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一般团队发现将头骨骨髓连接到脑表面的通道

马萨诸塞州综合医院(MGH)研究小组的一项新研究发现了两个令人惊讶的发现 - 免疫系统细胞对动物模型中的中风或其他脑损伤的反应更可能来自头骨中的骨髓而且很小,以前未知的通过颅骨内层的通道将炎症细胞从骨髓直接传递到脑膜的外层,膜覆盖大脑。他们的报告将在线发表在Nature Neuroscience杂志上。

“到目前为止,我们认为全身的骨髓均可对任何地方的伤害或感染做出均匀反应,但现在我们知道,头骨骨髓由于靠近大脑并且通过微观通道与脑膜直接连接,因此具有特殊的作用。 “ 该报告的高级作者,MGH 系统生物学中心的医学博士,数学博士Mathias Nahrendorf说。“这些新发现的通道构成了骨髓产生的炎性中性粒细胞的迁移途径,实际上可以破坏大脑。”

活体小鼠头骨的共聚焦显微镜显示新发现的通道从骨髓,通过内颅骨到大脑表面的外膜(硬脑膜或脑膜)。(Fanny Herisson,医学博士,麻省总医院系统生物学中心)
虽然炎症是免疫系统的关键防御和修复机制,但如果它没有得到适当控制,像中性粒细胞这样的细胞 - 人类和其他哺乳动物中最丰富的白细胞 - 会损害健康组织。由于免疫细胞和其他血细胞在骨髓中产生 - 骨髓主要位于较大的骨骼中,例如手臂和腿骨以及骨盆 - 因此骨髓在炎症性疾病中的作用日益增长。

为了解决目前关于来自不同来源的骨髓功能是否可能变化的有限知识,MGH团队开发了一种用于标记具有不同荧光标签的小鼠的颅骨和胫骨内骨髓细胞的系统。他们的实验表明,响应诱导缺血性中风或小鼠大脑炎症的中性粒细胞更可能来自头骨髓。然而,诱发的心脏病发作导致颅骨中的骨髓中性粒细胞贡献或胫骨之间几乎没有差异。检测诱发中风对不同位置骨髓细胞群的影响,发现颅骨中性粒细胞和单核细胞水平显着下降,但对胫骨或椎骨内的骨髓影响较小。

为了验证骨髓在向发炎的脑组织供应中性粒细胞中的更大作用的假设是其定位的结果,研究人员使用先进的成像技术来检查将骨髓与脑膜分开的头骨内层。他们惊讶地发现通过这层致密骨骼的微观血管通道。观察到中性粒细胞不仅通过这些通道迁移,而且在活体动物中风诱导后,中性粒细胞从骨髓进入脑表面,抵抗血液正常流入骨髓。

“虽然我们仍然需要了解这些通道,但我认为它们作为骨髓和中枢神经系统之间炎症性交叉通道的特殊作用与任何其他脉管系统完全不同,”Nahrendorf说道。哈佛医学院放射学教授。“除了这些通道将免疫细胞从头骨骨髓传递到大脑之外,我们认为来自大脑的炎症物质可以提醒头骨骨髓的损伤速度比身体其他部位的骨髓快。

“现在我们想研究这些通道的相关性 - 我们也在从人类患者身上移除的头骨切片中观察到 - 与炎性中枢神经系统疾病,包括急性中风,高血压甚至阿尔茨海默病等慢性病,”他补充道。“由于许多脑部疾病都有炎症成分,因此了解这些疾病如何导致这些疾病以及调节其贡献是否会改变结果将会很棒。另一个想法是,这些通道可以作为一种药物输送途径,允许运送到输送到骨髓中的药物的脑膜。“ 自然神经科学 

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