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(fēng)和其他腦部疾病造成的損傷做出反應(yīng)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(fēng)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(xué)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(jié)果顯示，在小鼠中風(fēng)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(fēng)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。
這些研究結(jié)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(yīng)。
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(zhì)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(dāng)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(fēng)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(yīng)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(shù)，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(fēng)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(shù)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(jié)構(gòu)在人類健康和疾病中所扮演的角色。
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