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头骨中的秘密隧道帮助免疫细胞抢救

骨髓是我们大部分骨骼内部的海绵状组织,会产生红细胞以及免疫细胞,有助于抵抗感染和治愈伤口。根据对小鼠和人类的一项新研究,微小的隧道从头骨骨髓延伸到大脑的内壁,并且可能为免疫细胞响应中风和其他脑部疾病造成的损伤提供直接途径。这项研究部分由美国国立卫生研究院资助,并发表在《自然神经科学》上。

“我们一直认为,来自手臂和腿部的免疫细胞通过血液传播到受损的脑组织。这些发现表明,免疫细胞可能会采取捷径迅速到达炎症区域。”美国国立卫生研究院国家神经疾病与中风研究所(NINDS)的项目主管Francesca Bosetti博士说。研究。炎症在许多脑部疾病中起着至关重要的作用,新近描述的通道在许多情况下可能很重要。这些渠道的发现开辟了许多新的研究途径。”

哈佛大学医学院和马萨诸塞州总医院教授Matthias Nahrendorf博士,医学博士使用先进的工具和小鼠细胞特异性染料,能够区分免疫细胞是否在行进由于中风或脑膜炎而受损的脑组织,来自头骨或胫骨的大腿骨中的骨髓。在这项研究中,研究人员专注于嗜中性粒细胞(一种特定类型的免疫细胞),它们是最早到达损伤部位的细胞。

小鼠脑部的结果显示,在中风期间,与胫骨相比,头骨更有可能向受伤的组织供应中性粒细胞。相反,心脏病发作后,颅骨和胫骨向心脏提供了类似数量的嗜中性粒细胞,而这两个区域均远离。

Nahrendorf博士的小组还观察到,中风后六个小时,头骨骨髓中的中性粒细胞少于胫骨骨髓,这表明头骨中有更多的细胞释放到损伤部位。这些发现表明,整个人体的骨髓不能均匀地提供免疫细胞来帮助受伤或感染的组织,并且表明受伤的大脑和头骨可能以某种方式“交流”,从而导致相邻白细胞的直接反应。

Nahrendorf博士的团队发现,炎症过程中骨髓活性的差异可能由基质细胞衍生因子1(SDF-1)决定,后者是一种将免疫细胞保留在骨髓中的分子。当SDF-1水平降低时,嗜中性粒细胞从骨髓中释放出来。研究人员观察到中风后六小时,SDF-1的水平下降,但仅在颅骨骨髓中,而不在胫骨中。结果表明,SDF-1水平的降低可能是对局部组织损伤的反应,并且仅使最接近炎症部位的骨髓动员并动员。

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