揭示基底脑膜淋巴管是脑脊液引流的主要路径
看看当你所在社区的垃圾处理系统停止服务时会发生什么。成堆的垃圾不仅很臭，而且确实会妨碍所在社区的正常运转。当大脑中的废弃物管理出现故障时也是如此。大脑中毒性蛋白的堆积会对神经造成巨大损害，从而导致认知功能障碍，并增加患上阿尔茨海默病等神经退行性疾病的可能性。虽然大脑通过脑脊液（CSF）排出它的废弃物，但对于大脑清洁机制的准确路径知之甚少。
在一项新的研究中，韩国高等科学技术研究所（KAIST）的Gou Young Koh博士和Sung-Hong Park博士及其团队报道了颅基底侧（basal side of the skull）提供了这种主要路径，即脑脊液引流的“热点（hotspot）”。他们发现基底脑膜淋巴管（basal meningeal lymphatic vessel）的功能就是作为脑脊液的主要管道发挥作用。他们证实CSF中的大分子主要通过基底脑膜淋巴管。值得注意的是，他们还揭示出大脑的主要引流系统，特别是基底脑膜淋巴管，会随着身体老化而受损。相关研究结果于2019年7月24日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Meningeal lymphatic vessels at the skull base drain cerebrospinal fluid”。
在我们的身体中，多余的液体和废弃物通过淋巴管从组织中清除。仅在最近才发现大脑也有淋巴引流系统。脑膜淋巴管应当将来自大脑组织液和脑脊液的废弃物运送到颈深淋巴结进行处置。仍有一个让科学家们感到困惑的问题---脑脊液的主要出口在哪里？尽管2014年颅骨上部的脑膜淋巴管（即背侧脑膜淋巴管）被报道为大脑中的清除途径，但是在这个部分并没有观察到明显的引流机制。
论文共同第一作者Ji Hoon Ahn博士说道，“作为脑脊液的一个隐藏出口，我们研究了被捕获在位于颅基底侧的复杂结构内部的脑膜淋巴管。”这些研究人员利用多种技术详细描述了基底脑膜淋巴管。他们使用一种经过基因改造的淋巴报告小鼠模型，在荧光显微镜下可视化观察脑膜淋巴管。
通过仔细研究小鼠颅骨，他们发现了基底脑膜淋巴管的独特特征，这使得它们适合用于脑脊液摄取和引流。就像典型的功能性淋巴管一样，基底脑膜淋巴管具有丰富的带有指状突起的淋巴管分支。此外，位于基底脑膜淋巴管内部的淋巴管瓣允许脑脊液朝一个方向流动。特别是，他们发现基底脑膜淋巴管位于脑脊液附近。论文共同第一作者Hyunsoo Cho博士解释道，“总而言之，基底脑膜淋巴管是大脑的主要清除途径似乎是无懈可击的。”
这些研究人员证实基底脑膜淋巴管的这些特殊的形态学特征确实有助于脑脊液的摄取和引流。通过在大鼠模型中使用脑脊液对比增强磁共振成像，他们发现脑脊液优先通过基底脑膜淋巴管流出。他们还利用淋巴报告小鼠模型，发现一种注射到大脑或脑脊液中的荧光标记示踪剂主要通过基底脑膜淋巴管清除。论文共同第一作者Jun-Hee Kim指出，“我们实际上观察到了这种利用基底流出路径退出颅骨的大脑清除机制。”
长期以来，人们一直认为脑脊液的周转和引流随着年龄的增长而下降。然而，人们对与老化相关的脑膜淋巴管发生的变化知之甚少。在这项新的研究中，这些研究人员观察了年轻小鼠（3个月大）和年老小鼠（24~27个月）中的脑膜淋巴管变化。他们发现年老小鼠的基底脑膜淋巴管及其淋巴管瓣的结构存在严重缺陷，从而阻碍了脑脊液清除。Koh博士说道，“通过描述离开大脑的液体的精确路径，这项新的研究提高了我们对大脑中废弃物清除方式的理解。我们的研究结果还进一步对脑脊液清除受损在年龄相关性神经退行性疾病产生中的作用提供给了新的见解。”
当前针对阿尔茨海默病的许多疗法都靶向异常堆积的蛋白，比如β-淀粉样蛋白。通过绘制大脑废弃物清除系统的精确路径，这项新的研究可能有助于找到改善大脑清除功能的方法。这些突破可能会导致消除与衰老相关的有毒蛋白堆积的策略。Koh博士补充道，“这肯定需要在临床研究之前对患有年龄相关性神经退行性疾病（如阿尔茨海默病）的患者进行更广泛的脑膜淋巴管研究。”
