骨髓是人類大部分骨骼中的海綿組織，它能產(chǎn)生紅細胞和免疫細胞，幫助抵抗感染、治愈創(chuàng)傷。根據(jù)8月27日在線發(fā)表于《Nature Neuroscience》雜志上的一項新研究，研究人員發(fā)現(xiàn)顱骨骨髓至大腦內(nèi)壁存在一條微小通道，可能為免疫細胞對中風和其他腦部疾病造成的損傷做出反應提供了快速直接的途徑。
“我們一直認為四肢的免疫細胞需要通過血液進入受損的腦組織，而該項研究表明免疫細胞可能并不會如此，而是抄了近路迅速到達炎癥區(qū)域。”NIH神經(jīng)疾病和中風研究所（NINDS）項目主任Francesca Bosetti博士說道，“炎癥在許多腦部疾病中都扮演著重要角色，這一新發(fā)現(xiàn)的通道可能在許多情況下都很重要，這為發(fā)現(xiàn)新的研究途徑開辟了道路。”
哈佛醫(yī)學院及麻省總醫(yī)院教授Matthias Nahrendorf博士及其同事使用了先進的工具和小鼠細胞特異性染料，以區(qū)分到達受損腦組織的免疫細胞是來自顱骨骨髓還是脛骨，在這項研究中，研究人員選取了中性粒細胞作為觀察對象，中性粒細胞是一種特殊類型的、最先到達損傷部位的免疫細胞之一。
結果顯示，在小鼠中風期間，顱骨比脛骨更容易向受損組織提供中性粒細胞，而在距離這兩者皆較遠的心臟處，疾病發(fā)作后，顱骨和脛骨向心 臟提供了相似數(shù)量的中性粒細胞，Nahrendorf博士的研究小組還觀察到，中風6小時后，顱骨骨髓中的中性粒細胞要少于脛骨骨髓中的中性粒細胞，這表明顱骨骨髓向損傷部位釋放了更多的細胞。
顱骨中新發(fā)現(xiàn)的通道可以為免疫細胞進入受損組織提供捷徑
這些研究結果表明，全身的骨髓并不是統(tǒng)一地為受傷或感染的組織提供免疫細胞，并且研究暗示受損的大腦和顱骨骨髓之間可能進行了某種方式的“交流”，致使鄰近的白細胞直接反應。
研究小組發(fā)現(xiàn)，炎癥期間骨髓活動的差異可能是由基質細胞衍生因子-1 (SDF-1)引起的，SDF-1是一種在骨髓中保存免疫細胞的分子。當SDF-1水平降低時，中性粒細胞從骨髓中被釋放出來。研究人員觀察到，在中風6小時后，SDF-1的水平下降，但僅限于在顱骨骨髓中而非脛骨。因此，SDF-1水平的下降可能是對局部組織損傷后的一種反應和警報，并僅激活與炎癥部位最接近的骨髓。
接下來，研究小組想要知道中性粒細胞是如何到達受傷組織的。“我們開始非常仔細地檢查頭骨，從各個角度去觀察，試圖弄清楚中性粒細胞是如何進入大腦的。” Nahrendorf博士說道，“出乎意料的是，我們發(fā)現(xiàn)了一些微小的通道，它們直接連接著骨髓和大腦的外層。”
借助先進的成像技術，研究人員觀察到了中性粒細胞在通道中的運動，血液通常是從顱骨內(nèi)部的通道流向骨髓，但中風后，中性粒細胞會向相反的方向移動，進入受損組織。
Nahrendorf博士的團隊檢測了整個顱骨和脛骨的通道，由外科手術獲得的人類顱骨樣本的詳細成像顯示了這些通道的存在。與在小鼠中發(fā)現(xiàn)的那些相比，人類顱骨中的通道直徑要大五倍，并且在人類和小鼠的顱骨中，在骨的內(nèi)層和外層都發(fā)現(xiàn)了通道。
下一步，研究人員計劃確定出通過這些通道的其他類型的細胞，以及這些結構在人類健康和疾病中所扮演的角色。
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