基础科学研究所 (IBS) 的科学家们发现了一种非侵入性的方法来增强大脑的自然废物排放系统——这一发现可能为治疗与年龄相关的神经系统疾病开辟新的途径。
在《自然》杂志发表的一项研究中，由主任 Koh Gou Young 领导的 IBS 血管研究中心的研究人员，以及高级研究员 Jin Hokyung、Yoon Jin-Hui 和首席研究员 Hong Seon Pyo 证明，精确刺激颈部和面部皮肤下的淋巴系统可以显著增强脑脊液(CSF) 通过淋巴管的流动，脑脊液是一种缓冲大脑并帮助清除有毒废物的液体。
这提供了一种使用安全、非侵入性机械刺激清除脑废物的新方法，而不是依赖药物或手术干预。
与其他器官相比，人脑产生废物的速度更快，有效清除废物对于健康的大脑功能至关重要。这种清除主要由脑脊液 (CSF) 完成，它能清除有害物质，例如淀粉样β蛋白和tau蛋白——这些物质是阿尔茨海默病和其他神经退行性疾病的关键因素。然而，随着年龄增长，这种排出速度会减慢，导致认知能力下降。
IBS血管研究中心此前在《自然》杂志（2019年和2024年）发表了具有里程碑意义的研究，证明脑脊液通过颅底脑膜淋巴管和鼻咽淋巴丛流至颈深淋巴结。他们还表明，这些淋巴管的年龄相关性退化会损害脑脊液清除能力。
此外，研究小组发现，通过靶向颅骨外的颈部淋巴管，可以药物性地增强或抑制脑脊液引流。然而，由于这些淋巴管位于颈部深处，难以进行非侵入性操作，因此临床应用仍然有限。
图像显示，荧光示踪剂标记的脑脊液（CSF）在注入脑部后，如何流经眼周、鼻腔、硬腭和颈部周围的淋巴管。图片来源：基础科学研究所
“这项研究不仅完成了清除脑废物的脑脊液引流通路图谱的绘制，还提供了一种增强脑外脑脊液引流的新方法，”中心主任兼通讯作者Koh Gou Young表示。“我们期待这将成为未来神经退行性疾病（包括痴呆症）研究的一个里程碑。”
如今，研究人员利用荧光示踪剂对转基因小鼠和猴子进行研究，绘制出了一条从大脑到颈部浅淋巴结的脑脊液引流新路径——通过面部、鼻腔和硬腭的淋巴管网络。在老年动??物中，许多这样的路径已经退化——除了面部皮肤下方的淋巴管，这些淋巴管尽管衰老，却仍然保留着完整的功能。
“我们证实面部皮肤下的淋巴管通过各种途径连接到下颌下淋巴结，”高级研究员兼共同第一作者金浩京解释道。
“通过这些连接，我们可以调节衰老和神经退行性疾病中出现的脑脊液引流功能减弱。需要进一步研究来确定如何将这种新发现的途径应用于实际患者。”
当研究人员对老年小鼠的皮肤施加精确的光机械刺激时，脑废液（CSF）能够更有效地排入附近的淋巴结和淋巴管，如这些荧光图像和辅助图表所示。图片来源：基础科学研究所
认识到这一点，研究小组开发了一种力调节机械刺激器——一种手持设备，可以以可控的方式轻轻按压和抚摸皮肤。当应用于老年小鼠时，该装置将脑脊液清除率恢复到年轻水平，显著改善了脑脊液引流，同时又不干扰自然淋巴收缩。
“我很高兴我们找到了一种更安全、更有效的方法来增强颅骨外脑脊液的引流，”论文共同第一作者、神经血管生理学家尹金辉（Yoon Jin-Hui）说道。“我们正在进行后续研究，以探究这种新发现的引流通路在不同脑部疾病患者中是如何改变的，以及如何将这种新的刺激方法应用于治疗。”
这项技术可以为可穿戴或临床设备铺平道路，以增强老年人或神经系统疾病患者的脑废物清除能力。
该团队目前正在研究这种排水系统在阿尔茨海默氏症等疾病中的表现，以及机械刺激是否可以作为预防或治疗工具。
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