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大脑中有条“秘密通道”,助力脑部修复损伤

  炎症与人体内许多疾病的防御及损伤修复有关,造血系统提供了无菌性炎症反应中主要的细胞成分。一旦免疫细胞被招募至炎症部位,包括中性粒细胞在内的组分就能抵御感染。这些招募至炎症部位的天然免疫细胞起源于骨髓,并且细胞寿命不长。

  在脑卒中(脑中风)时,骨髓中免疫细胞的产生和释放量会增加,但是否在整个造血系统中均匀升高目前尚不清楚。为了探索这个问题,马提亚·纳伦多夫博士(MatthiasNahrendorf)的团队采用了一种局部细胞标记方法,能够标记位于小鼠颅骨和胫骨中的骨髓细胞,并使用光谱分辨的膜染料进行细胞示踪,来确定炎症组织中的免疫细胞来源。此项研究发表在《自然·神经科学》上。

  研究人员比较了几种疾病模型中性粒细胞的骨髓来源,包括缺血性中风、急性心肌梗塞和无菌性脑膜炎。小鼠实验的结果显示,在发生中风时,颅骨比胫骨更容易向受损组织供应中性粒细胞。而在心肌梗塞时,由于颅骨与胫骨距离心脏较远,来源于颅骨和胫骨的中性粒细胞数量相当。

  研究小组还观察到,在脑中风后6小时,颅骨骨髓中的中性粒细胞数量少于胫骨,因此表明颅骨骨髓向受伤部位释放了更多的中性粒细胞。这些结果说明整个人体的骨髓在炎症时并不会均匀地提供免疫细胞,而大脑和颅骨骨髓细胞可能存在某种“交流通道”,以使邻近的免疫细胞可以直接参与反应。

  借助先进的成像技术,纳伦多夫博士观察到中性粒细胞可以在颅骨骨髓与大脑之间的微小通道内移动,而在手术获得的人体样本中也发现了这一现象。这一发现改变了人们以往对炎症发生时免疫细胞反应的认识。

  “我们一直认为来自四肢的免疫细胞经由血液转移至受损的脑组织。新发现显示免疫细胞可能通过更快捷的途径到达炎症部位,”弗兰西斯·博塞蒂博士(FrancescaBosetti)说,他是美国国立卫生研究院国家神经疾病和中风研究所(NINDS)的项目主任,该机构资助了此项研究。“炎症反应在很多大脑紊乱中扮演着重要角色,而新发现通道在可能在多数情况下都至关重要。这一发现开辟了许多新的研究方向。”未来的研究将针对穿过新通道的其他类型免疫细胞以及这些结构在健康和疾病中的作用。

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