動物眼內(nèi)發(fā)現(xiàn)可清除代謝垃圾的類淋巴系統(tǒng) 或?qū)η喙庋壑委熡袔椭?/h1>

發(fā)布日期：2020-05-19 瀏覽次數(shù)：123

來源： 學(xué)術(shù)經(jīng)緯  

近日，《科學(xué)》旗下子刊Science Translational Medicine上的一篇研究論文刷新了我們對眼睛的認(rèn)識。美國羅切斯特大學(xué)（University of Rochester）的Maiken Nedergaard教授與加州大學(xué)伯克利分校（UC Berkeley）的陳璐教授合作，在哺乳動物的眼睛內(nèi)，首次發(fā)現(xiàn)了清除代謝垃圾的類淋巴系統(tǒng)。動物實驗還顯示，青光眼——造成失明的一種重要眼疾，與這套特殊排污系統(tǒng)的受損有關(guān)。

什么是“類淋巴系統(tǒng)”？

“類淋巴系統(tǒng)”，顧名思義，與淋巴系統(tǒng)類似。淋巴管就像身體內(nèi)的排污管道，通過液體循環(huán)將組織代謝產(chǎn)生的垃圾清除出器官。然而，很久以來人們就發(fā)現(xiàn)，這套排污管道并沒有鋪設(shè)到大腦。

直到2012年，此次研究的主要負(fù)責(zé)人之一Negergaard教授領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊，借助新的顯微成像技術(shù)終于發(fā)現(xiàn)，原來大腦內(nèi)擁有的是一套特殊“淋巴系統(tǒng)”。與傳統(tǒng)意義上的淋巴管不同，腦中的淋巴管由膠質(zhì)細(xì)胞組成。于是，Negergaard教授把膠質(zhì)細(xì)胞（glia）和淋巴（lymphatic）兩個詞合起來，第一個提出了腦部“類淋巴系統(tǒng)”（glymphatic）的概念。

科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)，類淋巴系統(tǒng)中流動的腦脊液會把神經(jīng)毒性蛋白（例如與阿爾茨海默病密切相關(guān)的β淀粉樣蛋白）排出大腦。如果這套系統(tǒng)出故障，則會讓有毒蛋白積聚，引發(fā)神經(jīng)疾病。這一發(fā)現(xiàn)解開了大腦如何清除垃圾的謎題。

眼睛，與“心靈”相通

人們常說眼睛是心靈的窗戶。某些方面，眼睛和大腦一樣特殊，比如同樣缺乏外周典型的淋巴管。專注于眼科研究的陳璐教授此前發(fā)現(xiàn)，在眼前段有一種叫作Schlemm管的結(jié)構(gòu)具有淋巴特征，可以引流房水（角膜和晶狀體之間的液體），有助于調(diào)節(jié)眼壓。

于是，在此次研究中，兩支科研團(tuán)隊展開合作，對視網(wǎng)膜所在的眼后段展開了新的探索。

為此，研究人員借助過去在研究大腦時的方法，把示蹤劑（例如以熒光標(biāo)記的人淀粉樣蛋白）注射到小鼠眼睛內(nèi)的玻璃體。玻璃體位于晶狀體和視網(wǎng)膜之間，是種透明的凝膠狀液體。研究人員觀察到，熒光蛋白除了沿著預(yù)期的路徑從眼前段流出，也有一些轉(zhuǎn)移到視神經(jīng)內(nèi)靜脈周圍的空間。然后，示蹤蛋白從那里沿著視神經(jīng)移動進(jìn)了看似淋巴管的結(jié)構(gòu)。它們最終出現(xiàn)在動物頸部的淋巴結(jié)中。

綠色熒光標(biāo)記的β淀粉樣蛋白沿著小鼠視神經(jīng)內(nèi)的靜脈（藍(lán)色）排出（圖片來源：參考資料[1]）

更有意思的是，研究人員發(fā)現(xiàn)，眼睛內(nèi)這條新發(fā)現(xiàn)的管道不僅可以清除淀粉樣蛋白，它們與小鼠大腦內(nèi)清除代謝垃圾的類淋巴系統(tǒng)是相通的。

Negergaard教授說，過去沒有人想到，視神經(jīng)不僅是傳輸神經(jīng)電信號的“電纜”，還提供了一條輸送液體的高速通道。

當(dāng)排污管道滲漏……

為了理解這套排污管道在眼睛里起的作用，尤其是與眼疾的影響，科學(xué)家們繼續(xù)通過動物實驗探索了它們與青光眼的關(guān)系。這種疾病損傷視神經(jīng)而導(dǎo)致失明。

在兩種不同的青光眼小鼠模型中，研究人員都發(fā)現(xiàn)，注入眼睛內(nèi)的淀粉樣蛋白似乎清除的速度更快了。然而，盡管青光眼通常與眼壓過高有關(guān)，但流速增加似乎不是眼壓變化引起。相反，在青光眼小鼠中，膠質(zhì)細(xì)胞組成的排污管道發(fā)生了滲漏，隨著過多外流的液體，有毒蛋白沒有流入與大腦相通的凈化系統(tǒng)，而是滲到視神經(jīng)的軸突之間。這可能是過去未知的一種影響視神經(jīng)的因素。

這一發(fā)現(xiàn)引起了很多科學(xué)家的關(guān)注。西奈山醫(yī)學(xué)中心（Cedars-Sinai Medical Center）的神經(jīng)科學(xué)家Maya Koronyo-Hamaoui博士過去發(fā)現(xiàn)，AD患者的視網(wǎng)膜及眼部血管中存在淀粉樣沉積。在眼部找到與大腦平行的排污系統(tǒng)令她感到興奮，“這是第一次有人證明，類淋巴系統(tǒng)是眼睛里清除代謝物的另一條途徑，并且與淀粉樣蛋白有關(guān)?！彼f。

研究作者的論文中總結(jié)說，這一發(fā)現(xiàn)“或許為威脅視力的疾病，尤其是青光眼，開辟了新的治療途徑”。

參考資料

[1] Xiaowei Wang et al, (2020) An ocular glymphatic clearance system removes ?-amyloid from the rodent eye. Science Translational Medicine. DOI:

[2] Discovery: Scientists find for the first time how the eyes drain cellular waste and debris https://medicalxpress.com/news/2020-04-discovery-scientists-eyes-cellular-debris.html

[3] Quasi-Lymphatic System in the Rodent Eye Clears Waste. Retrieved May 7, 2020 from https://www.the-scientist.com/news-opinion/quasi-lymphatic-system-in-the-rodent-eye-clears-waste-67430