Исследование показало, что «сеть утилизации отходов» мозга формируется нейронной активностью
За последнее десятилетие интенсивные исследования показали, что менингеальная лимфатическая система мозга действует как «сеть утилизации отходов» мозга, поддерживая гомеостаз путем очистки метаболических отходов и транспортировки иммунных клеток. Однако механизм, лежащий в основе ее регуляции развития, остается неизвестным. Как формируется эта сложная система, и какие клетки или сигналы управляют ее определенным пространственным расположением в мозговых оболочках?
Исследование, опубликованное в журнале Cell и проведенное под руководством доктора Ду Цзюлиня из лаборатории Института нейронауки, Центра передового опыта в области науки о мозге и интеллектуальных технологий Китайской академии наук, раскрыло основной регуляторный механизм развития лимфатической системы мозговых оболочек.
Используя преимущества долгосрочных изображений in vivo на данио-рерио в сочетании с генетическими манипуляциями и исследованиями нейронной активности , исследователи обнаружили, что повышение нейронной активности, например, зрительная стимуляция, значительно усиливает развитие муральных лимфатических эндотелиальных клеток (muLEC) в мягкой и паутинной оболочке, тогда как подавление нейронной активности, например, зрительная депривация, приводит к значительному снижению числа muLEC.
Сосредоточившись на Vegfc, ключевом факторе, необходимом для развития лимфатической системы, исследователи идентифицировали специфическую глиальную субпопуляцию — slc6a11b+ RAs, — которая экспрессирует Vegfc. Эти клетки протягивают волокна к поверхности мозга, что делает их основным источником Vegfc в мозге. Удаление slc6a11b+ RAs нарушило развитие muLEC, в то время как повышение регуляции сигналов Vegfc этих клеток усилило развитие muLEC .
Более того, исследователи обнаружили, что активность slc6a11b+ RA и их уровни экспрессии Vegfc положительно регулируются нейронной активностью. Они обнаружили, что предшественник Vegfc (pro-Vegfc), секретируемый slc6a11b+ RA, требует кооперации фибробластов ccbe1+ для преобразования в его зрелую форму (mVegfc). Это кросс-тканевое сотрудничество точно ограничило распределение mVegfc в интерфейсе мозг-менингеальная оболочка, гарантируя, что лимфатические эндотелиальные клетки будут ограничены поверхностью мозга, предотвращая их вторжение в паренхиму мозга, что может вызвать иммунные нарушения.
Исследование показывает, что мозг действует как координатор своей микросреды, и раскрывает новую регуляторную ось нейрон-глиа-фибробласт-лимфатическую. Это дает новую основу для понимания того, как мозг адаптирует свою лимфатическую сеть на основе функциональных потребностей, и объясняет, почему менингеальная лимфатическая система мозга остается ограниченной мозговыми оболочками, избегая вторжения в паренхиму мозга.
В будущем вмешательство в эту регуляторную сеть может открыть новые перспективы в отношении роли менингеальной лимфатической системы в неврологических заболеваниях и разработке методов их лечения.