能正確排出,這些廢物會損害神經細胞,導致認知功能受損或神經退化性疾病發生。
目前雖有充分證據指出,位於腦神經周圍、鼻腔上部區域的淋巴管,有助於腦脊髓液的清除,但蜘蛛膜下腔和淋巴管間構造十分複雜,科學家一直難以確定其解剖學結構。
由KAIST特聘教授Koh Gou Young領導的團隊,本次透過帶有淋巴螢光標記的基因轉殖小鼠、顯微外科手術,和先進的影像技術突破了這項限制。
該研究揭示了鼻腔後詳細的淋巴管結構,其具有許多型態上的特徵,包括形狀特殊的瓣膜、短淋巴管等。此研究也確定了「鼻咽淋巴叢」為腦脊髓液流出的樞紐,來自特定腦區的腦脊髓液,會經過這些淋巴管流向頸部深處的淋巴結。
此外,該研究還指出,以可引起平滑肌收縮的去氧腎上腺素(deoxyepinephrine),或可釋放一氧化氮讓肌肉鬆弛、血管擴張的硝普鈉(SNP)等藥物,來活化頸部深處的淋巴結,可增強小鼠腦脊髓液的引流。
他們還發現,動物老化過程中,該鼻咽淋巴叢會逐漸萎縮,但頸部深處淋巴管則無此現象;針對老年小鼠鼻咽叢淋巴的內皮細胞,進行單細胞RNA定序後發現,其干擾素訊號傳導和其他發炎細胞因子會增加,間接解釋了淋巴叢萎縮可能的原因。
而由於頸部深處淋巴管未出現萎縮,在以去氧腎上腺素、硝普鈉對年老小鼠作用下,發現同樣能夠增強腦脊髓液引流,因此,未來或許可望以該方法增加腦脊髓液引流,以改善老化相關的神經系統疾病。
不過,該論文也提及,由於研究進行時須深度麻醉小鼠、去除其頸部肌肉組織,才能暴露出淋巴管,但腦部血流和頸部脈管系統的的血液脈衝,也可能影響腦脊髓液循環,因此該手術可能影響這項探究。
Koh Gou Young表示,他們正計劃在靈長類動物上驗證這項發現,最終目標是在可靠的動物模型中,研究是否能透過藥物或機械力活化頸部淋巴管,以提高腦脊髓液排出,來預防阿茲海默症惡化。
參考資料:
1.論文原文:https://www.nature.com/articles/s43587-023-00560-5
2.https://www.sciencedaily.com/releases/2024/01/240126140550.htm
(編譯/巫芝岳)