清理老化的大腦

羅切斯特大學(xué)的科學(xué)家們正在用一種目前用于引產(chǎn)的藥物修復(fù)大腦的垃圾處理系統(tǒng)。

阿爾茨海默病、帕金森病和其他神經(jīng)性疾病可以被視為“臟腦”（dirty brain）疾病，因?yàn)榛疾〉拇竽X難以清除有害廢物。衰老是關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)因素，因?yàn)殡S著年齡的增長(zhǎng)，我們大腦清除有毒積聚物的能力會(huì)減慢。然而，小鼠的新研究表明，有可能逆轉(zhuǎn)與年齡相關(guān)的影響并恢復(fù)大腦的廢物清除過(guò)程。

羅切斯特大學(xué)（University of Rochester，UR）機(jī)械工程教授 Douglas Kelley 博士說(shuō)：“這項(xiàng)研究表明，恢復(fù)頸部淋巴管功能可以挽救與年齡相關(guān)的大腦廢物清除速度減慢的問(wèn)題。此外，這是通過(guò)使用一種已經(jīng)在臨床上使用的藥物來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這為潛在的治療策略提供了可能?！?/span>

Kelley 是這項(xiàng)研究的主要作者之一，該研究發(fā)表在《自然-衰老》（Nature Aging）雜志上[1]，另一名主要作者是 Maiken Nedergaard，她是羅切斯特大學(xué)轉(zhuǎn)化神經(jīng)醫(yī)學(xué)中心（Center for Translational Neuromedicine）的聯(lián)合主任。這項(xiàng)研究是羅切斯特大學(xué)哈吉姆工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院（Hajim School of Engineering & Applied Sciences）和醫(yī)學(xué)中心的研究人員進(jìn)行的眾多合作之一。

Nedergaard 及其同事于 2012 年首描述了類淋巴系統(tǒng)（Glymphatic system，亦稱膠狀淋巴系統(tǒng)）[2]，這是大腦獨(dú)特的廢物清除系統(tǒng)，它利用腦脊液（CSF）沖走能量需求高的神經(jīng)元和大腦中其他細(xì)胞在正常活動(dòng)期間產(chǎn)生的多余蛋白質(zhì)。這一發(fā)現(xiàn)為治療大腦中蛋白質(zhì)廢物積聚的常見疾病（如阿爾茨海默病中的 β-淀粉樣蛋白和 tau 蛋白，以及帕金森病中的 α-突觸核蛋白）提供了新的潛在方法。在健康和年輕的大腦中，淋巴系統(tǒng)能夠很好地清除這些有毒蛋白質(zhì)，然而，隨著年齡的增長(zhǎng)，該系統(tǒng)會(huì)減慢，從而為這些疾病的發(fā)生奠定了基礎(chǔ)。

微小的泵網(wǎng)絡(luò)將廢物從大腦中抽出

一旦顱內(nèi)的腦脊液（CSF）充滿了蛋白質(zhì)廢物，它就需要通過(guò)淋巴系統(tǒng)到達(dá)腎臟，在那里與身體的其他廢物一起進(jìn)行處理。這項(xiàng)新研究結(jié)合了先進(jìn)的成像和粒子追蹤技術(shù)，首詳細(xì)描述了頸部淋巴管中的路徑，即一半臟腦脊液通過(guò)該路徑離開大腦

除了測(cè)量腦脊液的流量，包括研究第一作者 Ting Du 和 Aditya Raghunandan、Humberto Mestret 在內(nèi)的研究小組還能夠觀察和記錄幫助將腦脊液排出大腦的頸部淋巴管的跳動(dòng)。Kelley 說(shuō)：“與心血管系統(tǒng)有一個(gè)大泵（心臟）不同，淋巴管系統(tǒng)中的液體是由一個(gè)小泵網(wǎng)絡(luò)來(lái)運(yùn)輸?shù)?/span>?！边@些微小的泵被稱為淋巴管，有瓣膜來(lái)防止回流，并一個(gè)接一個(gè)地串在一起，形成淋巴管。

研究人員發(fā)現(xiàn)，隨著小鼠年齡的增長(zhǎng)，收縮頻率降低，瓣膜失效。因此，年老小鼠的臟腦脊液流出大腦的速度比年輕小鼠慢 63%。

羅切斯特大學(xué)醫(yī)學(xué)中心神經(jīng)病學(xué)系的機(jī)械工程教授Douglas Kelley（左）和助理教授Ting Du正在研究頸部淋巴管如何將腦脊液從大腦中排出。隨著我們年齡的增長(zhǎng)，這種流動(dòng)的變化會(huì)增加罹患阿爾茨海默病、帕金森病和其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病的風(fēng)險(xiǎn)

已知藥物重啟大腦清潔液流動(dòng)

隨后，研究團(tuán)隊(duì)開始探索是否能夠使淋巴管恢復(fù)活力，并發(fā)現(xiàn)了一種名為地諾前列素（Prostaglandin F2α，PGF2α）的藥物，這是一種類激素化合物，醫(yī)學(xué)上常用于引產(chǎn)，并已知有助于平滑肌收縮。淋巴管的內(nèi)壁覆蓋著平滑肌細(xì)胞，當(dāng)研究人員將這種藥物應(yīng)用于老年小鼠的頸部淋巴管時(shí)，淋巴管的收縮頻率和臟腦脊液的流出量均有所增加，恢復(fù)到年輕小鼠的效率水平。

“這些頸部淋巴管位置表淺，我們知道它們很重要，現(xiàn)在我們知道如何加速其功能，” Kelley 說(shuō)，“將來(lái)這種方法或許與其他干預(yù)措施相結(jié)合，可能成為未來(lái)治療這些疾病的基礎(chǔ)?！?/span>