《自然》揭秘:鼻子深处的大脑防御秘密

更新时间 2024-04-08 16:17:43

近日,英国剑桥大学的Menna R. Clatworthy和美国国立卫生研究院的Dorian B. McGavern等人完成的最新研究提出——硬脑膜实际上是自身配备有一套特殊的大脑防御系统,称为硬脑膜相关淋巴组织(DALT) 。

DALT位于靠近鼻子的静脉交汇处,包含多种免疫细胞。DALT就像一张布满了监视摄像头和警卫的网,紧密地守护着大脑,防止病原体的侵入,尤其是从鼻腔进入的病原体。论文于近日发表在《自然》杂志上。

论文首页截图

硬脑膜是大脑和脊髓周围的保护膜,属于脑膜的一部分。硬脑膜与颅骨紧密结合,为大脑提供坚固的保护层,防止大脑受到外部撞击或压力的损伤,起到支持、营养、保护作用。

研究者们利用扫描成像等技术对成年小鼠的大脑空间组织进行评估,在硬脑膜中鉴定了一个全新的结构,将其命名为硬脑膜相关淋巴组织(dural-associated lymphoid tissues,DALT)。

DALT主要集中在我们大脑硬脑膜的一些关键区域,特别是在靠近鼻子的地方,称为鼻根-鼻腔中枢(rostral-rhinal hub)。

DALT的定位

DALT里面居住着巨噬细胞、B细胞、T细胞、树突状细胞等先天免疫细胞和适应性免疫细胞,还有淋巴管以及成纤维细胞等基质细胞。这些细胞和结构共同构成了一个强大的防御系统,能够迅速识别和反击入侵的病原体。

DALT所处区域与颅骨骨髓相连,并接收来自上矢状窦、桥静脉等静脉血管的血液输入,形成由多条重要的静脉血管交汇而成复杂的网络,方便免疫细胞及其相关分子能够迅速就位。更重要的是,DALT非常靠近鼻子里一个叫做筛板的部位,这个地理位置的优势让DALT能够很快发现并反应于通过鼻子传入的病原体,从而快速启动对抗这些病原体的免疫反应。

当小鼠鼻腔感染水疱性口炎病毒时,其DALT中的免疫细胞会被激活和扩增,开始生产病原体特异性抗体,并启动生发中心反应。


小鼠鼻腔感染可以激活DALT中的免疫反应

如果在病原体攻击时抑制淋巴细胞进入DALT所处区域,则不会发生生发中心反应;而一旦DALT的免疫"开关"被打开,DALT就能自给自足地继续进行免疫反应对抗病原体,不必依赖于外部的免疫细胞补充,并可以帮助免疫细胞迁移到其它区域参与更广泛的免疫防御。

此外,研究者们观察到,DALT在小鼠出生后的早期阶段就已存在,随着年龄的增长,DALT里的免疫细胞还会变得更多,以更快地识别和回应来自血液的信号。

通过这种方式,DALT为我们的大脑和脊髓提供了一道额外的保护层,它利用一系列复杂的血管和免疫细胞网络,保护我们的大脑免受病原体侵害,尤其是针对那些可能通过鼻腔进入的病原体。


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参考文献:

[1]https://www.nature.com/articles/s41586-024-07202-9