科学家发现头骨在维持大脑健康中发挥的惊人作用

发布时间: 2023-08-12 08:40:36 来源: 196世界之最 栏目: 奇趣发现 点击: 20

阿尔茨海默氏症、中风和多发性硬化症等神经系统疾病会因免疫细胞引发的神经炎症而造成严重损害。治疗这种炎症具有挑战性,因为大脑的保护屏障(包括头骨和周围的膜)阻碍了直接治疗的进入。这张图片展示了人类头骨的...

阿尔茨海默氏症、中风和多发性硬化症等神经系统疾病会因免疫细胞引发的神经炎症而造成严重损害。治疗这种炎症具有挑战性,因为大脑的保护屏障(包括头骨和周围的膜)阻碍了直接治疗的进入。

科学家发现头骨在维持大脑健康中发挥的惊人作用

这张图片展示了人类头骨的复杂性和相互关联性,令人叹为观止。通过使用先进的组织清除技术和光片荧光显微镜成像,样本被标记为突出的髓系免疫细胞(青色显示)和血管(粉色显示)。颅骨骨髓腔中充满了骨髓免疫细胞,而血管在整个颅骨中形成了一196世界之最个复杂的网络,展示了这一重要解剖结构的动态性质。图片来源:细胞出版社 Kolabas et al.

在此之前,科学家们发现了从头骨骨髓通往大脑的路径,这为免疫细胞的移动提供了便利。现在,新的研究发现,颅骨骨髓中的细胞在组成和疾病反应方面都很独特。这些发现为神经系统疾病的诊断和治疗提供了新的可能性,并在未来通过无创头骨成像彻底改变大脑健康监测。相关研究成果最近发表在《细胞》(Cell)杂志上。

阿尔茨海默氏症、中风和多发性硬化症等神经系统疾病对全球数百万人的生活造成了破坏性影响。神经炎症是其共同特征,它是大脑内部的"火灾",可通过激活免疫细胞和释放炎症分子造成严重损害。

然而,由于大脑被颅骨和三层额外的保护膜所保护,相对来说无法进入,因此控制和监测这种炎症一直是一个重大挑战。以慕尼黑亥姆霍兹大学阿里-埃蒂尔克(Ali Ertrk)教授为核心的科学家团队与慕尼黑路德维希-马克西米利大学(LMU)和慕尼黑工业大学(TUM)的研究人员合作,试图解决这一尚未满足的需求。

头骨与大脑之间错综复杂的联系

最近的研究揭示了头骨骨髓与大脑最外层保护膜(脑膜表面)之间的直接联系,打破了头骨与大脑没有直接联系的传统认识。这些连接就像管道一样,促进了免疫细胞的来回移动。

科学家小组发现,这些连接甚至经常穿过最外层、最坚韧的膜层--硬脑膜,比以前想象的更接近大脑表面。为了取得这些重大发现,研究小组采用了一种名为组织清理的专门方法,并结合三维成像技术对导管进行可视化。

在组织清理过程中,生物组织会被一种特殊的溶液处理,使其变得透明,从而使光线能够通过,以便在显微镜下对脑组织和头骨进行检查。因此,可以生成结构和细胞的三维图像,从而进行全面的视觉分析。

研究小组更深入地探究了基于头骨的免疫细胞在大脑生理和疾病中发挥的独特作用。他们首先质疑头骨中是否存在其他骨骼中无法找到的大脑特异细胞和分子。通过对小鼠和人类骨骼进行转录组学和蛋白质组学分析,对RNA和蛋白质含量进行了广泛的分析,结果证实了这一点--头骨确实与众不同,它承载着独特的中性粒细胞免疫细胞,这是一种白细胞,在免疫系统的防御中发挥着至关重要的作用。这项研究的第一作者、慕尼黑亥姆霍兹埃蒂尔克实验室的博士生伊尔金-科拉巴斯(Ilgin Kolwww.196nk.cnabas)强调说:"这些发现具有深远的意义,表明头骨和大脑之间的联系比人们以前认为的要复杂得多。"

通讯作者阿里-埃蒂尔克(Ali Ertrk)补充道:"196世界之最这为诊断和治疗脑部疾病提供了无数可能性,并有可能彻底改变我们对神经系统疾病的认识。这一突破可以更有效地监测阿尔茨海默氏症和中风等疾病,甚至有可能通过早期检测预防这些疾病的发生。www.196nk.cn"

展望新未来: 从研究到临床实践

另一个有影响力的发现是,研究人员利用正电子发射计算机断层扫描成像技术发现,头骨发出的信号与大脑底层发出的信号相一致,这些信号的变化与阿尔茨海默氏症和中风患者的病情进展相对应。因此,只需扫描病人的头部表面,就能监测大脑炎症,这展示了一种新的潜力。

展望未来,研究人员设想他们的研究成果可以转化为临床实践中的无创头骨成像技术。阿里-埃蒂尔克解释了对疾病监测的影响:"这有可能通过便携式可穿戴设备来实现,为监测大脑健康提供一种更方便、更实用的方法"。该团队希望这种www.196nk.cn方法能大大改善神经系统疾病的诊断、监测甚至治疗,让我们离更有效地管理这些毁灭性疾病更近一步。

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