Недавно открытая анатомия защищает и контролирует мозг

Новое исследование было проведено в лабораториях Майкена Недергаарда, содиректора Центра трансляционной нейромедицины в Университете Рочестера и Копенгагенского университета, и Кьелда Мёллгорда, доктора медицинских наук, профессора нейроанатомии Копенгагенского университета. Недергаард и его коллеги изменили наше понимание фундаментальной механики человеческого мозга и сделали важные открытия в области нейронауки, в том числе детализировали многие критические функции ранее упущенных из виду клеток мозга, называемых глией, и уникальный процесс удаления отходов, который происходит в мозге. лаборатории называется глимфатическая система.

«Открытие новой анатомической структуры, которая разделяет и помогает контролировать поток спинномозговой жидкости (ЦСЖ) в головном мозге и вокруг него, теперь позволяет нам лучше оценить сложную роль, которую ЦСЖ играет не только в транспорте и удалении отходов из мозга, но также поддерживая его иммунную защиту», — сказал Недергаард.

Исследование сосредоточено на мембранах, покрывающих мозг, которые создают барьер с остальной частью тела и удерживают его в CSF. Традиционное понимание того, что в совокупности называется менингеальным слоем, представляет собой барьер, состоящий из отдельных слоев, называемых твердой мозговой оболочкой, паутинной оболочкой и мягкой мозговой оболочкой.

Новый слой, обнаруженный исследовательской группой из США и Дании, далее делит пространство под паутинным слоем, субарахноидальное пространство, на два отсека, разделенных недавно описанным слоем, который исследователи называют SLYM, аббревиатурой от Ссубарахноидальный ЛЯфатический тип Мцеловать. Хотя большая часть исследований в статье описывает функцию SLYM у мышей, они также указывают на его фактическое присутствие в мозгу взрослого человека.

SLYM — это тип мембраны, называемый мезотелием, который, как известно, выстилает другие органы тела, включая легкие и сердце. Мезотелия обычно окружает и защищает органы и содержит иммунные клетки. Идея о том, что подобная мембрана может существовать в центральной нервной системе, была впервые задана Меллгардом, первым автором исследования. Его исследования сосредоточены на нейробиологии развития и барьерных системах, защищающих мозг.

Новая мембрана очень тонкая и нежная и состоит из одной или нескольких клеток толщиной. Однако SLYM является непроницаемым барьером и пропускает только очень маленькие молекулы; похоже, он разделяет «чистую» и «грязную» ЦСЖ. Это последнее наблюдение намекает на возможную роль SLYM в глимфатической системе, которая требует контролируемого потока и обмена спинномозговой жидкости, обеспечивая приток свежей спинномозговой жидкости при удалении токсичных белков, связанных с болезнью Альцгеймера и другими неврологическими заболеваниями центральной нервной системы. . Это открытие поможет исследователям лучше понять механику глимфатической системы, которая была в центре внимания недавнего гранта в размере 13 миллионов долларов от Инициативы BRAIN Национального института здравоохранения для Центра трансляционной нейромедицины Университета Рочестера.

SLYM также важен для защиты мозга. Центральная нервная система поддерживает собственную нативную популяцию иммунных клеток, а целостность мембраны предотвращает проникновение внешних иммунных клеток. Кроме того, SLYM, по-видимому, содержит собственную популяцию иммунных клеток центральной нервной системы, которые используют SLYM для наблюдения за поверхностью мозга, что позволяет им сканировать спинномозговую жидкость на наличие признаков инфекции.

Открытие SLYM открывает двери для дальнейшего изучения его роли в заболеваниях головного мозга. Например, исследователи отмечают, что при воспалении и старении на мембране собираются более крупные и разнообразные концентрации иммунных клеток. Когда мембрана разрывается во время черепно-мозговой травмы, возникающее в результате нарушение тока спинномозговой жидкости нарушает глимфатическую систему и позволяет иммунным клеткам, не относящимся к центральной нервной системе, проникать в мозг.

Эти и подобные наблюдения позволяют предположить, что такие разнообразные заболевания, как рассеянный склероз, инфекции центральной нервной системы и болезнь Альцгеймера, могут быть вызваны или усугублены нарушениями функции SLYM. Они также предполагают, что на доставку лекарств и генной терапии в мозг может влиять функция SLYM, которую необходимо будет учитывать при разработке новых поколений биологической терапии.

Среди дополнительных соавторов Феликс Бейнлих, Питер Куск, Лео Миякоши, Кристин Делле, Вирджиния Пла, Натали Хаугланд, Тина Эсмаил, Мартин Расмуссен, Рышард Гомолка и Юки Мори из Центра трансляционной нейромедицины Копенгагенского университета. Исследование финансировалось Фондом Лундбек, Фондом Ново Нордиск, Национальным институтом неврологических расстройств и инсульта, Исследовательским офисом армии США, Научной программой Human Frontier, Фондом медицинских исследований доктора Мириам и Шелдона Г. Адельсон и Фондом Саймонса.