据每日科学网近日报道，美国罗彻斯特大学医疗中心的研究人员发现，大脑中也存在一个清理“垃圾”的系统，他们认为，当该系统无法正常工作时，就会引发神经紊乱疾病，比如阿尔茨海默氏症。这一发表于6月27日《科学》杂志上的研究成果有望成治疗此类脑疾病的关键。
“基本上所有的神经退行性疾病都与细胞废物的累积有关。”论文作者、罗彻斯特大学医疗中心转化神经医学中心负责人麦肯·尼德加德说，“了解并最终发现如何调节大脑的系统来清除有毒废物，可以为治疗这些疾病指明新的方向。”
清除体内废物是由淋巴系统所执行的一个重要生物学功能。淋巴系统存在于大多数身体器官和血管中，却唯独没有延伸到大脑，因此科学家从未完全理解大脑是如何处理自身废物的。不过，人类机体就像一个堡垒，通过一个能有效控制分子进出的复杂系统网络保护着大脑。这一“血脑屏障”概念早在19世纪后期就已提出，但该机制的功能直到最近才慢慢开始为人所了解。去年8月，罗彻斯特大学医疗中心的科学家在《科学转化医学》杂志上发表文章，首次将负责清除脑部垃圾的复杂网络称为“脑部类淋巴系统”。
脑部类淋巴系统长期以来未被人们所认知，原因之一就是其无法从脑组织样本中检测到。为此，尼德加德和她的同事利用一种可监测大脑深处活动的新成像技术——双光子显微术，来观察与人类大脑非常相似的小鼠大脑，并记录下了一个广泛分布、负责将废物冲刷出大脑的管道系统。
大脑被蛛网膜包围，浸在脑脊液中。脑脊液通过由星形神经胶质细胞所控制的管道系统流入大脑内部，脑部类淋巴（glymphatic）便是英文中神经胶质（glia）和淋巴（lymphatic）的合成词。这个并行系统类似于一个管中管，内圈管道输送血液，外围管道输送脑脊液。脑脊液快速流经脑组织，将多余的蛋白和废物一并清扫掉，然后沿脊柱向下转移到淋巴系统，废物最终进入肝脏中被分解。
脑部类淋巴系统的发现解答了长期困扰科学界的一个谜题。了解大脑如何清除废物——这一系统在什么条件下有效，在什么条件下失效——对于治疗神经系统疾病有着深远影响。
阿尔茨海默氏症的特点之一就是β-淀粉样蛋白在大脑中的累积。了解脑部类淋巴系统为何无法分解和清除β-淀粉样蛋白，可为该疾病的治疗提供新方案，比如，或许可通过操控类淋巴系统中的关键成员如星形神经胶质细胞，来加速废物的清除。
“像阿尔茨海默氏症这样的‘大脑不洁净’疾病可能是由于脑部类淋巴系统随年龄增大而迟钝所造成的，这种理念是一个思考神经系统疾病的全新方式。”尼德加德说，“由此也给我们提出了新的目标，即有望通过提升脑部类淋巴系统的效率，最终改变这些疾病的治疗现状。”（生物谷 Bioon.com）
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Science DOI: 10.1126/science.1240514
Maiken Nedergaard
Garbage Truck of the Brain
Essentially all neurodegenerative diseases are associated with misaccumulation of cellular waste products. Of these, misfolded or hyperphosphorylated proteins are among the most difficult for the brain to dispose. For example, tau and β-amyloid can accumulate as stable aggregates that are neurotoxic in conditions such as Alzheimer's disease (1). Intracellular proteasomal degradation and autophagy are considered the principal means for removing proteins in the central nervous system, and the dysfunction of each has been causally associated with neurodegeneration (2).Yet many cytosolic proteins are released into the interstitial space in the brain, suggesting that extracellular disposal routes may also eliminate waste (3).
